مقالة منهجية

قياس القوة في الوقت الحقيقي بين قطرات المستحلب أثناء الانهيار الأنزيمي

DOI:

10.3791/68182

⸱

يونيو 27, 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1Key Laboratory of Quantum Precision Measurement, College of Physics, Zhejiang University of Technology, 2College of Optical and Electronic Technology, China Jiliang University

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يستخدم هذا البروتوكول ملاقط بصرية مزدوجة المصيدة لقياس قوى القطرات في الوقت الفعلي أثناء الهضم الأنزيمي للمستحلبات. يسهل دراسة استقرار المستحلب وديناميكيات القطرات ، مع تطبيقات في علوم الأغذية والمستحضرات الصيدلانية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقدم هذا البروتوكول منهجية فريدة للتحقيق في استقرار المستحلبات والتفكك الديناميكي لقطرات المستحلب أثناء الهضم الأنزيمي باستخدام ملاقط بصرية مزدوجة المصائد. تتضمن العملية تحضير المستحلب ، وإدخال الإنزيم ، وتكوين نظام قياس القوة لمراقبة القوى بين القطرات في الوقت الفعلي. من خلال استخدام ملاقط بصرية مزدوجة المصيدة ، تتيح الطريقة معالجة ومراقبة قطرات المستحلب بدقة ، مما يسهل قياس القوى بين القطرات أثناء التفكك الأنزيمي. تقدم هذه التقنية التجريبية رؤى مهمة حول تفاعلات واستقرار المستحلبات أثناء الهضم ، مع أهمية خاصة للبحث في علوم الأغذية والمستحضرات الصيدلانية والصناعات الأخرى التي تنطوي على المستحلبات العضوية. هذه الطريقة قابلة للتكيف وقابلة للتطبيق على العديد من إعدادات الملقط البصري وأنواع مختلفة من المستحلبات أو الإنزيمات ، وتعمل كأداة متعددة الاستخدامات لاستكشاف الخواص الميكانيكية وعمليات التفكك عبر مجموعة من المجالات. علاوة على ذلك ، يوفر هذا النهج المرئي ميزة المراقبة في الوقت الفعلي لديناميكيات القوة ، مما يفتح طرقا جديدة لدراسة سلوك المستحلب في تطبيقات متنوعة.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المستحلبات هي أنظمة غير متجانسة تتكون من سائلين غير قابلين للامتزاج ، حيث يتم تشتيت سائل واحد على شكل قطرات داخل الآخر. هذه الأنظمة منتشرة في كل مكان في مختلف الصناعات ، بما في ذلك الأغذية والأدوية1 ومستحضرات التجميل والبتروكيماويات. يعتمد استقرار ووظيفة المستحلبات بشكل حاسم على التفاعلات بين القطرات ، والتي يمكن أن تتأثر بعوامل مختلفة مثل كيمياء السطح والظروف البيئية ووجود الإنزيمات2.

في العديد من التطبيقات ، لا سيما في علوم الأغذية وتوصيل الأدوية ، تتعرض المستحلبات لبيئات إنزيمية3،4. على سبيل المثال ، في الجهاز الهضمي البشري ، تواجه الأطعمة والأدوية القائمة على المستحلب التي يتم تناولها إنزيمات مختلفة يمكن أن تغير هيكلها ووظيفتها. يعد فهم ديناميكيات تفاعلات القطرات أثناء الهضم الأنزيمي أمرا بالغ الأهمية لتصميم منتجات مستقرة وفعالة قائمة على المستحلب5،6.

توفر الطرق التقليدية لدراسة استقرار المستحلب2،7 ، مثل تشتت الضوء أو القياسات الانسيابية ، معلومات مجمعة قيمة ولكنها لا تستطيع مراقبة التفاعلات بين القطرات الفردية وتحديدها بشكل مباشر8. أعاق هذا القيد فهم العمليات الدقيقة التي تحدث أثناء الهضم الأنزيمي للمستحلبات.

