Echtzeit-Kraftmessung zwischen Emulsionströpfchen während des enzymatischen Abbaus

Wir haben eine optische Pinzette verwendet, um die Echtzeitkräfte zwischen einzelnen Emulsionströpfchen während des Enzymaufschlusses zu messen und so die Stabilität während des Verdauungsprozesses zu verstehen. Während des Optikpinzetten-Experiments ist der Verdauungsprozess kontinuierlich. Die optimale Konzentration von Enzymen ist schwer zu bestimmen, und wenn es uns nicht gelingt, Tröpfchen rechtzeitig einzufangen, müssen wir die Verdauung von vorne beginnen. Die Steigung und die maximale Kraft zwischen den einzelnen Tröpfchen sind in der Tat an die Ölsorte, die Verdauungszeit und den Enzymtyp gebunden. Es scheint für die Verdauung mit Protease zu sein, die Ölsorte beeinflusst den Verdauungsprozess nicht. Möglicherweise ein Experiment, das sowohl die spektroskopische Überwachung als auch die Kraftüberwachung verwendet, um den Zusammenhang zwischen Kraft und Änderungen chemischer Strukturen zu sehen.

[Erzähler] Bereiten Sie zunächst die Probendurchflusszelle vor und öffnen Sie dann die optische Pinzette. Geben Sie ca. 70 Mikroliter deionisiertes Wasser in die untere Objektivlinse und setzen Sie die Probenkammer in das Gerät ein, bis ein Klicken zu hören ist. Geben Sie einen Tropfen Tauchöl auf die Oberseite der Probenkammer. Senken Sie dann mit dem Kondensorknopf die Kondensorlinse vorsichtig ab, bis sie die Oberseite der Probenkammer leicht berührt. Schließen Sie die optische Pinzette, um die Einrichtung abzuschließen, bevor Sie den Laser aktivieren. Schalten Sie nun den Laser ein und stellen Sie die Leistung auf 100% ein. Stellen Sie den unteren Knopf an der optischen Pinzette im Uhrzeigersinn ein, um den Laserpunkt von unten nach oben zu positionieren. Beobachten Sie die Laserspots dreimal und stellen Sie die Z-Ebene zwischen dem zweiten und dritten Satz ein. Reduzieren Sie dann die Laserleistung auf 30%. Verwenden Sie den Joystick, um zwei Tröpfchen ähnlicher Größe innerhalb des Kanals zu erfassen. Stellen Sie den Abstand zwischen den beiden Tröpfchen auf ca. 10 Mikrometer ein. Fixieren Sie die X- und Y-Positionen der rechten optischen Falle und die Y-Position der linken optischen Falle und markieren Sie dann die Tröpfchen mit magentafarbenen bzw. grünen Kästchen. Navigieren Sie nun zum Kalibrierungsmenü und wählen Sie Messen, um die Kalibrierung zu starten. Wenn der Geräuschpegel zu hoch ist, wiederholen Sie die Messung, bis zufriedenstellende Ergebnisse sichtbar sind. Wählen Sie Anwenden, um die Kalibrierung zu bestätigen. Löschen Sie anschließend die Originaldaten mit der entsprechenden Softwareschnittstelle und messen Sie den Kraftabstand mit dem kalibrierten optischen Fallensystem. Zum Schluss fügen Sie dem System die Trypsinlösung hinzu. Passen Sie die Einstellungen so an, dass alle 10 Minuten gemessen wird, beginnend 10 Minuten nach der Zugabe der Trypsinlösung, um die Emulsionen mit dem optischen Pinzettensystem dynamisch zu überwachen. Emulsionen, die Rapsöl und Molkenprotein sowie Milchfett und Molkenprotein enthielten, wurden mit einer optischen Pinzette analysiert. Bei Rapsölemulsionen ohne Trypsin nahm die maximale Wechselwirkungskraft mit der Tröpfchengröße zu und erreichte über 100 Piconewton bei acht Mikrometern im Vergleich zu etwa 10 Piconewton bei drei Mikrometern. Ein ähnlicher Trend wurde bei Tröpfchen aus Milchfettemulsionen beobachtet. In beiden Emulsionen nahm die mittlere maximale Wechselwirkungskraft mit dem Tröpfchendurchmesser zu, was eine annähernd lineare Beziehung zeigt. Tröpfchen mit einem Durchmesser von fünf Mikrometern wiesen die höchste Einfangzahl unter allen Größen auf, was auf eine optimale Einfangeffizienz hinweist, während die Einfangfrequenzen für drei Mikrometer und 10 Mikrometer Tröpfchen am niedrigsten waren. Nach der Zugabe von Trypsin zeigten die Tröpfchen der Milchfettemulsion einen allmählichen Rückgang der maximalen Wechselwirkungskraft von 31,9 Piconewton nach 10 Minuten auf 6,6 Piconewton nach 60 Minuten. In Rapsölemulsionen führte die Trypsinbehandlung zu einem starken Rückgang der Kraftabstandskurven, was darauf hindeutet, dass die Wirksamkeit der enzymatischen Wirkung eher in der flüssigen Ölphase liegt.