Νανοσωματίδια χαλκού για το βακτηριακό έλκος της ακτινιδιάς

Σάββας Παστόπουλος, Γεωπόνος MSc, Παστόπουλος Γεωπονική Ε.Ε., Νέος Μυλότοπος Πέλλας

Το βακτηριακό έλκος της ακτινιδιάς, που προκαλεί το Pseudomonas syringae pv. actinidiae, αντιμετωπίζεται στην πράξη με χαλκό. Κινεζική έρευνα του 2022 παρασκεύασε τρία είδη νανοσωματιδίων χαλκού και τα σύγκρινε με ένα συμβατικό βακτηριοκτόνο, πρώτα σε τρυβλίο και μετά σε φυτά. Στο τρυβλίο τα νανοϋλικά σκότωσαν το βακτήριο σε συγκέντρωση τουλάχιστον εξήντα τέσσερις φορές μικρότερη από εκείνη που χρειάστηκε το συμβατικό σκεύασμα. Στις τεχνητές πληγές του κλάδου, αντίθετα, τα ποσοστά ελέγχου της ασθένειας βρέθηκαν στο ίδιο εύρος με του συμβατικού, και η ανάλυση διακύμανσης δεν έδειξε σαφή υπεροχή καμίας νανομορφής. Το κείμενο εξηγεί τι ακριβώς μετρήθηκε σε κάθε βήμα, ποιος μηχανισμός δίνει το εργαστηριακό προβάδισμα, γιατί αυτό δεν μεταφράζεται σε αντίστοιχο αποτέλεσμα πάνω στο φυτό, και πού σταματά η έρευνα.

1. Τι συγκρίθηκε

Παρασκευάστηκαν τρία νανοϋλικά χαλκού με χημική καταβύθιση και χαρακτηρίστηκαν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, περίθλαση ακτίνων Χ και φασματοσκοπία [1]. Διαφέρουν στη σύσταση και, κυρίως, στο σχήμα και στο μέγεθος:

Το σημείο που αξίζει προσοχή είναι ότι οι ίδιες χημικές ενώσεις σε κανονικό, μη νανομετρικό μέγεθος ήταν σχεδόν ανενεργές στη συγκέντρωση που τα νανοϋλικά σκότωναν το βακτήριο [1]. Η διαφορά δηλαδή δεν είναι της χημείας, είναι του μεγέθους.

Πηγές: 1

2. Στο τρυβλίο: η διαφορά είναι τεράστια

Η ελάχιστη βακτηριοκτόνος συγκέντρωση ήταν 1,56 μg/mL και για τα τρία νανοϋλικά. Για τον θειοδιαζολικό χαλκό ήταν πάνω από 100 μg/mL, δηλαδή τουλάχιστον εξήντα τέσσερις φορές υψηλότερη [1]. Στη μισή συγκέντρωση, στα 0,78 μg/mL, τα τρία νανοϋλικά παρεμπόδισαν το βακτήριο κατά 88,5, 91,7 και 88,3 τοις εκατό, ενώ το σκεύασμα σύγκρισης ήταν πρακτικά αδρανές.

Ο μηχανισμός δεν είναι απλώς η απελευθέρωση ιόντων χαλκού. Ύστερα από δεκαέξι ώρες, ο χαλκός που είχε περάσει σε διάλυμα δεν ξεπερνούσε το 2 τοις εκατό της μάζας των σωματιδίων [1]. Οι εικόνες ηλεκτρονικού μικροσκοπίου έδειξαν ότι τα σωματίδια προσκολλώνται στο τοίχωμα, το διαπερνούν ή το παραμορφώνουν, και ότι μέσα στα κύτταρα συσσωρεύονται δραστικές μορφές οξυγόνου. Ο θειοδιαζολικός χαλκός δεν προκάλεσε ούτε βλάβη στην εσωτερική μεμβράνη ούτε αύξηση των δραστικών μορφών οξυγόνου, που σημαίνει ότι δρα με εντελώς άλλον τρόπο.

