何謂動態光散射(DLS)，凝膠應用與動態光散射量測

你知道凝膠是什麼嗎?凝膠在我們生活中不只運用於光療指甲，譬如有些面膜中的凝膠有鎖水保濕成分，有些吞嚥困難的患者會藉由凝膠包覆藥物後吃藥，都是借用凝膠的特殊性質與結構。
凝膠到底是什麼?又該如何透過科學儀器鑑定凝膠的結構呢?

什麼是凝膠?

凝膠是一種物質的狀態，介於固體和液體之間。它是由大分子物質（例如聚合物）在一定溶劑中形成的三維網狀結構所組成。

凝膠的形成是通過聚合物的交聯作用實現的。在溶劑中，聚合物鏈之間的交聯作用可以形成一個網狀結構，使得分子之間存在相互作用力，從而使凝膠具有固體的特性，例如形狀穩定性和結構強度。同時，凝膠中的溶劑也可以進行擴散，使得凝膠具有液體的可變形性和可流動性。

凝膠的特性可以通過多種方式調控，例如聚合物的種類、交聯程度和溶劑的性質等。不同的凝膠可以具有不同的機械性質（如硬度和彈性）、吸水性能和生物相容性，這使得凝膠在許多應用中具有廣泛的應用價值。



 

凝膠的應用領域有哪些?

凝膠廣泛應用於各個領域，包括食品工業、製藥、生物技術、化妝品、材料科學和醫學等。
它們被用於藥物傳遞系統、組織工程、凝膠電泳、檢測診斷和化妝品配方等領域，發揮著重要的作用。
 

凝膠於藥物方面的應用

1. 藥物傳遞系統：凝膠可用於藥物傳遞系統，以便控制藥物的釋放速率和增加藥物在特定部位的滯留時間。藥物可以被嵌入凝膠結構中，並通過水分的擴散或凝膠結構的溶解進行釋放。這種系統可用於治療各種疾病，包括皮膚疾病、眼科疾病和癌症等。

2. 局部應用：凝膠可用於局部應用的藥物，例如皮膚凝膠用於治療皮膚病變，例如燒傷、濕疹或痤瘡。這些凝膠能夠提供保濕、止痛、消炎和癒合等效果。

3. 手術和醫療器械：凝膠在手術和醫療器械中的應用也很常見。例如，可將凝膠用於止血，減少手術過程中的出血。此外，凝膠也可用於填充空腔、修復組織和提供支撐。

4. 藥物檢測和診斷：凝膠還可用於藥物檢測和診斷。例如，凝膠電泳是一種常見的蛋白質分離和分析技術，用於確定藥物成分或診斷疾病。此外，凝膠還可用於生物傳感器和分析設備中的藥物檢測。

5. 組織工程和再生醫學：凝膠是組織工程和再生醫學領域的重要組件。它們可以提供結構支撐和細胞黏附的平台，促進組織再生和傷口癒合。凝膠還可以被用作細胞載體，將幹細胞或其他生物活性物質注入受損組織中，促進修復和再生。

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凝膠於化妝品產業的運用

1. 壓克力凝膠：壓克力凝膠是一種常見的化妝品凝膠形式，它具有半固體的質地，能夠提供輕盈的觸感和良好的延展性。這種凝膠常用於製造化妝品產品，如乳液、粉底、遮瑕膏和唇膏等，能夠提供柔滑的質感和易於塗抹的特點。

2. 凍膠：凍膠是一種高水含量的凝膠，常用於製造凝膠狀面膜、眼膜和面霜等產品。凍膠能夠提供極佳的保濕效果，為肌膚注入水分並形成保護屏障。它們還能使產品更易於塗抹和清洗，並給予使用者涼爽的感覺。

3. 矽凝膠：矽凝膠是一種具有高度多孔結構的凝膠材料，常用於製造乳液和面膜等產品。矽凝膠能夠在皮膚上形成保護性的薄膜，增加產品與皮膚的附著力，並提供柔滑的觸感。此外，矽凝膠還能夠吸收多餘的油脂，使肌膚保持清爽。

4. 酒精凝膠：酒精凝膠是一種常見的洗手產品，特別是在公共場所和醫療機構中廣泛使用。這種凝膠含有酒精成分，能夠有效殺滅細菌和病毒，並提供方便的清潔解決方案。酒精凝膠具有快速乾燥、無需用水沖洗和便攜性等優點，使其成為個人衛生的理想選擇。

5. 眼部凝膠：眼部凝膠是一種專為眼部護理而設計的產品。

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凝膠量測與DLS動態光散射的關係

DLS動態光散射是一種常用於粒徑量測的技術，特別擅長於量測奈米級的粒子大小。
動態光散射主要是運用粒子的布朗運動判斷粒子大小，小粒子的布朗運動比較快，大粒子的布朗運動較為和緩。