Analisi SEM-EDS della distribuzione dei fungicidi sulle piante trattate

Un fungicida è un tipo specifico di prodotto fitosanitario che controlla una malattia fungina inibendola specificamente o uccidendo il fungo che la causa. I fungicidi sono ampiamente utilizzati nell’industria, nell’agricoltura, e in alcune operazioni domestiche e di giardinaggio. La maggior parte dei fungicidi viene applicata per gestire organismi patogeni fungini sulle coltivazioni o utilizzati come trattamento post-raccolta per evitare che funghi o muffe portino il cibo a marcire durante l’immagazzinamento o il trasporto. Essi sono diventati essenziali per la protezione degli alimenti così come per il mantenimento delle colture e per ottenere rese consistenti di prodotti di alta qualità. Come riportato dal Quaderno di Ricerca INAIL n.17, i fungicidi rappresentano oltre il 52% di tutti i prodotti fitosanitari impiegati nell’Unione Europea.

I fungicidi che agiscono per contatto vengono applicati sulle piante mediante spray e si legano alla superficie della foglia. Al contrario dei fungicidi sistemici che vengono assorbiti dalle radici e dalle foglie per via cuticolare e si diffondono poi in tutti i tessuti della pianta, il fungicida di contatto fornisce protezione contro le infezioni fungine nelle aree in cui è legato il fungicida.

Il tecnico di laboratorio può prelevare una foglia esposta al trattamento ed eseguire un’analisi diretta sulla superficie trattata per determinare la distribuzione del fungicida applicato. Tuttavia, per preservare le strutture vegetali da possibili danni causati dal vuoto e dal fascio elettronico all’interno del microscopio elettronico a scansione, sono necessari alcuni accorgimenti nella preparazione del campione. La modalità Life di Coxem permette di congelare il campione di foglia e di eseguire l’analisi al SEM senza ulteriori trattamenti.

Nell’immagine riportata, una foglia di grano è stata trattata con una miscela di due fungicidi, uno basato sul principio attivo Isopyrazam che contiene fluoro, e l’altro sul Ciproconazolo che contiene cloro. La distribuzione dei fungicidi sulla superficie della foglia può essere analizzata eseguendo la mappa elementale EDS per rivelare le posizioni degli elementi associati a ciascun fungicida.

Per consentire lo studio diretto della distribuzione del fungicida sulla superficie fogliare, la porzione di foglia è stata congelata mediante cool stage. Il congelamento non solo stabilizzerà la struttura della foglia per l’analisi in vuoto, ma fisserà anche il fungicida nella sua posizione.

Poiché ciascuno dei due fungicidi utilizzati sulla foglia è ricco di un particolare elemento, la mappa EDS del fluoro mostra la zona coperta dall’Isopyrazam, mentre la mappa EDS del cloro mostra l’area raggiunta dal Ciproconazolo.

Sebbene il campione sia congelato, è comunque suscettibile di potenziali danni indotti dal fascio di elettroni ad alta energia impiegato per scansionare la superficie e generare il segnale dei raggi X. L’uso di una bassa tensione di accelerazione (ad esempio 10 kV) riduce questo rischio ma al contempo limita l’intensità del segnale dei raggi X generati dal campione. La soluzione è quella di allungare i tempi di raccolta delle mappe EDS, trovando il giusto compromesso per ottenere mappe con una discreta risoluzione e non danneggiare il campione.

Per l’analisi di questo tipo di campioni, e in generale per analisi in cui si prevede un basso numero di conteggi, è consigliabile orientare la scelta verso rivelatori EDS SDD con un’ampia finestra di raccolta, che permettano di lavorare a basse tensioni di accelerazione e al contempo di mantenere ridotti i tempi di acquisizione.

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