Name: מדידת כוח בזמן אמת בין טיפות אמולסיה במהלך התמוטטות אנזימטית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-27T13:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 56 s
Description: חקור מדידת כוח בזמן אמת בין טיפות אמולסיה במהלך עיכול אנזימטי באמצעות מלקחיים אופטיים. השיטה מאפשרת הבנת יציבות האמולסיה ודינמיקת הטיפות במדעי המזון והתרופות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

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

<table><tbody><tr><td>תוכנת Bluelake</td><td>LUMICKS, הולנד</td><td></td><td>תוכנת בקרת פינצטה אופטית</td></tr><tr><td>CaCl2.H4O2</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dome תסיסה צלחת חימום דיגיטלית</td><td>LED SCILOGEX</td><td>SCI280-Pro&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>איזון אלקטרוני</td><td>שנחאי Hengping מכשיר ושות', בע"מ</td><td>FA1204</td><td></td></tr><tr><td>HCl</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>הומוגנייזר במהירות גבוהה</td><td>Ningbo Kemai Instrument Co., LTD</td><td>KM-S10</td><td></td></tr><tr><td>שמן</td><td></td><td></td><td></td>טבילה</tr><tr><td>המושרה אור מערבולת ערבוב מכשירים</td><td>שנחאי HUXI תעשייתי ושות', בע"מ</td><td>Vortex-5S</td><td></td></tr><tr><td>Microsoft Office Excel</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Milk fat</td><td>SM Mlekovita</td><td>Maslo Klarowane</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>פלטפורמת פינצטה אופטית</td><td>LUMICKS, הולנד</td><td>m-trap</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת מקור</td><td>Origin Lab</td><td>2024</td><td>כדי לצייר עקומה מתאימה לכוח ומרחק</td></tr><tr><td>אקדח פיפטה</td><td>Eppendorf</td><td>10 &mu; L,100 &mu; L,1000 &mu; L</td><td></td></tr><tr><td>שמן לפתית&nbsp;</td><td>Bunge Polska Sp.z o.o.&nbsp;</td>סרט איטום <td>Kujawski</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Parafilm</td><td>4IN*125FT</td><td></td></tr><tr><td>Tris</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trypsin</td><td>Sangon Biotech</td><td>A100458-0010</td><td>טריפסין 1:250,</td></tr><tr><td>מהלבלב חזיר תרכיז חלבון מי גבינה&nbsp;</td><td>SM מלקוביטה</td><td>WPC</td><td></td></tr></tbody></table>

מדידת כוח בזמן אמת בין טיפות אמולסיה במהלך התמוטטות אנזימטית

Real-Time Force Measurement Between Emulsion Droplets During Enzymatic Breakdown

במחקר זה נותחו תחליבים המכילים שמן לפתית וחלבון מי גבינה, שומן חלב וחלבון מי גבינה, באמצעות פינצטה אופטית. ראשית, יחסי הכוח-מרחק בין שתי האמולסיות נמדדו כדי לבסס נתוני בסיס (איור 5A-F). לאחר מכן נוסף טריפסין לכל אמולסיה, ויחסי הכוח-מרחק נמדדו מחדש כל 10 דקות.
איור 5 מציג את עקומות מרחק הכוח (FD) של שתי טיפות האמולסיה ללא טריפסין. ככל שהמרחק בין הטיפות יורד, הכוח האינטראקטיבי גדל באופן לא ליניארי, ויוצ...

This protocol introduces a unique methodology for investigating the stability of emulsions and the dynamic disintegration of emulsion droplets during ...

real-time-force-measurement-between-emulsion-droplets-during

Research

JoVE Journal

Biochemistry

ביוכימיה

Droplet מבוססי פלטפורמות microfluidic הם המועמדים המבטיחים לניסויים תפוקה גבוהה שכן הם מסוגלים להפיק, picoliter עצמית מידור כלי ובזול בשיעורים קילוהרץ. באמצעות שילוב עם מהירות, רגישות גבוהה שיטות ספקטרוסקופיות ברזולוציה פלואורסצנטי, כמויות גדולות של מידע שנוצר בתוך מערכות אלה ניתן לחלץ ביעילות, לרתום ולנצל אותו.

שיטות גילוי הקרינה לפלטפורמות אגל microfluidic

השפעת הירידה של נוזלים שאינם הניוטונית היא תהליך מורכב שכן פרמטרים פיזיים שונים להשפיע על הדינמיקה לאורך זמן קצר מאוד (פחות מעשירית מאלפית שני). טכניקת הדמיה מהר הוא הציג במטרה לאפיין את התנהגויות ההשפעה של נוזלים שאינם הניוטונית שונים.

טכניקת הדמיה מהירה ללמוד טיפת השפעת דינמיקה של נוזלים ללא הניוטונית

אנו מציגים טכניקה חדשה למדידת הדיפוזיה הרוחבית של מין פעיל על פני השטח בממשק נוזל-נוזל על ידי מיזוג חד-שכבת טיפה על חד-שכבה שטוחה.

