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Eco-friendly pesticide based on peppermint oil nanoemulsion: preparation, physicochemical properties, and its aphicidal activity against cotton aphid

Résumé

Using organic insecticides including plant oils, it is possible to design a new perspective for the control of insect pests. In this research, nanoemulsion formulations of Mentha piperita, wild-type essential oil (EO) were prepared utilizing high-energy ultrasonication process. Physicochemical properties of nanoemulsions were precisely studied by measurement various parameters including pH, viscosity, conductivity, and zeta potential. Experimental design by the aid of response surface methodology (RSM) was used to highlight the physicochemical roles of EO percentage (1% to 5% (v/v)) and surfactant concentration (3% to 15% (v/v)) for achieving minimum droplet diameter with high physical stability. The nanoemulsion formulations were then characterized using dynamic light scattering, transmission electron microscopy, and optical clarity. Afterward, an appropriate model between the variable factors (EO percentage and surfactant concentration) and the response (hydrodynamic particle size) was statistically developed. Under the optimum conditions, nanoemulsion with hydrodynamic particle size less than 10 nm with high physical stability is obtainable. Bioassay experiments were carried out to elucidate the effects of nanoemulsion on the cotton aphid. Synthesized nanoemulsion formulations showed relatively high contact toxicity (average value of LC50 was about 3879.5 +/- 16.2 mu l a.i./L) against the pest. On the basis of the obtained results, prepared nanoemulsion using M. piperita is potentially applicable as organic insecticides against cotton aphid.

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Concepts associés (36)
Huile essentielle
On appelle huile essentielle, ou parfois essence végétale (du latin essentia, « nature d'une chose »), le liquide concentré et hydrophobe des composés aromatiques (odoriférants) volatils d'une plante. Il est obtenu par extraction mécanique, entraînement à la vapeur d'eau ou distillation à sec. D'autres extraits végétaux sont obtenus par extraction avec des solvants non aqueux volatils (hexane, éther...) tandis qu'un nouveau procédé d'extraction s'est développé récemment : l'extraction au dioxyde de carbone supercritique.
Insecticide
vignette|Avion diffusant de l'insecticide sur un champ (États-Unis). Cette pratique est interdite dans l'Union européenne. Les insecticides sont des substances actives ou des préparations phytosanitaires ayant la propriété de tuer les insectes, leurs larves et/ou leurs œufs. Ils font partie de la famille des pesticides, eux-mêmes inclus dans la famille des biocides, tous deux réglementés en Europe par des directives spécifiques.
Émulsion
thumb|A. Deux liquides non-miscibles. B. Émulsion instable. C. Les deux liquides se séparent progressivement. D. Un tensioactif (ou agent de surface) entoure les gouttelettes d'un des liquides, stabilisant l'émulsion. Une émulsion est un mélange hétérogène de deux substances liquides non miscibles, l'une étant dispersée sous forme de petites gouttelettes dans l'autre.
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