背景:
微囊化(Microencapsulation)是指利用天然或合成的高分子材料作為囊膜壁殼,將固態或液態物質包裹成為直徑在微米等級的膠囊,可以此提供內部物質對外界環境的保護。
除了提供保護外,樣品透過微囊化可以獲得更高的生物利用率、穩定性及控制釋放的效果,這樣的技術已經被廣泛地應用在包括化妝品、香水、食品和飲料、製藥、紡織品和更多領域中。
流式影像顯微鏡(FIM),像是FlowCam可以針對微囊化過程進行深入的研究,尤其是因為其動態連續進樣的優勢,可以提高對於樣本分析的數據穩定度,實驗者可以藉由控制實驗變因,像是溫度、pH值等去觀察外部環境對樣品的影響。
方法:
本次實驗,我們通過使用FlowCam觀察樣品在固定溫度下攪拌一段時間形成的凝聚層(coacervate formation),樣品將連續的被導入FlowCam的注樣口,在這過程中,樣品將在微流道中顯示出來,並以約15-30分鐘收取一筆數據,實驗前我們預期在此過程中產生的凝聚層顆粒約為80-140μm,因此我們使用4x物鏡的配置,搭配300μm深度的微流道,實驗變因則為溫度及pH環境對顆粒大小的影響。
下圖顯示了使用FlowCam在實驗的不同階段觀察的結果,從視覺上似乎很明顯在實驗運行39分鐘後顯示最乾淨的凝聚層形成,當時間拉長就會看到更多的明膠附著,顆粒開始聚集。 為了更加有憑據地辨別完美的凝聚層形成顆粒,我們使用FlowCam的VisualSpreadsheet®軟體,找出外觀型態最類似的完美顆粒建立為一組別如下圖二 圖二、利用FlowCam軟體的”找出類似顆粒”功能定義出清楚的外部凝聚層形成顆粒
最後我們可以將數據整理為下表,可以發現顆粒確實在實驗開始後的39分鐘最符合圖二的型態,並在後續的時間逐漸團聚 表一、實驗各組別(對應不同時間)形成的顆粒和圖二群落的相似度
結論:
FlowCam可以清楚地記錄微囊化的不同時期,並利用軟體的強大功能找出微囊化時間的最佳條件,我們相信在未來微囊化過程都將需要這樣的可視設備來進行量化。