ظهرت الملقط البصري كأداة قوية لمعالجة الأجسام المجهرية وقياس القوى على نطاق الصغروالنانوي 9. من خلال تسخير زخم الضوء ، يمكن للملاقط الضوئية حبس القطرات الفردية وتحريكها بدقة استثنائية. تفتح هذه القدرة إمكانيات جديدة لدراسة تفاعلات القطرات في البيئات المعقدة10،11.

يقدم هذا البروتوكول طريقة فريدة تجمع بين الملقط البصري المزدوج وقياسات القوة في الوقت الفعلي للتحقيق في التفاعلات بين قطرات المستحلب أثناء الهضم الأنزيمي. كمثال تمثيلي ، يتم توضيح الطريقة باستخدام نظام مستحلب يتكون من زيت بذور اللفت أو قطرة دهون واحدة مثبتة بواسطة بروتين مصل اللبن ، وتخضع للهضم بواسطة التربسين. هذا النظام النموذجي وثيق الصلة بشكل خاص بعلوم الأغذية والتغذية ، لأنه يحاكي مستحلبات الطعام الشائعة وسلوكها في الجهاز الهضمي12.

يسمح هذا النهج بالملاحظة المباشرة والقياس الكمي للقوى بين القطرات الفردية أثناء خضوعها للانهيار الأنزيمي ، مما يوفر رؤى غير مسبوقة حول ديناميكيات استقرار المستحلب في ظل ظروف الجهاز الهضمي. تستخدم الطريقة نظام الملقط البصري ، وهو إعداد ملاقط بصرية مزدوجة المصيدة على أحدث طراز ، لمعالجة قطرات المستحلب وقياس القوى بين القطرات بدقة عالية13.

تعمل هذه التقنية التجريبية على سد الفجوة بين دراسات المستحلب السائب والتحقيقات على المستوى الجزيئي ، مما يوفر منظورا فريدا لسلوك المستحلبات أثناء الهضم الأنزيمي. الأفكار المكتسبة من هذه الطريقة لها آثار بعيدة المدى على مختلف المجالات ، بما في ذلك هندسة الأغذية والتركيبات الصيدلانية والعلوم الغروانية الأساسية. بينما يتم استخدام نظام إنزيم زيت وبروتين معين كمثال ، يمكن تكييف المنهجية المعروضة هنا لدراسة مجموعة واسعة من أنظمة المستحلب العضوي والإنزيمات الهاضمة في مختلف الصناعات.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يوضح الشكل 1 مخططا لمحاصرة قطرات الملقط البصري مزدوج المصيدة. الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.

1. تحضير تشتت بروتين مصل اللبن

  1. تحضير تشتت بروتين مصل اللبن بنسبة 5٪ (وزن / حجم) في الماء منزوع الأيونات.
    1. باستخدام ميزان إلكتروني ، قم بوزن 2.5 جم من مسحوق بروتين مصل اللبن بدقة.
    2. باستخدام أسطوانة متدرجة ، قم بقياس 47.5 مل من الماء منزوع الأيونات.
  2. امزج المكونات.
    1. انقل مسحوق البروتين الموزون والماء المقاس إلى دورق
    2. أضف شريط تحريك مغناطيسي إلى الدورق
  3. ختم الدرق.
    1. قم بتغطية الدورق بغشاء مانع للتسرب لمنع التبخر والتلوث.
  4. امزج التشتت.
    1. ضع الدورق على محرك مغناطيسي. اضبط سرعة التقليب على 1500 دورة في الدقيقة (الشكل 2 أ) حتى يذوب مسحوق البروتين تماما ويشتت المحلول بالتساوي.
  5. ترطيب البروتين
    1. لضمان الترطيب الكامل لبروتين مصل اللبن وتقليل الرغوة ، قم بإعداد التشتت قبل يوم واحد من تحضير المستحلب.
    2. اسمح لتشتت بروتين مصل اللبن بنسبة 5٪ بالاختلاط طوال الليل في درجة حرارة الغرفة.
      تنبيه: تأكد من أن جميع الأواني الزجاجية والأواني نظيفة وخالية من الملوثات لتجنب التأثير على تشتت البروتين.
      ملاحظة: تعد خطوة الترطيب الليلية أمرا بالغ الأهمية لوظيفة البروتين المثلى واستقرار المستحلب. قد يؤدي تخطي هذه الخطوة إلى انخفاض كفاءة الاستحلاب. يوضح قسم البروتوكول هذا الخطوات الأولية لإعداد تشتت بروتين مصل اللبن ، والذي سيتم استخدامه لتثبيت قطرات زيت بذور اللفت في تحضير المستحلب اللاحق. تتضمن الخطوات التالية عادة تحضير مستحلب الزيت في الماء ، وإعداد تجربة الملقط البصري ، وإدخال التربسين لدراسات الهضم.

