Titel:
Mechanismen der Aufnahme von Pflanzenschutzmitteln
Projektleitung an der Universität Würzburg:
Kurzbeschreibung:
Die Aufnahme von Pflanzenschutzmitteln in Blätter ist ein Massentransferprozess, in dessen Verlauf Wirk- und Hilfsstoffe von einem flüssigen, eingetrockneten oder festen Depot auf der Blattoberfläche durch die Kutikula diffundieren. Pflanzliche Kutikeln sind lipophile Membranen, deren Permeabilität für Pestizide um mehrere Größenordnungen kleiner ist als die von Biomembranen. Die Aufnahmeraten und folglich die ökonomische Effizienz und die ökologische Sicherheit von Pestizidanwendungen hängt daher in erheblichem Maß von der Permeabilität der Kutikula von Nutzpflanzen sowie von Unkräutern und -gräsern ab. Es ist deshalb zur Optimierung der Aufnahme von Pflanzenschutzmitteln in Blätter erforderlich, die Funktionen der pflanzlichen Kutikula und die darüber ablaufenden Transportprozesse genau zu kennen.
In Kooperation mit einschlägigen Unternehmen werden die Grundlagen des Transports von Wirkstoffen über die Kutikula hinweg erforscht. Verschiedene Testsysteme für das Wirkstoffscreening und die Produktentwicklung werden etabliert. Ein weiteres wichtiges Ziel ist die physikalisch-chemische Erklärung der aktivierenden Effekte, die manche Hilfsstoffe auf die Aufnahme von Wirkstoffen durch die Kutikula besitzen. In der Regel werden Stoffe beigegeben, die neben zahlreichen anderen Funktionen (z.B. als Emulgatoren, Lösungsmittel und Trägermaterial) zu einer Beschleunigung der Aufnahmeraten des Wirkstoffes beitragen sollen. Häufig eingesetzte Zusatzstoffe sind beispielsweise nichtionische Tenside, in deren Anwesenheit der Diffusionskoeffizient von Wirkstoffen in kutikulären Wachsen um bis zu zwei Größenordnungen erhöht wird. Die Wirkungsweise beruht darauf, dass die Tenside eine Weichmacherwirkung auf die kutikuläre Wachsbarriere ausüben und damit die Fluidität der Wachse erhöhen. Eine Charakterisierung der Effekte in Form von quantitativen Struktur-Aktivitäts-Beziehungen soll einen Beitrag zum rationalen Design der Formulierungen von Pflanzenschutzmitteln leisten, mit der Zielsetzung, dass durch die Optimierung der Aufnahme eine Reduzierung der ausgebrachten Wirkstoffmenge bei gleichbleibender oder verbesserter Wirkung erreicht wird.
Laufzeit: von 01.1999 bis 12.2001
Förderinstitution:
Wirtschaftsunternehmen ( Novartis )
Publikationen: