凝胶质构性能

化妆品，如护发素，必须符合许多的要求，来切合客户的需求。稳定性，香味和外观，奶油状的质地和改变头发表面亲水性的能力都是一些最重要的要求。在适当的处理条件下，少量的长链醇和阳离子表面活性剂可以形成膨胀的双分子层，从而锁住大量的水。这些凝胶网络主要由多层囊泡（MLVs）组成，囊泡壁是由六边形填充的酒精和表面活性剂分子组成的脂质双分子层。这种多层囊泡凝胶网络使得护发素呈现奶油质地。 尽管冷却速度在长链醇和表面活性剂凝胶的生成中一直是一个重要的因素，但造成这些差异的物理化学原因仍然难以捉摸。鲸蜡硬脂醇和氯化十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）是构成许多药品和化妆品配方的基础。在一项研究中，来自意大利巴里大学化学系的研究人员与欧莱雅和瑞典隆德大学合作，阐明了冷却过程和凝胶流变特性之间的联系。利用多种技术方法，他们发现使用不同的冷却速率会生成具有不同重复距离的多层囊泡。不同工艺形成的凝胶具有明显不同的弹性模量和粘性模量。 在加热至85℃的条件下，制备了含有5%的鲸蜡硬脂醇和6%的CTAC的凝胶样品。样品在冰水中淬火，或在空气中冷却到室温。淬火凝胶的弹性（G’）和粘性（G’’）模量是空气中的冷却凝胶的4倍，因此影响了凝胶的涂抹性能和手感。两种样品的小角X射线散射（SAXS）结果证实了多层囊泡的存在。Kratky图分析显示，两种样品的层间长周期存在差异，淬火样品为31.4 nm，空气冷却样品为28.5 nm。通过对比Lβ相的理论值，发现淬火样品完全由膨胀的Lβ相组成，而空气冷却样品则是由Lβ相为主的多相凝胶网络组成。利用脂质双分子层形状因子，对散射密度进行拟合，得出两种样品相似的双分子层厚度为3.8 nm (δ)。结合两种样品的双层膜厚度和平均长周期，可以计算出淬火样品中鲸蜡硬脂醇和CTAC的体积分数为0.83，空气冷却样品为0.77。也就是说，在空气冷却的样品中，较大体积分数的鲸蜡硬脂醇和表面活性剂形成的脂质双分子层没有合并到囊泡中。这对平均弯曲刚度有影响，淬火样品的弯曲刚度更大。 综上所述，本研究表明，尽管快速冷却和缓慢冷却都能导致多层囊泡的形成，但囊泡中所含物质的数量不同，层间的膨胀程度也不同。这些差异导致了不同的弯曲刚度和不同的流变性能。了解这些参数有助于制备具有所需厚度、丰富质感和涂抹性能的复杂药物和化妆品配方。

近年来开发了许多用于医疗保健的软性电子设备，它们提供了包括生物信号检测、健康监测、神经刺激、脑机接口等一系列的功能。为了实现可伸展性，电路和互连是通过将刚性导电材料图案化为蛇形几何形状或使用内在可伸展的导体。然而，弹性体和生物组织的力学和化学特性不匹配的情况不可避免地存在，这可能导致免疫反应，损害电子产品的功能。基于水凝胶的电子器件可以与生物组织有内在的相似性，在生物医学应用中具有潜在的用途。理想情况下，这种水凝胶电子器件应该提供可定制的三维电路，但用现有的材料和制造方法制作封装在水凝胶基质中的复杂三维电路是具有挑战性的。鉴于此，西湖大学周南嘉、陶亮团队报告了使用基于可固化水凝胶的支撑基质和可拉伸银水凝胶墨水的水凝胶电子器件的三维打印。支撑基质具有屈服应力流体行为，因此移动打印机喷嘴产生的剪切力会产生暂时的流体状状态，从而可以在银水凝胶墨水电路和电子元件的基质中准确放置。印刷后，整个矩阵和嵌入式电路可以在 60°C 下固化，形成柔软（杨氏模量小于 5 kPa）和可拉伸（伸长率约为 18）的单片水凝胶电子器件，而导电油墨表现出约1.4×103 S cm-1。研究人员进一步使用该三维打印方法来创建应变传感器、电感器和生物电极。相关研究成果以题为“Three-dimensional printing of soft hydrogel electronics”发表在最新一期《Nature Electronics》上。本文第一作者为西湖大学Hui Yue 与Yao Yuan 。【EM3DP的材料设计】作者通过利用海藻酸盐-PAM双网络水凝胶的正交交联机制开发了一种可固化的水凝胶基质：海藻酸盐链与Ca2+形成离子交联，而PAM网络是由丙烯酰胺和交联剂通过自由基聚合共价交联形成的（图1a）。然后将这种离子交联的凝胶粉碎、过滤和脱气，以产生平均直径约为20μm的透明的水凝胶微粒，并表现出屈服应力流体行为；并将它作为EM3DP的支持基质（图1b）。接下来作者通过将准备好的支撑基质凝胶与5μm大小的Ag薄片以及甘油和水溶性聚合物（例如聚乙烯吡咯烷酮）混合来开发导电油墨（图1a），EM3DP在定制的直接墨水书写平台上进行（图1b）。印刷后，水凝胶在60°C下加热以触发PAM的自由基聚合，固化整个基质和嵌入式电路（图1c（i），（ii）），Ag薄片在水凝胶中形成渗透通道，在墨水和基质之间没有观察到明显的接缝（图1c(iii)，(iv)）。如图1d所示，固化后的嵌入电路的水凝胶可以承受较大程度的拉伸和扭曲，一旦应力消除，可以完全恢复到原来的形状。图1e进一步证明EM3DP在制造自由形式3D结构方面的能力。图 1. 通过 EM3DP 制造水凝胶电子器件【基质和导电油墨的流变特性】在固定的交联剂/单体质量比下，无论藻酸盐含量如何，所有支撑基质都表现出剪切稀化行为（图2a），并且它们的粘度、储能模量（G'）和损耗模量（G”）随着藻酸盐含量从0.99%上升到2.31%（图2b）。藻酸盐含量为0.99%的基质像液体一样流动，而藻酸盐含量为1.65%和2.31%的基质表现为凝胶（图2c）。考虑到其中间的流变特性，使用藻酸盐含量为1.65%的基质凝胶来制备导电油墨。将Ag薄片添加到基质凝胶中会增加其粘度（图2d）)，表明Ag薄片既充当导电填料又充当流变改性剂。与原始基质凝胶相比，1.5×Ag墨水（Ag/水凝胶质量比=1.5）显示出大约十倍的粘度增加，而其剪切稀化行为保持不变。随着Ag/水凝胶质量比从0增加到1.5，墨水的G'和G”值也显示出大幅增加（图2e）。作者通过优化打印参数，包括压力和喷嘴移动速度，可以精确控制打印出的墨丝宽度与喷嘴内径一致（图2f），并且所有灯丝都呈现出近乎圆形的横截面。打印的长丝在热固化过程中没有表现出明显的形状变化或起泡。图 2. 支撑基质和导电油墨的流变特性【固化水凝胶基质的机械性能】图3a、b比较了通过传统的一锅法（非粉碎）和本文方法（粉碎）制备的藻酸盐-PAM水凝胶在固定交联剂/单体质量比和不同藻酸盐含量下的拉伸应力-应变曲线。随着藻酸盐含量从0.99%增加到2.31%，未粉碎和粉碎水凝胶的拉伸杨氏模量分别从5.35增加到7.69kPa和从2.80增加到3.71kPa（图3c）。在固定的藻酸盐含量(1.65%)下，将水凝胶的交联剂/单体质量比从0.016%提高到0.082%会导致拉伸杨氏模量从3.05略微增加到3.30kPa，但λ从11.3大幅提高到19.5（图3e、f）。图 3. 固化水凝胶基质的拉伸机械性能【导电油墨的电性能】作者制备了具有随机和分离分布的Ag薄片的Ag-水凝胶复合材料。具有随机分散的Ag薄片的复合材料未能形成相互连接的导电通路（图4a）。相反，在分离的复合材料中，Ag薄片在水凝胶域之间的边界处密集堆积并彼此紧密接触（图4a（右红线））。结果，随着Ag/水凝胶质量比分别从0增加到0.5、1.0和1.5，分离的Ag-水凝胶复合材料的电导率从1.5×10–3增加到2.1×101、4.0×102和1.4×103&thinsp S cm–1（图4b）。在相同的Ag/水凝胶质量比（0.5、1.0和1.5）下，具有随机分布的Ag薄片的Ag-水凝胶复合材料的电导率分别仅为6.9×10–3、6.9×101和3.4×102&thinsp S cm–1。作者接下来表征了Ag-水凝胶复合材料在拉伸应变下的电性能（图4c）。作者使用0.5×Ag、1.0×Ag和1.5×Ag的油墨印刷了线宽为250μm、长度为18mm的线性水凝胶电阻，显示初始电阻（R0）分别为246.5、10.9和3.7 Ω（图4d）。在慢速（5mm/s）循环拉伸试验（300%的应变）下，1.5×Ag电阻的R/R0值在前50个循环中从2.7略微增加到3.1，但之后保持稳定（图4e）。打印的气动执行器可以通过测量曲率传感器的R/R0变化来检测（图4g，f）。图 4. Ag-水凝胶导电油墨和印刷的可拉伸水凝胶电子器件的电特性【功能性水凝胶电子产品的制造及生物医学应用】为了说明EM3DP技术的多功能性，作者制造了一系列不同的水凝胶电子设备：电阻传感器、配备曲率传感器的执行器、电感器和生物医学电极。印刷设备表现出出色的机械稳定性和电气性能（图5a-f），以及与外部环境（如商业组件、设备引线和生物组织）的简单和保形接口（图6a-k）。与现有的水凝胶电子产品制造方法相比，本文的材料和制造方法可提供高精度、可设计性和自动化。因此，该方法应该为用于诊断和治疗设备的柔软、可定制的3D水凝胶电子设备开辟新的设计可能性。图 5. 功能性水凝胶电子器件的制造图 6. 3D 打印全水凝胶电极的生物医学应用【小结】作者报告了使用可固化的基于水凝胶的支撑基质和导电银（Ag）水凝胶墨水的水凝胶电子的EM3DP。颗粒状的离子交联水凝胶表现出一种屈服应力的流体行为，使其能够适应具有高导电性（1.4×103 Scm-1）和伸展性的导电油墨的沉积。当喷嘴产生的剪切应力大于屈服应力时，3D打印机喷嘴的运动会使水凝胶基质过渡到暂时的流体状态，然后再返回到固体状态。打印后，基质和墨水可以通过激活共价交联机制而固化在一起，从而形成柔软（杨氏模量，5Ka）和可拉伸（伸长率约18）的整体水凝胶，将电路包裹起来。作者使用3D打印方法来创建一系列基于水凝胶的电子设备，包括应变传感器、配备曲率传感器的执行器、电感和生物医学电极。发光二极管（LED）和射频识别（RFID）芯片等电子元件也可以通过自动混合打印工艺轻易地纳入电路中，以扩大打印设备和电路的功能。来源：高分子科学前沿