2. تحضير مستحلبات الزيت في الماء

  1. تحسين الصياغة.
    1. تحضير المستحلب عن طريق خلط 15٪ زيت مع محلول بروتين 85٪ من حيث الحجم لتحقيق نسبة كتلة البروتين إلى الدهون 0.3.
  2. تحضير مرحلة الدهون.
    1. زيت بذور اللفت سائل في درجة حرارة الغرفة. أضف 30 مل من زيت بذور اللفت إلى أنبوب الطرد المركزي لاستخدامه لاحقا.
    2. دهون الحليب صلبة في درجة حرارة الغرفة. خذ ما يقرب من خمس ملاعق من دهن الحليب وضعها في أنبوب الطرد المركزي.
    3. ضع الأنبوب في دورق وأضف حوالي 40 مل من الماء منزوع الأيونات إلى الدرق.
    4. استخدم لوحة تسخين رقمية لتسخين الدورق إلى 42 درجة مئوية وحافظ على درجة الحرارة هذه لمدة 30 دقيقة لضمان الذوبان الكامل (الشكل 2 ب).
      ملاحظة: تبلغ درجة انصهار دهن الحليب حوالي 30 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية. يتم الحفاظ على درجة حرارة المختبر عند 26 درجة مئوية. يمكن أن تظل دهون الحليب المذابة سائلة لفترة معينة ، لكنها ستتصلب تدريجيا في درجة حرارة الغرفة إذا تركت واقفة.
  3. امزج المكونات.
    1. في أنبوب الطرد المركزي سعة 5 مل ، أضف 0.6 مل من الزيت (زيت بذور اللفت أو دهن الحليب المذاب) و 3.4 مل من محلول بروتين مصل اللبن المحضر.
  4. تجانس المستحلب.
    1. استخدم خلاطا عالي القص (HSM). اضبط السرعة على 25,000 دورة في الدقيقة واخلطها لمدة 5 دقائق (الشكل 2C).
    2. اختياريا ، قم بتمرير المستحلب الخشن من خلال الخالط عالي الضغط. الظروف النموذجية: 2-3 يمر عند ضغط 500-1000 بار.
  5. تمييع المستحلب.
    1. قم بإعداد تخفيف 1: 1000 من المستحلب. قم بقياس 4 ميكرولتر من المستحلب الأصلي باستخدام ماصة. أضف هذا إلى 3996 ميكرولتر من الماء منزوع الأيونات. تخلط جيدا لضمان التخفيف المنتظم.

