酵素破壊中のエマルジョン液滴間のリアルタイム力測定

光ピンセットを使用して、酵素消化中の個々のエマルジョン液滴間の力をリアルタイムで測定し、消化プロセス中の安定性を理解しました。光学ピンセットの実験中、消化プロセスは連続的です。酵素の最適濃度を決定することは難しく、液滴を時間内に捕捉できない場合は、消化を最初からやり直す必要があります。個々の液滴間の傾きと最大力は、確かに油の種類、消化時間、酵素の種類に関係しています。プロテアーゼによる消化のために現れ、油の種類は消化プロセスに影響を与えません。おそらく、分光モニタリングと力モニタリングの両方を使用して、力と化学構造の変化との関連性を確認する実験です。

[ナレーター]まず、サンプルフローセルを準備し、光ピンセット装置を開きます。約70マイクロリットルの脱イオン水を下部対物レンズに加え、カチッという音がするまでサンプルチャンバーを装置に挿入します。サンプルチャンバーの上面に浸漬油を一滴垂らします。次に、コンデンサーノブを使用して、サンプルチャンバーの上面に軽く触れるまでコンデンサーレンズをゆっくりと下げます。レーザーを作動させる前に、光ピンセット装置を閉じてセットアップを完了します。次に、レーザーをオンにして、出力を 100% に設定します。光ピンセットシステムの下部ノブを時計回りに調整して、レーザースポットを下から上に移動させます。レーザースポットを3回観察し、Z面を2セット目と3セット目の間に設定します。次に、レーザー出力を 30% に減らします。ジョイスティックを使用して、チャネル内の同様のサイズの2つの液滴をキャプチャします。2つの液滴間の距離を約10マイクロメートルに調整します。右側の光学トラップのX位置とY位置、左側の光学トラップのY位置を固定し、液滴にそれぞれマゼンタと緑色のボックスでマークを付けます。次に、キャリブレーションメニューに移動し、測定を選択してキャリブレーションを開始します。ノイズレベルが高すぎる場合は、満足のいく結果が得られるまで測定を繰り返します。[適用]を選択して、キャリブレーションを確認します。次に、適切なソフトウェアインターフェイスを使用して元のデータをクリアし、校正された光学トラップシステムを使用して力の距離を測定します。最後に、トリプシン溶液をシステムに加えます。トリプシン溶液を添加してから10分後から10分ごとに測定するように設定を調整し、光ピンセットシステムを使用してエマルジョンを動的に監視します。菜種油とホエイプロテイン、乳脂肪とホエイプロテインを含むエマルジョンを光ピンセットを使用して分析しました。トリプシンを含まない菜種油エマルジョンの場合、ピーク相互作用力は液滴サイズとともに増加し、3マイクロメートルで約10ピコノウトンと比較して、8マイクロメートルで100ピコニュートン以上に達しました。乳脂肪エマルジョン液滴でも同様の傾向が観察されました。どちらのエマルジョンでも、平均ピーク相互作用力は液滴の直径とともに増加し、ほぼ線形の関係を示しました。直径5マイクロメートルの液滴は、すべてのサイズの中で最も多くの捕捉数を示し、最適な捕捉効率を示し、3マイクロメートルと10マイクロメートルの液滴の捕捉頻度が最も低かった。トリプシンを添加した後、乳脂肪乳液滴は、ピーク相互作用力が10分で31.9ピコノウトンから60分で6.6ピコノウトンに徐々に減少しました。菜種油エマルジョンでは、トリプシン処理により力距離曲線が急激に低下し、酵素作用の効率が液体油相でより高くなることが示唆されました。