p 　　这是一种无处不在的技术。 /p p 　　如果你身处生命科学领域，你就需要用到 strong 凝胶成像系统 /strong 。 /p p 　　可是聪明的你知道吗，在更早的时候，凝胶电泳的保存是需要耗费很大精力和物力的。科研人员需要不断重复的工作来对凝胶进行保存，以记录辛辛苦苦得来的凝胶结果。 /p p 　　小编随手从知网上搜索了一下关键词“凝胶保存”，找到了30篇关于凝胶保存方法的期刊文献，而这些文献的发表时间为上世纪70年代至90年代初。(真是心疼老一辈科研工作者) /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 340px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/c27a7baa-8ba7-4d7f-826c-5d3de74a3fc2.jpg" title=" 企业微信截图_15607733384066.png" alt=" 企业微信截图_15607733384066.png" width=" 600" height=" 340" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　值得开心的是，自从凝胶成像仪诞生以来，科研人员已经不再需要如此辛苦!他们可以利用现代化的手段快速而准确的记录下试验结果，并且可以方便地获得分析和组织实验的数据。如今，凝胶成像分析系统已经不仅仅是一种凝胶记录的手段，普遍应用于蛋白、DNA的凝胶记录中了，更是一种印迹分析、数据获得的方式。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 524px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/aa0ab477-47bd-411c-bf87-8ad18f54025c.jpg" title=" 0.jpg" alt=" 0.jpg" width=" 600" height=" 524" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 图片来自网络 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 采购凝胶成像系统的4大原则 /span /strong /p p 　　随着科学技术的不断发展，凝胶成像系统日趋完善，功能越来越多。选择合适的仪器设备是实验成功的保障，但市场上凝胶成像系统品类令人眼花缭乱，应该如何选择呢? /p p 　 strong 　原则1：不选贵的，只选对的 /strong /p p 　　根据实验室研究内容和方向，明确最常应用的成像类型，再根据需求选择某一特定凝胶成像系统。下面就实验室最常见的一些应用简单说明选择的依据： /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 普通核酸凝胶电泳 /span ：一般此类都采用EB染色、紫外激发，而且凝胶较小，推荐采用普通的凝胶成像设备即可。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/a25cb1bb-7221-4cb9-a70e-72d15a83f7a0.jpg" title=" 西冲全自动凝胶成像系统XC-9160.jpg" alt=" 西冲全自动凝胶成像系统XC-9160.jpg" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C282080.htm" target=" _self" 西冲全自动凝胶成像系统XC-9160 /a /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 蛋白凝胶电泳 /span ：一般此类凝胶采用考染或银染，白光透射成像。对于小型凝胶您可以选择一般的凝胶成像设备，但是对于大型凝胶，特别是双向电泳凝胶，扫描成像是最好选择。因为CCD拍照成像会有几何扭曲，其透镜效应也会导致不同区域的信号强度差异，另外CCD拍照也无法保证不同凝胶的成像参数保持一致。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/3a082605-ee96-409b-a8e2-5443ad1a87dc.jpg" title=" 君意 JY04S-3C 凝胶成像分析系统.jpg" alt=" 君意 JY04S-3C 凝胶成像分析系统.jpg" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C271796.htm" target=" _self" 君意 JY04S-3C 凝胶成像分析系统 /a /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 化学发光成像 /span ： 真正需要花心思考察的可能就是准备做化学发光的用户，他们对敏感度要求高，同时还要求比较宽的动态范围。要想捕获到微弱的化学发光，需要很好的CCD相机和镜头。而化学发光是目前最常用的蛋白印迹检测手段，冷CCD拍照成像对这种微弱的光信号是最合适的。