3. الإعداد الأولي للملاقط البصرية

  1. قم بإعداد وتنظيف خلايا تدفق الموائع الدقيقة (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: الجهاز مزود بست قنوات ميكروفلويديك. تستخدم هذه التجربة قناة واحدة فقط يتم استخدام القناة الموجودة في أقصى اليسار في الشكل 3 ب .
    1. لتحضير قناة الموائع الدقيقة ، قم بتنظيف جميع المعدات اللازمة وقنوات التدفق. اشطف جميع المعدات جيدا بالماء منزوع الأيونات لضمان عدم وجود بقايا.
    2. للتنظيف ، اغسل القناة المطلوبة بالإيثانول. اضبط معدل التدفق على 1.0 بار واشطفه بالإيثانول. قبل ساعة واحدة من التجربة ، قم بغسل ألبومين مصل الأبقار (BSA) في خلية التدفق. يشكل BSA طبقة "حظر" على الأسطح لتقليل الامتصاص غير المحدد لقطرات المستحلب أو الجزيئات الحيوية الأخرى.
  2. تدفق المستحلب المحضر في القناة التجريبية.
  3. جهز الأداة قبل التجربة.
    1. افتح أداة الملقط البصري.
    2. أضف ما يقرب من 70 ميكرولتر من الماء منزوع الأيونات إلى العدسة ذات الموضوع السفلي.
    3. أدخل حجرة العينة حتى تسمع "نقرة".
    4. ضع قطرة من زيت الغمر أعلى حجرة العينة (الشكل 3 ج).
    5. اخفض عدسة المكثف برفق حتى تلامس برفق السطح العلوي لغرفة العينة.
    6. أغلق جهاز الملقط البصري قبل تشغيل الليزر. يعمل الليزر عند 1064 نانومتر.
  4. حدد موقع المستوى Z واضبط المسار البصري.
    1. قم بتشغيل الليزر واضبط الطاقة على 100٪.
    2. اضبط المقبض السفلي (الشكل 3 أ) على نظام الملقط البصري لتحديد موقع بقعة الليزر. بالانتقال من الأسفل إلى الأعلى (ضبط في اتجاه عقارب الساعة) ، راقب بقع الليزر ثلاث مرات. اضبط المستوى Z بين المجموعتين الثانية والثالثة من بقع الليزر.
      ملاحظة: تظهر المجموعات الثلاث من بقع الليزر عندما يركز الليزر على السطح السفلي لخلية التدفق ، والسطح العلوي للغطاء السفلي ، والسطح السفلي للشريحة الزجاجية العلوية. يجب تركيز الليزر بين السطح العلوي للغطاء والسطح السفلي للشريحة الزجاجية.
    3. تقليل طاقة الليزر إلى 30٪.
    4. تحقق من ظهور 7 إلى 11 هامشا للتداخل على الشاشة (الشكل 3E). إذا كان الرقم مرتفعا جدا أو منخفضا جدا ، فاضبط المقبض السفلي.
      ملاحظة: يعكس عدد هامش التداخل التحسين للتباعد بين المكثف وخلية التدفق. في نطاق 7 إلى 11 هامشا ، يلتقط المكثف ضوءا كافيا بشكل فعال لضمان نسبة إشارة إلى ضوضاء جيدة للإشارات المقاسة ، مثل الاستجابة الميكانيكية. يحافظ هذا التباعد أيضا على مسافة آمنة لتجنب ملامسة العدسة لخلية التدفق وتقليل تشتت المسار البصري أو تداخل الانعكاس.
  5. اضبط قنوات التدفق. أغلق القنوات غير الضرورية وتأكد من فتح القناة التجريبية المطلوبة فقط.
  6. اضبط طاقة الليزر. عادة ، اضبط الليزر على 100٪ لالتقاط القطرات ، ولكن اضبط الكثافة المطلوبة لظروف تجريبية محددة.
  7. إعداد تخزين البيانات. قم بتكوين دليل حفظ الملفات لضمان الحصول الفوري على البيانات التجريبية.

