Compósito formado por Thymus vulgaris, nanopartículas de cobre y quitosano, como alternativa antifúngica sostenible contra Fusarium sp
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Date
2025-10-20
Authors
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Publisher
Universidad de Cuenca, Facultad de Ciencias Químicas
Abstract
Fusarium sp. poses a critical threat to plant species; therefore, the present study evaluated the individual and combined antifungal efficacy of Thymus vulgaris essential oil (ThyEOS), copper nanoparticles (Cu-NPs), and chitosan (CH) against Fusarium sp. The Cu-NPs were synthesized via a solvothermal method and characterized through UV–Visible Spectroscopy (UV–Vis), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Atomic Force Microscopy (AFM). The results revealed fine nanoparticles with an average size of 64 nm, exhibiting homogeneous distribution, predominantly spherical morphology, and localized agglomeration. ThyEOS was obtained via steam distillation, yielding a concentration of 180% w/v. Antifungal activity was assessed through agar dilution and checkerboard assays, determining the Minimum Inhibitory Concentration (MIC), the Fractional Inhibitory Concentration Index (FICI), and the Dose Reduction Index (DRI). The individual MICs were 800 ppm for ThyEOS, 1500 ppm for Cu-NPs, and 0.6% w/v for CH. The ThyEOS/Cu-NPs/CH composite exhibited a strong synergistic effect (FICI = 0.3125), achieving DRI values of 16 for CH and 4 for Cu-NPs. FTIR spectra of the Cu-NPs/CH and ThyEOS/Cu-NPs/CH composites showed band loss in the 1000 cm⁻¹ region, indicating structural interaction and thymol entrapment within the polymeric matrix.
These findings support the use of the ThyEOS/Cu-NPs/CH composite as an effective antifungal alternative for the management of Fusarium sp.
Resumen
El Fusarium sp. es una amenaza crítica para las especies vegetales, por lo que la presente investigación evaluó la eficacia antifúngica individual y combinada del aceite esencial de Thymus vulgaris (ThyEOS), nanopartículas de cobre (Cu-NPs) y quitosano (CH) frente a Fusarium sp. Las Cu-NPs se sintetizaron por vía solvotermal y se caracterizaron mediante Espectroscopia UV–Visible (UV-Vis), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). Los resultados mostraron nanopartículas finas de 64 nm como tamaño promedio, de distribución homogénea, mayoritariamente esféricas y con aglomeración localizada. El ThyEOS se obtuvo con destilación por arrastre de vapor con una concentración de 180% p/v. La actividad antifúngica se evaluó mediante dilución en agar y ensayo checkerboard, calculando la concentración mínima inhibitoria (CMI), el índice de concentración inhibitoria fraccional (FICI) y el índice de reducción de dosis (DRI). Las CMI individuales fueron de 800 ppm para ThyEOS, 1500 ppm para Cu-NPs y 0,6% p/v para CH.El compósito ThyEOS/Cu-NPs/CH presentó un efecto sinérgico fuerte (FICI = 0.3125), logrando DRI de 16 para CH y 4 para Cu-NPs. Los espectros FTIR de los compósitos Cu-NPs/CH y ThyEOS/Cu-NPs/CH mostró pérdida de bandas en la región 1000 cm⁻¹, indicando interacción estructural y confinamiento del timol en la matriz polimérica. Estos resultados respaldan el uso del ThyEOS/Cu-NPs/CH como alternativa antifúngica eficaz para el manejo de Fusarium sp.
Keywords
Ciencias Ambientales, Biofungicida orgánico, Nanotecnología
Citation
Código de tesis
TM4; 2709
Código de tesis
Grado Académico
Magíster en Ciencias Ambientales