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/6e6eee41-9ebb-4d53-8d4f-9c43b8143843.jpg" title=" OmegaLum G化学发光荧光凝胶成像系统.jpg" alt=" OmegaLum G化学发光荧光凝胶成像系统.jpg" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C186193.htm" target=" _self" OmegaLum G化学发光荧光凝胶成像系统 /a /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 荧光凝胶成像 /span ：荧光是所有这些检测手段中最有前景的技术。这不仅仅是因为荧光染料具有最宽的动态范围，还因为它能够提供多通路的检测途径。若使用单一荧光检测，这时凝胶成像设备的需要考虑到新的激光光源和相应的滤光片 若需要对邻近或重叠的目标分子进行成像，那么多通道荧光检测就是不二之选，这时扫描成像绝对是最佳选择。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/41c8ff49-6fcf-4e02-ab9d-e3c5f8337187.jpg" title=" 赛默飞iBright智能成像系统 FL1000.jpg" alt=" 赛默飞iBright智能成像系统 FL1000.jpg" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C274544.htm" target=" _self" 赛默飞iBright智能成像系统 FL1000 /a /p p 　　 strong 原则2：关键参数很重要 /strong /p p 　　大部分成像仪的参数有几十条，但最关键的就几个。对比不同厂商的参数时，需要着重注意关键参数，无关紧要的参数则不要太在意。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 分辨率 /span ：和像素相关，像素为CCD能分别的最小的感光元件，即为一个点。CCD与像素数量和像素大小也有关。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 动态范围值 /span ：动态范围表示在一个图像中最亮与最暗的比值。灰阶12(bit)表示在一种表征光亮度的方法 ，动态范围的值越高CCD性能越好。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 量子效率 /span ：CCD的量子效率也称像素灵敏度，指在一定的曝光量下，像素势阱中所积累的电荷数与入射到像素表面上的光子数之比。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 信噪比 /span ：化学发光检测的时候，需要曝光的时间比较长，这样导致CCD产生较多的暗电流，对图像的质量影响非常大。需要通过CCD降温来减少影响 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 光学镜头 /span ：光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头 从视场大小分有广角、标准，远摄镜头 结构上分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变(光圈、焦距、聚焦均可变)镜头等。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 滤光镜片 /span ：要根据具体的激发光源和滤镜来决定。 /p p 　　 strong 原则3：仪器操作安全性 /strong /p p 　　安全性是用户考虑的一大问题。由于涉及到EB和各种DNA染料的因素，操作过程会否对操作者本身或者操作环境造成污染，这是需要考量的。 /p p 　　 strong 原则4：厂商售后或增值服务 /strong /p p 　　良好的售后，是仪器制造商重要的软实力。 /p p 　　你购买的不只是一台仪器，更是这台仪器附加的服务。仪器使用中，难免会因为仪器运行时间久、个人操作不当等出现问题，这时厂家能够提供及时的技术支持或技术指导格外重要。 /p p 　　以上是小编帮你总结的凝胶成像系统采购原则，对你的决策有帮助吗? /p p 　　 a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/295.html?SampleId=& IMShowBigMode=& IMCityID=& IMShowBCharacter=& SidStr=" target=" _self" strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 点此进入 /span /strong strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 凝胶成像专场 /span /strong /a /p