使用下列何者可製備成two-phase gel?
詳細解析
本題觀念
凝膠(gel)可依結構分成單相凝膠(single-phase gel)與二相凝膠(two-phase gel,又稱 biphasic gel)。二相凝膠通常是細小的無機粒子或無機鹽類沉澱分散在液相中,顆粒相與液相共同形成半固體外觀;典型材料是 aluminum hydroxide。單相凝膠則多由有機高分子溶於液體後形成連續的分子網絡,外觀較均一,例如 methylcellulose、sodium alginate 或交聯的 Carbomer。解題關鍵在於先辨認材料是「無機顆粒分散」還是「高分子網絡增稠」,而不是只看它能不能讓液體變稠。
選項分析
A. aluminum hydroxide:氫氧化鋁可在水相中形成膠狀無機沉澱,細小固體粒子分散於液相,符合二相凝膠以無機顆粒形成分散系統的定義。因此 A 正確,也是本題答案。
B. methylcellulose:methylcellulose 是纖維素衍生的有機高分子,溶於水後主要藉大分子鏈形成連續網絡而增稠,屬於有機高分子型的單相凝膠材料,不是無機顆粒型二相凝膠。
C. sodium alginate:sodium alginate 是天然多醣高分子,可在水性系統中形成均一的高分子凝膠;即使在特定條件下可進一步交聯,其主要分類仍是有機高分子形成的單相系統,與二相凝膠的無機沉澱分散機制不同。
D. Carbomer 934:Carbomer 934 是交聯丙烯酸高分子,吸水膨潤並形成聚合物網絡,屬 synthetic macromolecule 所形成的單相凝膠。它不是以無機粒子懸浮在液相中形成的二相凝膠,所以 D 不正確。
答案解析
判斷 two-phase gel 的首要問題是凝膠結構中是否存在分散的無機固體相。aluminum hydroxide 在水中可形成 gelatinous precipitate,這種無機粒子分散於液相的型態就是藥劑學常見的二相凝膠。相反地,methylcellulose、sodium alginate 和 Carbomer 934 都以有機高分子鏈在液體中建立連續網絡,歸入單相凝膠材料。故本題可製備成 two-phase gel 的選項是 A,依官方答案選 A。
核心知識點
- 二相凝膠的組成可想成「分散的無機固體相+液相」,常見例子是 aluminum hydroxide gel。
- 單相凝膠由有機高分子在液體中形成連續網絡,常見材料包括 methylcellulose、sodium alginate 和 Carbomer。
- Carbomer 934 是交聯丙烯酸聚合物,需依適當條件膨潤、形成黏稠凝膠,不屬無機二相凝膠。
- 看到 gel 不要只依黏度判斷;要追問形成凝膠的材料是無機顆粒沉澱,還是溶解、膨潤後的有機高分子網絡。