Πηγές: 1

3. Στο φυτό: το εργαστηριακό προβάδισμα δεν επιβεβαιώνεται

Στα διετή δενδρύλλια, με εφαρμογή 200 μg/mL σε τεχνητές πληγές του κλάδου, τα τέσσερα σκευάσματα πλησιάζουν μεταξύ τους, και η σειρά τους αλλάζει ανάλογα με το αν μπήκαν πριν ή μετά τη μόλυνση. Όταν το σκεύασμα μπήκε πριν από τη μόλυνση, η προστατευτική δράση ήταν 59,8 τοις εκατό για τα νανοσύρματα και 63,2 για τα νανοφύλλα, έναντι 64,4 του θειοδιαζολικού χαλκού, ενώ τα νανοσωματίδια οξυχλωριούχου χαλκού έμειναν στο 40,2. Όταν μπήκε μετά τη μόλυνση, η θεραπευτική δράση ήταν 67,1 τοις εκατό για τα νανοσωματίδια οξυχλωριούχου χαλκού, 56,1 για τα νανοφύλλα, 53,7 για το σκεύασμα σύγκρισης και 43,9 για τα νανοσύρματα [1].

Η εξήγηση που δίνουν οι συγγραφείς στηρίζεται στο μέγεθος. Τα μεγαλύτερα σωματίδια σχηματίζουν πυκνό στρώμα στην επιφάνεια και εμποδίζουν τη μόλυνση, άρα δουλεύουν προστατευτικά. Τα μικρότερα μπαίνουν ευκολότερα στον ιστό και μετακινούνται, άρα φτάνουν στο βακτήριο που έχει ήδη εγκατασταθεί και δουλεύουν θεραπευτικά [1].

Δύο ακόμη ευρήματα έχουν πρακτική αξία. Το πρώτο είναι ότι στα φύλλα τα νανοσωματίδια απλώνονται ομοιόμορφα, ενώ τα συμβατικά σκευάσματα αφήνουν άνισες συσσωματώσεις [1]. Το δεύτερο είναι ότι τα νανοφύλλα φωσφορικού χαλκού καθίζησαν πλήρως μέσα σε μία ώρα στο νερό, κάτι που σε ψεκαστικό βυτίο είναι σοβαρό μειονέκτημα, ενώ τα νανοσωματίδια οξυχλωριούχου χαλκού έμειναν σταθερά.

Πηγές: 1

4. Πηγές

Οι αριθμοί μέσα στο κείμενο παραπέμπουν στον παρακάτω κατάλογο.

• [1] Ren, G., Ding, Z., Pan, X., Wei, G., Wang, P. και Liu, L. (2022). Evaluation of the Abilities of Three Kinds of Copper-Based Nanoparticles to Control Kiwifruit Bacterial Canker. Antibiotics 11(7):891. Πηγή για τη σύνθεση και τον χαρακτηρισμό των τριών νανοϋλικών, για την ελάχιστη βακτηριοκτόνο συγκέντρωση 1,56 μg/mL και τη σύγκριση με τα 100 μg/mL του θειοδιαζολικού χαλκού, για τα ποσοστά παρεμπόδισης στα 0,78 μg/mL, για την απελευθέρωση χαλκού κάτω από 2 τοις εκατό, για τον μηχανισμό με τις δραστικές μορφές οξυγόνου, για τα ποσοστά προστατευτικής και θεραπευτικής δράσης στο φυτό και τη στατιστική τους ανάλυση, για την εξήγηση με βάση το μέγεθος, για την κατανομή στο φύλλο και για την καθίζηση των νανοφύλλων. Διαβάστηκε ολόκληρη.
• [2] Μητρώο εγκεκριμένων φυτοπροστατευτικών προϊόντων, Υπουργείο Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων, όπως αποδίδεται στη βάση του plantprotect.gr, δεδομένα 18 Οκτωβρίου 2026. Πηγή για τη διαπίστωση ότι καμία νανομορφή χαλκού δεν είναι εγκεκριμένη ως φυτοπροστατευτικό προϊόν και ότι κανένα σκεύασμα του μητρώου δεν δηλώνεται ως νανοϋλικό.
• [3] Pesticide Properties DataBase, University of Hertfordshire. Saisentong, άλας χαλκού του bismerthiazol. Πηγή για το ότι ο θειοδιαζολικός χαλκός χρησιμοποιείται στην Κίνα και δεν είναι εγκεκριμένος στην Ευρωπαϊκή Ένωση ούτε στο Ηνωμένο Βασίλειο.