שחזור הקרינה לאחר מיזוג אגל למדוד דיפוזיה דו ממדים של חד שכבתי פוספוליפידים

יצירת תחליבים כפולים מיקרופלואידיים כוללת בדרך כלל מכשירים עם יכולת הרטבה מעוצבת או רכיבי זכוכית בהתאמה אישית. כאן אנו מתארים את הייצור והבדיקה של מחולל תחליב כפול שכולו פולידימתילסילוקסן (PDMS) שאינו דורש טיפול פני שטח או תהליכי ייצור מסובכים, ומסוגל לייצר תחליבים כפולים עד 14 מיקרומטר.

זוגי אמולסיה דור שימוש בהתקן זרימת פוקוס Co-הצירית polydimethylsiloxane (PDMS)

ההרכבה והמיקום של הציר המיטוטי תלויים בכוחות המשולבים הנוצרים על ידי דינמיקת מיקרו-צינורות, חלבונים מוטוריים ומקשרים צולבים. כאן אנו מציגים את השיטות שפותחו לאחרונה בהן הכליאה הגיאומטרית של טיפות אמולסיה כדוריות משמשת לבנייה מחדש מלמטה למעלה של צירים מיטוטיים בסיסיים.

כינון צירי mitotic הבסיסי בטיפות אמולסיה שסתומים

הפרוטוקול נועד לחקור את האינטראקציה בין טיפות ומצעים סופר הידרופובי באוויר. זה כולל כיול מערכת המדידה ומדידת כוח האינטראקציה על מצעים סופר הידרופובי עם שברים ברשת שונים.

מדידת הכוח האינטרקציה בין Droplet למצע סופר-הידרופובי בשיטת המנוף האופטי

המטרה הכוללת של הפרוטוקול היא להכין מעל 1,000,000 הורה, אחיד, יציב, ותואם ביולוגי טיפות של ליטר על 1 ס מ2 מצע מישורי שניתן להשתמש בו עבור סינתזה של חלבון תא ללא.

מערך מערכת Droplet ליטר ליצירת חלבון מקבילי בנפט ממולקולות דנ א יחיד

בדיקות טיפות מים בשמן שימושיות לכימיה אנליטית, התפתחות אנזימים וניתוח תאים בודדים, אך בדרך כלל דורשות מיקרופלואידיקה כדי ליצור את הטיפות. כאן, אנו מתארים תחליב בתבנית חלקיקים, גישה נטולת מיקרופלואידים לביצוע בדיקות טיפות.

תחליב בתבנית חלקיקים מאפשר בדיקות טיפות נטולות מיקרופלואידים

ספקטרוסקופיית פיזור אחורי של נייטרונים מציעה גישה לא הרסנית ונטולת תוויות לדינמיקה של ps-ns של חלבונים ומי ההידרציה שלהם. תהליך העבודה מוצג עם שני מחקרים על חלבוני עמילואיד: על הדינמיקה שנפתרה בזמן של ליזוזים במהלך צבירה ועל דינמיקת מי ההידרציה של טאו על היווצרות סיבים.

ספקטרוסקופיית נייטרונים ברזולוציה גבוהה לחקר דינמיקה של פיקו-שנייה-ננו-שנייה של חלבונים ומי לחות

איזון יריעת פני השטח של התליון המיושם עם החלפה מרובת תת-פאזות, המכונה OCTOPUS, מאפשר לחקות את תנאי העיכול על ידי החלפת תת-פאזה רציפה של התמיסה המקורית בתפזורת עם נוזלים מדומים במערכת העיכול. העיכול המדומה במבחנה מנוטר על ידי רישום באתרו של המתח הבין-פאזי של השכבה הבין-מרחבית המעוכלת.

במבחנה עיכול תחליבים בטיפה אחת באמצעות החלפה רב-פאזית של נוזלי מערכת העיכול המדומים

הפרוטוקול מתאר פלטפורמה מיקרופלואידית מתקדמת למדידה כמותית של דינמיקת הפרשת ציטוקינים של תאי דם חד-גרעיניים היקפיים אנושיים בודדים. הפלטפורמה מודדת עד שלושה ציטוקינים במקביל (IL-6, TNFα ו-IL-1β) עבור כל תא בודד המגורה באמצעות ליפופוליסכריד כדוגמה.

גישה מיקרופלואידית לפתרון הפרשת ציטוקינים סימולטנית ורציפה של תאים רב-תפקודיים בודדים 

חקור מדידת כוח בזמן אמת בין טיפות אמולסיה במהלך עיכול אנזימטי באמצעות מלקחיים אופטיים. השיטה מאפשרת הבנת יציבות האמולסיה ודינמיקת הטיפות במדעי המזון והתרופות.

מדידת כוח בזמן אמת בין טיפות אמולסיה במהלך התמוטטות אנזימטית

גלה סרטונים נוספים