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研究生: 莊斐帆
論文名稱: 金奈米粒子在雷射去除白色毛髮上的應用
指導教授: 陳家俊
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 55
中文關鍵詞: 金奈米粒子雷射除毛毛髮雙光子
論文種類: 學術論文
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  • 雷射除毛是利用「選擇性光熱療法」的特性,因深入皮膚的雷射光能量被毛幹、毛囊中的黑色素細胞吸收,以逹到破壞毛囊萎縮毛根的目的來除毛。但白色毛髮因為缺少有效的吸光物質,不像黑色毛髮般具有足夠的黑色素來吸收雷射能量,因此難以利用雷射逹到永久除毛的效果。本篇文章利用金奈米粒子當作白色毛髮的吸光團,透過滲透的方式,利用硫金鍵將金奈米粒子附著在毛髮上並滲透入毛囊。由於金奈米粒子的吸收位於520 nm,所以我們使用放射波長為532 nm 的釹雅各雷射,將能量傳逹至金奈米粒子上,進而破壞毛囊。
      由我們的實驗結果發現金奈米粒子可以牢固地附著在毛髮上,並且附著的時間約6小時即可,且藉由除毛膏的預處理可以使金奈米粒子滲透入毛囊超過80 μm 的深度,如此一來將可以使雷射光的能量由金奈米粒子傳至更深的毛囊處,逹到破壞毛囊的效果。應用於活體實驗部份,滲透入金奈米粒子的皮膚在雷射過後,在一個月的觀察之下,發現毛髮生長的速度比對照組較慢。而且我們也發現使用
    3 J/cm2的雷射能量具有最少的副作用,使用5 J/cm2的雷射能量除毛效果則最好。但由於金奈米粒子只利於利用低波長的能量,因些對於除毛效果並不顯著,未來將研究使用能吸收長波長能量的奈米粒子來達到永久除毛的效果。

    The technology employed for hair removal by lasers/light-based systems is based on the principle of selective photothermolysis. In order to damage hair follicles, laser light must be absorbed by the chromophore melamin within the hair shaft and follicle. Unlike dark hair, white hair is lack of the chromophore melamin and hard to be destroyed by absorbing laser light. Our study was using gold nanoparticles as a chromophore to absorb the laser light and transfer the heat to the hair follicle. Because of the absorption wavelength at 520 nm of gold nanoparticles, we chose the 532 nm Nd:YAG laser to process the laser epilation of white hair mouse on this experiment.
      In our study, gold nanoparticles could be firmly adsorbed on the hair surface and only needed 6 hours. If pretreated with hair removal cream on the mouse skin, the gold nanoparticles can penetrated into hair follicle in the depth of 80 μm. After the experiment on the white mouse, we found that the regrowth rate of the mouse hair was slower if we use gold nanoparticles as the chromophore penetrated into hair follicle, and the use of laser fluence of 3 J/cm2 has the minimum side effects, 5 J/cm2 has the greatest epilation result. In future we will try other nanoparticles those can absorb the energy of long wavelength lasers to attain to white hair epilation.

