Os PQs ZnO testados em diferentes concentrações apresentaram toxicidade para as larvas L3/L4 de A. aegypti (Tabela 1) em todas as concentrações analisadas, exceto 3 mg/mL. As concentrações 7 e 14 mg/mL tiveram, respectivamente, 15% e 60% de mortalidade sobre as larvas, enquanto 22 e 29 mg/mL alcançaram 100% de mortalidade. De acordo com a análise estatística (ANOVA)há diferença significativa entre as concentrações (p<0.01). Os valores de DL50 e DL90 (Figura 12) dos PQs ZnO foram, respectivamente, 12,3 mg/mL e 17mg/mL.
Tabela 1: Atividade larvicida dos PQs de ZnO em larvas de A. aegypti em terceiro e quarto estádio.
IC = Intervalo de confiança
Figura 12: Gráfico das doses letais dos PQs ZnO sobre as larvas de A. aegypti, com intervalo de confiança de 95%, DL50 de 12,3 mg/mL e DL90 de 17,7 mg/mL. Tratamento Indivíduos (n) Dose (mg/mL) Mortalidade (%) Exposição (24h) Desvio Padrão DL50 (95% IC) DL90 (95% IC) PQs ZnO 80 3 0 0,00 12,3 (11,48-13,28) 17,7 (16,47-19,37) 80 7 15 4,76 80 14 60 5,41 80 22 100 0,00 80 29 100 0,00
32 Figura 13: Resultado de uma das repetições para análise da mortalidade das larvas nas diferentes concentrações: (a) indivíduos vivos - 3 mg/mL; (b) dez indivíduos mortos – 7 mg/mL; Todos os indivíduos mortos: (c) 14 mg/mL, (d) 22 mg/mL (e) 29 mg/mL. Fonte: Autor
4.3 Bioensaio 2: Avaliação da luz UV em diferentes concentrações
Neste bioensaio, observou-se nas concentrações analisadas, 14 e 29 mg/mL, que tanto na ausência como na presença de luz ultravioleta (UV) houve mortalidade, destacando 29 mg/mL com 100% de mortalidade sobre as larvas (Tabela 2). Foi observada diferença significativa (p<0.01) de acordo com a análise estatística (ANOVA), indicando que a presença de luz UV influência na mortalidade das larvas.
Tabela 2. Susceptibilidade de amostras populacionais de larvas de A. aegypti em diferentes concentrações de PQ ZnO e controle (= zero) na presença e ausência de luz ultravioleta (UV).
Concentrações (mg/mL) Indivíduos (n) Mortalidade (%) Desvio Padrão Presença de Luz UV 0 80 0 0,00 14 80 81,25 3,30 29 80 100 0,00 Ausência de Luz UV 0 80 0 0,00 14 80 66,25 5,37 29 80 100 0,00
33
5 DISCUSSÃO
Este é o primeiro estudo de pontos quânticos de zinco com atividade contra larvas de Aedes aegypti realizado em laboratório.
A análise dos tamanhos e morfologia dos PQs ZnO mostrou no DRX (Figura 9) que não há picos de excesso detectados, o que indica que todos os precursores foram completamente decompostos e nenhum outro produto complexo foi formado. Ao tomar como referência o pico máximo (101) do DRX, o tamanho médio do cristalito é aproximadamente 7 nm, consistente aos dados de MEV/FEG (Figura 10), que apresentou partículas esféricas numa faixa de tamanho correspondente a 5-7 nm. E o tamanho foi especificado pelo MET (Figura 11) resultando em aproximadamente 5,11 nm.
