Tween 80 aqueous micellar solutions as wetting agents and permeability enhancers of potato leaves

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In order to develop innovative methods of plant protection, the key properties of Tween 80 aqueous micellar solutions as means of delivery of biologically active substances inhibiting the reproduction of various pathogens have been studied. The absence of negative effects of these solutions upon contact with potato leaves has been shown. The wetting isotherms for Tween 80 aqueous solutions confirmed the hydrophilization of the potato leaf and the hydrophobic polymer film modeling its surface. By combining the methods of tensiometry and wetting, the maximum adsorption of Tween 80 on the surface of the polymer was determined, which made it possible to predict the structure of the adsorption layer of this surfactant on the surface of the potato leaf. For micellar solutions of Tween 80, characterized by maximum wetting ability, a significant increase in the rate of penetration into the leaf was recorded.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. M. Zadymova

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Author for correspondence.
Email: nzadymova@gmail.com

Химический факультет

Russian Federation, Москва, 119991

Z. N. Skvortsova

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: nzadymova@gmail.com

Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Russian Federation, Москва, 119991; Москва, 117997

Yu. D. Aleksandrov

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: nzadymova@gmail.com

Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Russian Federation, Москва, 119991; Москва, 117997

I. Yu. Ilina

Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: nzadymova@gmail.com
Russian Federation, Москва, 117997

References

  1. Морозов С.Ю., Соловьев А.Г., Калинина Н.О., Тальянский М.Э. Двуспиральные РНК как средство защиты растений от патогенных организмов и вирусов культивируемых растений // Acta Nat. (русскоязычная версия). 2019. Т. 11. № 4. С. 13–21. 10.32607/20758251-2019-11-4-13-21' target='_blank'>https://doi: 10.32607/20758251-2019-11-4-13-21
  2. Соколов М.С., Санин С.С., Долженко В.И., и др. Концепция фундаментально-прикладных исследований защиты растений и урожая // Агрохимия. 2017. № 4. С. 3–9.
  3. Holloway P.J. Surface factors affecting the wetting of leaves // Pestic. Sci. 1970. V. 1. № 4. P. 156–163.https://doi.org/10.1002/ps.2780010411
  4. Taylor P. The wetting of leaf surfaces // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2011. V. 16. P. 326–334. https://doi.org/10.1016/j.cocis.2010.12.003
  5. Massinon M., Lebeau F. Review of physicochemical processes involved in agrochemical spray retention // Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 2013. V. 17. № 3. P. 494–504.
  6. Puente D.W., Baur P. Wettability of soybean (Glycine max L.) leaves by foliar sprays with respect to developmental changes // Pest Manag. Sci. 2011. V. 67. № 7. P. 798–806. https://doi.org/10.1002/ps.2116
  7. Forster W.A., Zabkiewicz J.A. Improved method for leaf surface roughness characterization // Proceedings of the 6th International Symposium on Adjuvants for Agrochemicals. ISAA. Amsterdam, Netherlands. 2001. P. 113–118. https://doi.org/10.1515/ci.2001.23.1.27a
  8. Gaskin R.E., Steele K.D., Forster W.A. Characterising plant surfaces for spray adhesion and retention // N. Z. Plant Prot. 2005. V. 58. P. 179–183. https://doi.org/10.30843/nzpp.2005.58.4244
  9. van Overbeek J. Absorption and translocation of plant regulators // Annu. Rev. Plant. Physiol. 1956. V. 7. P. 355–372. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.07.060156.002035
  10. Zhu F., Cao C., Lidong Cao L. et al. Wetting behavior and maximum retention of aqueous surfactant solutions on tea leaves // Molecules. 2019. V. 24. P. 2094–3010. https://doi.org/10.3390/molecules24112094
  11. SilwetTM L-77 Silicone Surfactant/Technical Data Sheet. Производитель Momentive. https://www.momentive.com/docs/default-source/tds/silwet/silwet-l-77-tds.pdf
  12. Задымова Н.М., Александров Ю.Д., Калинина Н.О., Тальянский М.Э., Скворцова З.Н. Водные субмикронные дисперсии поверхностно-активных веществ как смачиватели и усилители проницаемости листьев картофеля // Журн. Общ. Хим. 2023. Т. 93. № 11. C. 1785–1795. https://doi.org/10.31857/S0044460X2311015X
  13. Sankaran A., Karakashev S.I., Sett S. et al. On the nature of the superspreaders // Adv. Colloid Interface Sci. 2019. V. 263. P. 1–18. https://doi.org/10.1016/j.cis.2018.10.006
  14. Критическая концентрация мицеллообразования Tween 80. https://www.sigmaaldrich.com/RU/en/product/sial/p1754?icid=sharepdp-clipboard-copy-productdetailpage
  15. Критическая концентрация мицеллообразования додецилтриметил аммоний хлорида. https://www.muctr.ru/upload/iblock/46f/46fc7278c7280f6d0778207dc9a1213f.pdf
  16. Zadymova N.M., Poteshnova M.V. Microemulsions and microheterogeneous microemulsion-based polymeric matrices for transdermal delivery of lipophilic drug (Felodipine) // Colloid Polym. Sci. 2019. V. 297. P. 453–468. https://doi.org/10.1007/s00396-018-4447-z
  17. Холмберг К., Йёнссон Б., Кронберг Б., Линдман Б. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2007.
  18. Задымова Н.М., Иванова Н.И. Смешанные мицеллы на основе Твин 80 как носители фелодипина в водной среде // Коллоид. журн. 2013. Т. 75. № 2. С. 179–190. https://doi.org/10.7868/s0023291213020201
  19. Потешнова М.В., Задымова Н.М. Водные растворы гидроксипропилцеллюлозы, Твин 80 и их бинарных смесей: коллоидно-химические аспекты // Коллоидн. журн. 2017. Т. 79. № 6. С. 766–777. https://doi.org/10.7868/S002329121706009X
  20. Dybing C. D., Currier H. B. Foliar penetration by chemicals // Plant Physiology. 1961. V. 36. № 2. P. 169–174. https://www.jstor.org/stable/4259738

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Appearance of Indigo potato leaves immediately after application (a), after 2 hours (b) and 24 hours (c) for 10 mM Tween 80 solution (1), 60 mM DTAC solution (2), binary solution of 5 mM Tween 80 + 30 mM DTAC (3) and 0.12 mM aqueous dispersion of Brij L4 (4).

Download (901KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Wetting isotherms of Loparex (1) and potato leaf (2) surfaces with aqueous solutions of Tween 80: a – wide concentration range; b – low concentration range.

Download (162KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Surface tension versus time dependences for aqueous micellar solutions of Tween 80 (1 – 0.12 and 2 – 1.2 mM).

Download (64KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of σЖГ ×cosθ on lnC for aqueous micellar solutions of Tween 80 on the Loparex surface.

Download (64KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Change in the volume of a drop of 15 mM aqueous solution of Tween 80 over time on the surfaces of Loparex (1) and potato leaf (2)

Download (98KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences