Una ricerca internazionale chiarisce l’interazione tra il pesticida e la β-ciclodestrina combinando analisi sperimentali e simulazioni computazionali
Un gruppo di ricerca internazionale, con la partecipazione dell’Università degli Studi della Tuscia e del dott. Costantino Zazza del Dipartimento DIBAF, ha ricostruito in dettaglio il meccanismo con cui la β-ciclodestrina riconosce e ingloba il carbarile, un pesticida appartenente alla famiglia dei carbammati.
Lo studio ha analizzato l’interazione tra le due molecole in soluzione acquosa, utilizzando spettroscopia di fluorescenza, risonanza magnetica nucleare e calcoli teorici. L’integrazione di queste tecniche ha consentito di descrivere la struttura del complesso e di individuare le forze che ne favoriscono la formazione.
Come funziona la gabbia molecolare
La β-ciclodestrina possiede una cavità interna capace di ospitare altre molecole. I ricercatori hanno osservato che una parte del carbaryl entra in questa cavità, mentre la porzione restante rimane esposta all’acqua. Si forma così un complesso con rapporto 1:1, nel quale una molecola di β-ciclodestrina si associa a una molecola di pesticida.
La costante di associazione misurata è di circa 189 M⁻¹: un parametro che descrive l’equilibrio tra le molecole libere e quelle associate. Il risultato aiuta a comprendere il comportamento del sistema nelle condizioni analizzate.
Il contributo della chimica computazionale
I calcoli teorici hanno permesso di verificare il modello ricavato dagli esperimenti e di caratterizzare le interazioni non covalenti, cioè le forze che tengono associate le due molecole senza creare nuovi legami covalenti. L’analisi evidenzia il ruolo prevalente delle interazioni idrofobiche e delle forze di dispersione legate alla regione aromatica del carbaryl.
Le prospettive per la ricerca ambientale
Comprendere come il carbaryl viene inglobato dalla β-ciclodestrina fornisce una base per lo sviluppo futuro di sistemi destinati al monitoraggio e alla gestione dei residui di pesticidi. Le possibili applicazioni nella rimozione degli inquinanti e nella bonifica ambientale rappresentano una prospettiva di ricerca, da sviluppare e verificare.
«Il coinvolgimento dell’Università degli Studi della Tuscia si inserisce quindi in un approccio multidisciplinare e internazionale che unisce tecniche spettroscopiche e strumenti avanzati della chimica computazionale per affrontare un problema di interesse ambientale.
L’obiettivo, in prospettiva, è sviluppare materiali e piattaforme basati sulla chimica supramolecolare che possano trovare applicazione nella gestione dei residui agrochimici, nella sequestrazione dei pesticidi e nei processi di bonifica ambientale», conclude il dott. Costantino Zazza.