4. قياس منحنى مسافة القوة للمستحلب

  1. اضبط معدل التدفق على 0.5 بار. يجب أن تكون القطرات مرئية على الشاشة لمدة 5 ثوان تقريبا. بعد ذلك ، أوقف التدفق عن طريق تحديد فراغ وإغلاق صمام القناة.
  2. التقط القطرات.
    1. استخدم عصا التحكم لالتقاط قطرتين من نفس الحجم داخل القناة. يظهر مخطط للقطرات التي تم التقاطها بنجاح في الشكل 4.
    2. اضبط المسافة بين القطرتين إلى 10 ميكرومتر تقريبا. إذا تشكل حبل ، ملاحظة تغيير ملحوظ في القوة.
    3. قم بإصلاح مواضع x وy للتراكب اللوني البصري الأيمن والموضع y للتراكب اللوني البصري الأيسر. ضع علامة على القطرتين بمربعين أرجوانيين وأخضر ، على التوالي.
  3. قياس الكثافة الطيفية للقدرة (PSD).
    1. انتقل إلى قائمة المعايرة .
    2. في الشاشة اليمنى، حدد قياس. إذا كانت مستويات الضوضاء مفرطة ، كرر القياس حتى يتم الحصول على نتائج مرضية.
    3. حدد تطبيق لتأكيد المعايرة.
  4. امسح البيانات الأصلية وقم بقياس مسافة القوة.
    1. في هذه المرحلة ، يجب أن تتحكم عصا التحكم في المصيدة البصرية اليسرى فقط. حرك التراكب اللوني الأيسر ببطء باتجاه القطرة اليمنى بسرعة ثابتة (1.0 ميكرومتر / ثانية) حتى تصل المسافة إلى الصفر. ينتج عن هذا الإجراء منحنى مسافة القوة المطلوب.
  5. حدد البيانات واحفظها.
    1. استخدم زر الماوس الأيسر لتحديد الفاصل الزمني للبيانات محل الاهتمام، بدءا من فصل قطرات 10 ميكرومتر وصولا إلى 0 ميكرومتر. عند مسافة 0 ميكرومتر ، تصل القوة المقاسة عادة إلى قيمتها القصوى.
  6. احفظ البيانات المحددة.
    1. انقر بزر الماوس الأيمن لحفظ مقطع البيانات المحدد في دليل المجلد الأولي.

5. تحضير محلول تريس العازل ومحلول التربسين

  1. قم بإعداد محلول Tris العازلة بالتركيبة التالية: 11.860 جم / لتر قاعدة تريس ، 0.735 جم / لتر ثنائي هيدرات كلوريد الكالسيوم (CaCl2 · 2 ساعة2O) ، و 8.766 جم / لتر كلوريد الصوديوم (NaCl). اضبط مستوى الصوت النهائي على 100 مل. اضبط الرقم الهيدروجيني في البداية على 8.4 تقريبا باستخدام حمض الهيدروكلوريك (HCl) ، وتأكد من الرقم الهيدروجيني النهائي باستخدام شرائط اختبار الأس الهيدروجيني.
  2. تحضير محلول التربسين عن طريق إذابة 100 مجم من التربسين 1: 250 (مشتق من بنكرياس الخنازير) في 1000 مل من محلول تريس. قلب الخليط باستخدام محرك مغناطيسي عند 4 درجات مئوية و 500 دورة في الدقيقة لمدة 15 دقيقة. بعد ذلك ، قم بالطرد المركزي للمحلول عند 4 درجات مئوية لمدة 15 دقيقة.

6. عمل التربسين ونظام الكشف الديناميكي

  1. أضف محلول التربسين إلى المستحلب.
    1. باستخدام ماصة يتراوح نطاقها من 0.5 ميكرولتر إلى 10 ميكرولتر، ارسم 4 ميكرولتر من محلول التربسين وأضفه بعناية إلى مستحلب 4 مل المحضر.
  2. إجراء مراقبة ديناميكية في الوقت الفعلي.
    1. بعد إضافة محلول التربسين ، راقب المستحلبات ديناميكيا باستخدام تقنية الملقط البصري. يتم أخذ القياسات كل 10 دقائق ، مع إجراء القياس الأول بعد 10 دقائق من إضافة محلول التربسين.

7. معالجة البيانات

  1. احصل على البيانات التجريبية بتنسيق .h5 وقم بإجراء تحويل التنسيق المطلوب باستخدام بيئة معالجة البيانات لإنتاج ملفات بيانات جدولية. تتكون الملفات المحولة من قسمين ، يسجلان بيانات القوة والمسافة ، على التوالي.
  2. قم بملاءمة البيانات من هذين القسمين باستخدام تقنيات تركيب المنحنى ، ورسم المنحنيات الملائمة الناتجة بصريا لمزيد من التحليل.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الدراسة ، تم تحليل المستحلبات التي تحتوي على زيت بذور اللفت وبروتين مصل اللبن ودهون الحليب وبروتين مصل اللبن باستخدام ملاقط بصرية. أولا ، تم قياس علاقة القوة والمسافة بين المستحلبين لإنشاء بيانات خط الأساس (الشكل 5A-F). ثم تمت إضافة التربسين إلى كل مستحلب ، وأعيد قياس علاقة القوة والمسافة كل 10 دقائق.

