Forskere udvikler unik polymerbelægning til at tackle skadelige svampe

Forskere fra University of Nottingham har udviklet en ny måde at kontrollere skadelige svampe på, uden behov for at bruge kemiske bioaktive stoffer som fungicider eller svampedræbende midler.

Svampe forårsager forskellige, alvorlige samfundsmæssige og økonomiske problemer i Storbritannien og globalt. Ud over at forårsage dødelige sygdomme hos mennesker, svampe ødelægger madafgrøder og ødelægger værdifulde produkter og materialer. Dette har ført til en svampe-/fungicidindustri til en værdi af omkring $ 30 mia globalt.

Der er stramme regler omkring brugen af ​​fungicider og svampedræbende midler, og der er også stigende resistens hos svampe over for disse midler.

I et papir offentliggjort i dag i Videnskabens fremskridt , eksperter fra universitetets skoler for biovidenskab, Apotek, og teknik, vise, hvordan de har udviklet en innovativ løsning til at tackle svampe, ved passivt at blokere svampevedhæftning til overflader ved hjælp af en belægning af (meth)acrylatpolymerer, og dermed afkræfte behovet for at bruge potentielt skadelige anti-svampemidler eller andre bioaktive kemikalier.

Gennem tidligere arbejde, holdet fandt forskellige kombinationer af fungicider, som virkede mod svampe og også skabte ny forståelse af konserverende virkning mod fordærvelsessvampe.

Selvom disse fremskridt betød mindre brug af visse fungicider og kemikalier, hyppig stramning af regler omkring brug begrænser anvendelsen af ​​teknologier, der stadig er afhængige af bioaktive midler, mens spredning af modstand forværrer problemet. Følgelig, potentielle bioaktive-fri teknologier til bekæmpelse af svampe er yderst attraktive for industrien.

I denne seneste undersøgelse, forskere viser en alternativ svampekontrolstrategi, som ikke har fungicidernes 'dræbende effekt'.

Holdet identificerede polymerer, der modstår vedhæftning af forskellige slags svampe, herunder patogener. De screenede hundredvis af (meth)acrylatpolymerer med høj gennemstrømning, identificere flere, der reducerer tilknytning af det humane patogen Candida albicans , afgrødepatogen Botrytis cinerea, og andre svampe.

Specifikke kemiske egenskaber ved polymererne var forbundet med svag svampevedhæftning. Materialerne var ikke giftige, understøtter deres passive nytte. Holdet udviklede en formulering med materialerne til inkjet-baseret 3-D-print. Trykte taleprotesekomponenter viste op til 100% reduktion i C. albicans biofilm kontra kommercielle materialer. Desuden, sprøjtebelagte bladoverflader modstod svampeinfektion, uden plantetoksicitet.

En lignende tilgang mod bakterielle patogener er også nu ved at blive udviklet til en kateterbelægning for at forhindre infektioner hos patienter.

Professor Simon Avery, fra School of Life Sciences på universitetet er en ledende efterforsker på papiret, han sagde:"Dette er den første højkapacitetsundersøgelse af polymerkemi, der modstår svampevedhæftning.

"Vores hidtidige engagement med industrien har fremhævet et klart behov for en ny tilgang til bekæmpelse af svampe og de store socioøkonomiske problemer, som de forårsager, som værdien af ​​eksisterende strategier, der anvender bioaktive stoffer (svampemidler, fungicider) eroderes af voksende modstand og reguleringer.

"Denne passive, anti-tilknytningsteknologi, som vi har udviklet, imødekommer dette behov. Vi har været i stand til at vise, at forskellige polymerer er effektive til at modstå forskellige svampe, der har brede socioøkonomiske konsekvenser."