Considerando que não existe outro estudo com pontos quânticos de zinco testados em mosquitos, realizamos testes com diferentes concentrações desse composto em larvas L3/L4 de Aedes aegypti e estas apresentaram toxicidade, exceto
na concentração 3 mg/mL (Tabela 1), com DL50 (12,3 mg/mL) e DL90 (17,7 mg/mL)
consideradas aceitáveis quando comparadas a outros estudos. Muitos dos estudos
focados na toxicidade larvicida, pupicida e adulticida dos mosquitos, mas testando outras nanopartículas de diferentes tamanhos, mostram as DL50 calculadas extremamente baixa (MARIMUTHU et al., 2011; RAMAN et al., 2012; RAWANI, et al., 2013; RONI et al., 2013; BENELLI, 2016; GOVINDARAJAN, 2016). A maioria deles está dentro de 1-30 mg/L, como o trabalho de BANUMATHI et al. (2017) onde as nanopartículas de ZnO sintetizado de plantas (ex. Lobelia leschenaultiana,
Campanulaceae) apresentaram valores de DL50 acima de 30 mg/L contra larvas de
Aedes aegypti.
A toxicidade dos pontos quânticos obtida no presente trabalho se deve ao seu pequeno tamanho (5.11nm), que, possivelmente, permite a passagem através da cutícula de insetos e em células individuais, interferindo nos processos fisiológicos. De acordo com estudos anteriores (RAMIMOGHADAM et al., 2013; KALIMUTHU et
al., 2017; BENELLI, 2018), com C. quinquefasciatus e A. aegypti expostos a
nanopartículas (ouro, prata e ZnO), apresentaram danos ao intestino médio, ao intestino final, aos músculos, aos gânglios nervosos, com células epiteliais do intestino médio desintegradas e demais células epiteliais completamente degeneradas e
34
vacuoladas. No entanto, para confirmação dessa teoria, são necessários mais estudos aprofundados, como determinar a ação específica dos PQs ZnO através de Microscopia Confocal, assim como a realização da análise citotóxica.
Ao avaliar as concentrações, 14 e 29 mg/mL, na presença e ausência da luz ultravioleta (Tabela 2) obtivemos resultados que mostram uma diferença significativa na mortalidade das larvas expostas a luz UV com 14 mg/mL (81,25%) quando comparada a mesma concentração na ausência da luz (66,25%).
O dióxido de titânio (TiO2), um óxido metálico como o ZnO, também possui atividade fotocatalítica (FU et al., 2005), isto é, sofre influência luminosa. Em estudo realizado por Maness et al. (1999), os autores mostraram que a concentração (1 mg/mL) de TiO2 se mostrou mais eficaz para matar células de Escherichia coli quando incidiram energia luminosa.
A maior vantagem do ZnO é que absorve grande fração do espectro solar do que TiO2 (SAKTHIVEL et al., 2003). E é mais ativo do que outros fotocatalisadores quando a luz solar é usada como fonte de energia (SAKTHIVEL et al., 1999; SAKTHIVEL et al., 2001).
Partindo do pressuposto que os mosquitos da espécie em estudo põem seus ovos em locais urbanos, em grande maioria expostos ao sol, como caixas d’água, e tendo em vista que, de acordo com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE (2017), o Brasil apresenta níveis bastante elevados de irradiação solar, com a região Nordeste do Brasil superando os países ibéricos em termos de irradiação solar média mensal, podemos supor que os PQs ZnO seriam os perfeitos aliados ao nosso clima e contra as larvas de mosquitos.
O uso deste composto no controle de imaturos de A. aegypti é vantajoso por essas nanoestruturas de ZnO apresentarem baixa toxicidade, biodegradabilidade (ZHANG et al., 2013), baixo custo (SANDRI et al., 2017) e por possuírem atividade intensificada pela luz, como foi mostrado neste estudo, sendo assim promissor para o uso como larvicida.
35
6 CONCLUSÃO
Neste estudo, a avaliação dos pontos quânticos de óxido de zinco mostrou que as pequenas partículas (5.11nm) possuem propriedades tóxicas para larvas de Aedes
aegypti tanto na ausência ou presença da luz UV.
A partir dos estudos acima mencionados, pode-se sugerir os PQs ZnO como ferramenta promissora para o controle de larvas desse vetor.
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