يوضح الشكل 5 منحنيات مسافة القوة (FD) لقطرتي مستحلب بدون التربسين. مع انخفاض المسافة بين القطر...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يكمن الابتكار الأساسي لهذه المنهجية في التشغيل المتزامن للمصائد البصرية المزدوجة وتقنية المراقبة الميكانيكية في الوقت الفعلي (الشكل 3 أ) ، مما يتيح التحليل الديناميكي عالي الدقة على مستوى القطرة الواحدة. من خلال محاصرة قطرتين بشكل مستقل باستخدام ملاقط بصرية مزدوجة وتنظيم فصلهما بدقة إلى مسافة أولية تبلغ 10 ميكرومتر (انظر الخطوة 4.2.2) ، تتغلب الطريقة على القيود التقليدية لمعالجة قطرة واحدة. يوضح الشكل 1 مبدأ الملقط البصري المزدو...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تمويل هذا البحث من قبل المشروع الوطني الرئيسي للبحث والتطوير في الصين ، المنحة رقم 2023YFF0613603 ، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، المنحة رقم 22202167.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
برنامج BluelakeLUMICKS, هولندابرنامج التحكم في الملقط البصري
CaCl2.H4O2
Dome LED محرض لوحة التسخين الرقميSCILOGEXSCILOGEX SCI280-Pro 
التوازن الإلكترونيشنغهاي Hengping Instrument Co.، LTDFA1204
HCl
الخالط عالي السرعةNingbo Kemai Instrument Co.، LTDKM-S10
غمر النفط
الناجم عن الضوء دوامة خلطشنغهاي HUXI الصناعية المحدودةVortex-5S
مايكروسوفت أوفيس إكسلمايكروسوفت
حليب الدهونSM Mlekovitaماسلو كلاروان
كلوريد الصوديوم
منصة الملقط البصريةLUMICKS ، هولنداm-trap
برنامج OriginLab2024لرسم منحنى تركيب القوة والمسافة
بندقية الماصةEppendorf10 & mu ؛ لتر ، 100 مو ؛ لتر ، 1000 مو ؛ ل
زيت بذور اللفت Bunge Polska Sp.z o.o. Kujawski
ختم فيلمParafilm4IN * 125FT
Tris
TrypsinSangon BiotechA100458-0010Trypsin 1: 250 ، من خنزير البنكرياس
مركز بروتين مصل اللبن   ؛SM MlekovitaWPC
الجهاز