    總目錄……………………………………………………………………I 圖目錄…………………………………………………………………IV 中文摘要………………………………………………………………VI 英文摘要………………………………………………………………VII 第一章 緒論……………………………………………………………1 1-1 引言……………………………………………………………1 1-2 傳統的除毛方法………………………………………………1 1-3 雷射除毛簡介…………………………………………………2 1-4 毛髮的構造……………………………………………………7 1-5 毛髮的生長週期………………………………………………8 1-6 金奈米粒子合成…………………………………………….10 1-7 金奈米粒子的特性…………………………………………11 1-8 金奈米粒子在生醫上的應用………………………………12 1-9 雙光子顯微術簡介…………………………………………14 第二章 實驗…………………………………………………………16 2-1 實驗動機……………………………………………………16 2-2 藥品與儀器…………………………………………………17 2-2-1 藥品………………………………………………………17 2-2-2 儀器………………………………………………………17 2-2-3 實驗器具…………………………………………………17 2-3 實驗步驟……………………………………………………18 2-3-1 製備金奈米粒子……………………………………………18 2-3-2 合成TA修飾的金奈米粒子………………………………19 2-3-3製備金奈米棒………………………………………………20 2-3-4 不同的奈米金溶液對於毛髮的附著效果…………………21 2-3-5 利用電子顯微鏡觀察金奈米粒子在毛髮上的分佈………21 2-3-6 觀察detergent對金奈米粒子和毛髮鍵結的影響…………22 2-3-7 雙光子顯微鏡觀察白老鼠皮膚與皮膚組織切片…………22 2-3-8 雷射除毛之活體實驗………………………………………25 2-4 SLS 界面活性劑的簡介……………………………………26 2-5 雙光子顯微鏡儀器與設備…………………………………27 第三章 結果與討論…………………………………………………29 3-1 材料特性分析………………………………………………29 3-2 金奈米晶體與毛髮間的鍵結………………………………31 3-3 決定毛髮需要浸泡在金奈米粒子溶液中的時間…………34 3-4 利用電子顯微鏡來觀察奈米金粒子附著在毛髮上………35 3-5 界面活性劑是否會影響金奈米粒子附著於毛髮的能力…36 3-6 金奈米粒子可以到逹毛囊的深度…………………………38 3-7 應用於活體實驗上…………………………………………47 第四章 結論…………………………………………………………52 第五章 未來展望……………………………………………………53 參考文獻………………………………………………………………54 圖目錄 圖1-1 黑色素和血紅素在不同波段的吸收度………………………3 圖1-2 不同的雷射波長對皮膚不同的穿透深度……………………4 圖1-3 雷射光束徑大小不同造成的穿透和散射結果………………5 圖1-4 毛髮結構簡圖…………………………………………………7 圖1-5 毛髮生長週期簡圖……………………………………………9 圖1-6 檸檬酸法合成金奈米粒子……………………………………10 圖1-7 用不同功率的雷射來照射標定有金奈米粒子的癌細胞……13 圖1-8 單光子激發圖…………………………………………………15 圖1-9 雙光子激發圖…………………………………………………15 圖2-1 金奈米粒子經皮滲透實驗裝置圖……………………………23 圖2-2 樣品製作圖…………………………………………………23 圖2-3 SLS 分子式…………………………………………………26 圖2-4 顯微鏡裝置圖…………………………………………………28 圖3-1 金奈米晶體之UV-vis吸收光譜圖……………………………29 圖3-2 合成出的金奈米粒子之TEM圖……………………………….30 圖3-3 浸泡於不同奈米金溶液之白老鼠毛自發螢光和二倍頻訊號…33 圖3-4 不同時間下,毛髮與金奈米粒子的鍵結效果………………34 圖3-5 電子顯微鏡下所觀察到的白色老鼠毛………………………35 圖3-6 雙光子顯微鏡下使用detergent清洗後的白色鼠毛…………37 圖3-7 雙光子顯微鏡觀察白老鼠皮膚的組織切片…………………39 圖3-8 控制組樣品:沿深度觀察白老鼠皮…………………………41 圖3-9 金溶液濃度為1倍的樣品:沿深度觀察白老鼠皮…………42 圖3-10 金溶液濃度為3倍的樣品:沿深度觀察白老鼠皮…………43 圖3-11 金溶液濃度為5倍的樣品:沿深度觀察白老鼠皮…………44 圖3-12 比較不同樣品:沿深度觀察白老鼠皮………………………46 圖3-13 老鼠施打雷射前後的情況………………………………..…47 圖3-14 雷射除毛後四天,老鼠背上毛髮生長情況…………………48 圖3-15 雷射除毛後17天,老鼠背上毛髮生長情況…………………49 圖3-16 雷射除毛後3週,老鼠背上毛髮生長情況…………………49 圖3-17 雷射除毛後一個月,老鼠背上毛髮生長情況………………50 表1-1 傳統除毛法的優缺點比較表…………………………………2 表1-2 不同身體部位的毛髮週期表…………………………………9

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