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kale, S. N., Deore, S. L. Emulsion micro emulsion and nano emulsion: A review. Syst Rev Pharm. 8 (1), 39-47 (2016).
  2. Li, N., Fang, S., Liu, S., Duan, M. Methods for measuring the interaction forces between droplets in emulsions. Oilfield Chem. 37 (4), 752-758 (2020).
  3. Tan, C., McClements, D. J. Application of advanced emulsion technology in the food industry: A review and critical evaluation. Foods. 10 (4), 812(2021).
  4. Dhaval, M., et al. Lipid-based emulsion drug delivery systems-a comprehensive review. Drug Deliv Transl Res. 12 (7), 1616-1639 (2022).
  5. Jost, R., Monti, J. C. Partial enzymatic hydrolysis of whey protein by trypsin. J Dairy Sci. 60 (9), 1387-1393 (1977).
  6. Sarkar, A., Zhang, S., Holmes, M., Ettelaie, R. Colloidal aspects of digestion of Pickering emulsions: Experiments and theoretical models of lipid digestion kinetics. Adv Colloid Interface Sci. 263, 195-211 (2019).
  7. Gillies, G., Prestidge, C. A. Interaction forces, deformation and nano-rheology of emulsion droplets as determined by colloid probe AFM. Adv Colloid Interface Sci. 108 - 109, 197-205 (2004).
  8. Manca, M., Zhang, C., Vasconcelos de Melo Freire, R., Scheffold, F., Salentinig, S. Single particle investigation of triolein digestion using optical manipulation, polarized video microscopy and SAXS. J Colloid Interface Sci. 649, 1039-1046 (2023).
  9. Neuman, K. C., Block, S. M. Optical trapping. Rev Sci Instrum. 75 (9), 2787-2809 (2004).
  10. Maragò, O. M., Jones, P. H., Gucciardi, P. G., Volpe, G., Ferrari, A. C. Optical trapping and manipulation of nanostructures. Nat Nanotechnol. 8 (11), 807-819 (2013).
  11. Simmons, R. M., Finer, J. T., Chu, S., Spudich, J. A. Quantitative measurements of force and displacement using an optical trap. Biophys J. 70 (4), 1813-1822 (1996).
  12. McClements, D. J., Li, Y. Structured emulsion-based delivery systems: Controlling the digestion and release of lipophilic food components. Adv Colloid Interface Sci. 159 (2), 213-228 (2010).
  13. Dai, X., et al. Optical tweezers-controlled hotspot for sensitive and reproducible surface-enhanced Raman spectroscopy characterization of native protein structures. Nat Commun. 12 (1), 1292(2021).
  14. Tavano, O. L., Berenguer-Murcia, A., Secundo, F., Fernandez-Lafuente, R. Biotechnological applications of proteases in food technology. Compr Rev Food Sci Food Saf. 17 (2), 412-436 (2018).
  15. Mitropoulos, V., Mütze, A., Fischer, P. Mechanical properties of protein adsorption layers at the air/water and oil/water interface: A comparison in light of the thermodynamical stability of proteins. Adv Colloid Interface Sci. 206, 195-206 (2014).
  16. Rusli, S., Grabowski, J., Drews, A., Kraume, M. A multi-scale approach to modeling the interfacial reaction kinetics of lipases with emphasis on enzyme adsorption at water-oil interfaces. Processes. 8 (9), 1082(2020).
  17. Ghimire, C., Koirala, D., Mathis, M. B., Kooijman, E. E., Mao, H. Controlled particle collision leads to direct observation of docking and fusion of lipid droplets in an optical trap. Langmuir. 30 (5), 1370-1375 (2014).
  18. Català-Castro, F., Schäffer, E., Krieg, M. Exploring cell and tissue mechanics with optical tweezers. J Cell Sci. 135 (15), jcs259355(2022).
  19. Smith, S. B., Cui, Y., Bustamante, C. Optical-trap force transducer that operates by direct measurement of light momentum. Methods Enzymol. 361, 134-162 (2003).
  20. Zhang, H., Wang, F., Ratke, L., Nestler, B. Brownian motion of droplets induced by thermal noise. Phys Rev E. 109 (2), 024208(2024).
  21. Pawar, N. D., Bahga, S. S., Kale, S. R., Kondaraju, S. Symmetric and asymmetric coalescence of droplets on a solid surface in the inertia-dominated regime. Phys Fluids. 31 (9), 092106(2019).
  22. Jiang, Y., Drelich, J. W. Fluid droplet spreading and adhesion studied with a microbalance: A review. Surf Innov. 12 (1-2), 4-17 (2024).
  23. Zhang, L., Hu, Y., Jiang, L. Advancements in emulsion systems for specialized infant formulas: Research process and formulation proposals for optimizing bioavailability of nutraceuticals. Compr Rev Food Sci Food Saf. 23 (6), e70043(2024).
  24. Buyukozturk, F., Benneyan, J. C., Carrier, R. L. Impact of emulsion-based drug delivery systems on intestinal permeability and drug release kinetics. J Control Release. 142 (1), 22-30 (2010).
  25. Xiao, J., Li, C., Huang, Q. Kafirin nanoparticle-stabilized Pickering emulsions as oral delivery vehicles: Physicochemical stability and in vitro digestion profile. J Agric Food Chem. 63 (47), 10263-10270 (2015).
  26. Johnson, E., Koh, A. Recent advances in smart emulsion materials: From synthesis to applications. Adv Eng Mater. 26 (24), 2400995(2024).
  27. Rajbanshi, A., Hilton, E., Dreiss, C. A., Murnane, D., Cook, M. T. Stimuli-responsive polymers for engineered emulsions. Macromol Rapid Commun. 45 (10), 2300723(2024).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة