黄铁凡，张林，陈欢林，高从堦，2

（1浙江大学生物质化工教育部重点实验室，化学工程与生物工程学系，浙江 杭州 310027；2国家液体分离膜工程技术研究中心，浙江 杭州 310012）

环糊精是一类由葡萄糖转移酶作用于淀粉产生的环状低聚糖，由D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键相连而成，其特殊的外部亲水、内部疏水中空圆台分子构型有一定的手性识别作用，作为主体分子可根据尺寸匹配、形状契合等因素，通过范德华力、疏水相互作用、氢键等非共价键作用力选择性地和许多客体分子发生包结和识别作用，所以环糊精在药物运输、分离等[1-4]方面的作用得到了广泛的研究。但是在许多主-客体系统的实际应用中，为了操作的可控性和方便性，通常将主体分子固定于基底上。在固体基底上构建的主体分子层，能够在可控的条件下和客体分子发生包结作用，更方便地实现各种预期功能和应用。另外，在固体表面固定主体分子层后，通过主客体作用，能够逐步修饰固体基底表面，所以这是另一种实现表面修饰的途径。因此，在固体基底上构建环糊精单分子或多分子层一直是研究的热点问题之一，并有望在传感器、催化剂、分离、分子器件、药物运输等领域产生重要应用。为了使固体基底上的环糊精更充分地发挥其独特作用，需要控制环糊精在固体基底表面的密度和取向，以方便与客体分子进行包结。目前已有多种技术能够实现在固体基底上制备具有分子取向的环糊精单分子或多分子层，如Langmuir-Blodgett法、Layer-by-Layer法、基于化学吸附的自组装和基于聚合物表面的化学反应等。本文主要针对上述几种环糊精单分子或多分子层制备方法及其机理进行综述，以期为今后拓展环糊精单分子或多分子层膜的制备提供参考。

1 Langmuir-Blodgett法

将兼具亲水头和疏水尾的两亲性分子分散在水面上，经逐渐压缩其水面上的占有面积，使其排列成单分子层，再转移沉积到固体基底上所得到的膜即为Langmuir-Blodgett（LB）膜，该方法是制备超薄膜的常用技术[5]，LB膜与其他膜相比有以下特点：①膜的厚度可控，随着分子层数目的增多，可以从零点几纳米至几纳米变化；②膜的层状结构具有高度各向异性；③理论上能够形成几乎没有缺陷的单分子层膜。由于环糊精主次面存在大量羟基，可对其进行修饰，在主面或次面选择性地引入合适的疏水基团，获得两亲性环糊精，从而使之具有在气液界面形成单分子层的特点，利用LB技术可以把气液界面上的环糊精单分子层转移到平面固体基底上，制备环糊精单分子层或多分子层膜。

1.1 单纯两亲性环糊精LB膜

LB膜的结构受操作条件（如表面压、转移速率、操作温度等）、基底和成膜物质的影响，因此对于两亲性环糊精LB膜而言，环糊精环的种类、修饰链段的长度和数目等因素均会对LB膜造成 影响。

为了考察环糊精种类对所制备LB膜结构的影响，Schalchli等[6]用X-Ray反射技术对3种两亲性环糊精(α-、β-、γ-)在硅片上形成的LB单分子膜结构进行了研究。结果显示，所有两亲性环糊精都在基底上形成了单分子层，但两亲性α-和γ-环糊精LB膜的结构相似，而β-环糊精LB膜的结构与前两者有很大的不同。并且两亲性β-环糊精LB膜的粗糙度也远远大于两亲性α-和γ-环糊精。以上不同的原因缘于β-环糊精的七边形环不同于α-，γ-环糊精的六或八边形环是对称结构，从而不能像α-，γ-环糊精那样在基底上形成有序的结构，如图1所示。类似地，Alexandre等[7]用扫描力显微镜（scanning force microscopy）考察了两亲性α-，β-，γ-全叠氮基环糊精在云母片上的LB膜的结构。无论在纳米尺度还是在微米尺度下观察，β-全叠氮基环糊精匀呈现出不同的形貌。

Matsumoto等[8]研究了两亲性环糊精疏水链段的长度对于两亲性环糊精LB膜结构的影响。只有当两亲性环糊精具有较长的烷基链段时，才具有形成稳定Langmiur膜的能力。这是因为当疏水链段长度太小（Cn＜8）时，两亲性环糊精的疏水性不足，从而没有合适的亲疏水性平衡，导致气液界面上两亲分子有向亚相迁移的趋势，以致膜不稳定。当Langmuir膜转移至CaF2基底上形成了Y型或Z型的LB膜后，偏振红外光谱（polarized IR spectra）证实了有序结构的存在，即环糊精环和烷基链段分别平行和垂直于基底。

Shtykov等[9]为了研究两亲性环糊精疏水链段的数目对LB膜结构的影响，他们分别制备了主面上修饰有不同数目C15H31烷基链的两亲性环糊精， 结果显示LB膜的折射率和每层分子的厚度取决于环糊精连接的烷基链数目。

图1 可能的分子排列图[6]

由于制备的LB膜通常为数个分子层厚，因此对基底的平整度要求较高，常用基底一般为石英玻璃、云母片、CaF2片、硅片或铂、金等金属片等，基底用于LB膜制备之前常进行亲水或疏水处理。Yashchenok等[10]研究了不同固体基底的表面性质对LB膜的影响。当固体基底为单晶硅时，LB膜转移率不随层数和两亲性环糊精烷基链长度而变化。当固体基底为聚阳离子PEI时，由于发生包结作用，转移率大大降低。当固体基底为聚阴离子PSS时，转移率稍微降低。此工作对于固体基底的改性和修饰及研究聚电解质复合膜基底对于LB膜性质的影响有启发意义。

1.2 两亲性环糊精杂化LB膜

两亲性环糊精不仅能够单独组装成LB膜，也能够和其他有机分子共同组装成杂化LB膜。Matsumoto课题组[11-12]在两亲性环糊精和偶氮苯LB杂化膜方面做了大量的工作。因为偶氮苯化合物能够在光照条件下发生可逆的顺反光异构反应，若将偶氮苯在固体基底上进行组装将对光储存、光转换器件的发展具有十分重要的意义。但是由于在单纯LB膜中，偶氮苯分子周围自由体积很小，限制了顺反光异构反应的发生，而利用两亲性环糊精和偶氮苯杂化组装成LB膜以解决这个问题。研究表明部分偶氮苯被包结在环糊精的空腔中，空腔为水溶性偶氮苯发生可逆的光异构化反应提供了良好的场所。此外，环糊精疏水链段也能够成为容纳客体分子的场所，而且在膜中并非所有的环糊精分子都会包结偶氮苯分子，剩余的未包结环糊精为进一步功能化提供了基础。但是在该杂化膜中会有部分偶氮苯分子形成的聚集体（图2），所以进一步增加杂化分子的包结率和分散性是这一类杂化膜的研究方向。

图2 α-CD-NH/p-MRLB film 杂化单分子层结构图[11]

与前面的研究类似，Valli等[13]制备了阳离子两亲性环糊精和卟啉杂化的LB膜。由于与生命相关 过程的相似性及对设计新型光学器件的启发，卟啉分子在固体基底上的组装和对激发光的响应最近引起了人们的极大兴趣，但是卟啉分子之间较强的聚集趋势，使得制备有序结构和良好分子取向的单纯卟啉LB膜变得十分困难，并且卟啉聚集会导致发生自淬灭和激子相互作用。利用环糊精环和修饰基团的协同作用，则可有效地避免上述聚集现象的发生。此杂化LB膜在基底上紧密排列，并且有着良好的均一性。卟啉在LB膜中主要以具有荧光特性的单分子形式存在于环糊精空腔结构之外，并且分布均匀。由此可以推测，环糊精的独特形貌在以上优异性质中起了重要作用，虽然卟啉并没有包结在环糊精的疏水性空腔中，而是存在于两亲性环糊精次面的阳离子基团周围，但环糊精仍为卟啉分子起到了隔离和保护作用，未被占据的空腔也为进一步包结其他客体分子以制备更复杂的超分子体系提供了可能。

Parazak等[14]研究了不同两亲性环糊精与对硝基苯酚形成的杂化LB膜，值得注意的是，对硝基酚与β-环糊精的包结常数大于与α-环糊精的包结常数，这个结果和在溶液中的包结常数相反。其可能的原因之一是由于七边形的β-环糊精在水面上无法形成紧密的单分子层，所以有很多空隙可以容纳客体分子，导致了表观包结常数的增大。Schalchli 等[6]也得到了类似的研究结果。

1.3 两亲性环糊精LB膜的应用

将两亲性环糊精连同其他分子制备LB膜，则可利用环糊精空腔的包结和识别性能、疏水链段形成的空腔延伸效应及分子体积较大的优势，为客体分子提供一个受保护且有高度取向的环境，以充分发挥客体分子自身某种独特的性能，对于新型光子、光电子分子元件等方面的研究与开发具有十分重要的意义。

在环糊精主面或次面修饰具有特定功能的疏水基团以制备LB膜，也为选择性传感器、分子元件等方面的研究和发展开辟了新的道路。Salle等[15]结合四硫富瓦烯的电荷转移特点和环糊精包结客体分子的能力，合成了主面上连有四硫富瓦烯衍生物的两亲性环糊精，制备出了具有氧化还原性质的两亲性环糊精LB膜，此研究有望在化学选择性传感器领域得到应用。Badis等[16]将具有发光基团的两亲性环糊精通过LB技术转移到云母基底上，制备了具有荧光性的LB膜，对于荧光表面的修饰和改进有积极意义。Shtykov等[17]则利用两亲性环糊精LB膜修饰压电式石英共振器，制备了具有高选择性和高灵敏度的传感器用来检测大气中的有机物。此检测器具有对有机分子可逆吸附性、工作寿命长的特点，但是灵敏度和检测极限仍需提高。

在LB膜中分子与基底以及分子与分子之间是以范德华力或疏水相互作用结合在一起的，因此LB膜的稳定性往往不够理想，在热、化学环境、时间以及外部压力改变的情况下往往会发生破坏。所以，虽然利用LB膜技术可以很方便地制备出环糊精单层或多层膜，但这些膜稳定性不佳是限制该方法广泛应用的主要原因。为了克服这个不足，利用带有不饱和键的两亲性环糊精在固体基底上发生聚合反应制备稳定的环糊精LB膜是一个可行的途径。Niino等[18]合成了主面上接有连乙炔基的两亲性环糊精，并用它制备了LB膜。聚合后的LB膜在四氢呋喃和氯仿溶剂中不会溶解，显示了良好的化学稳定性。此研究为高稳定性两亲性环糊精LB膜的制备提供了新的思路和方向，根据该思路可以尝试选用含可聚合基团的两亲性环糊精制得高稳定性的LB膜，为获得具有实际应用价值的两亲性环糊精LB膜奠定了基础。

2 Layer-by-Layer技术

层层自组装（layer-by-layer，LbL）技术是一种操作简单、不需要任何复杂设备即可制备超薄膜的常用方法。利用构筑分子之间弱相互作用力如静电力、氢键、π-π相互作用，很多物质都可以通过层层组装成膜[19]，易于用来制备高度可控且结构丰富的复合膜。另外，层层组装技术不受基底材料大小形状的影响，在任何形状的基底上都能进行自组装，这是LB膜技术无法实现的。

通过合成带有多电荷的环糊精分子或把环糊精分子同聚电解质进行交联，可以得到含有环糊精的构筑分子，用传统的静电作用进行层层组装制膜。Kusumocahyo等[20]用自由基共聚合的方法，合成了含β-环糊精的聚阳离子电解质，并通过静电作用，修饰带负电荷的全氟磺酸膜表面。表面元素化学分析表明了此共聚物在膜表面形成了超薄聚离子层。用此膜渗透汽化分离丁醇异构体混合物，显示出良好的选择性。事实上，因为该环糊精聚电解质有长的高分子链，所以其在底膜上很难有规律性取向。

类似地，Smith等[21]为了解决环糊精分子不能稳定包结小分子药物的问题，在固体平面上制备层层自组装聚环糊精多分子层用于小分子药物的输送。首先合成带负电荷的聚羧甲基环糊精，然后与带正电荷的可降解聚氨酯通过层层自组装作用成膜，所得膜能稳定地包结小分子药物。通过改变聚氨酯的疏水性，可以改变药物释放的持续时间。此研究使小分子药物的精确调控和持续释放成为 可能。

除了聚电解质能够作为层层自组装膜的构筑单元外，其他材料也能够作为层层自组装膜的构筑单元，如纳米或微米尺度的有机/无机粒子、生物大分子、囊泡等。另外，除了静电力外，氢键、配位键、电荷转移相互作用等也可作为层层自组装成膜的推动力。由于环糊精具有独特的包结有机分子的功能，所以环糊精和被包结的客体分子之间存在主客体相互作用。因此，利用环糊精这个特点，能够构筑出以主客体包结作用作为推动力的环糊精层层自组装多层膜。Reinhoudt等[22-24]报道了完全基于主-客体识别作用为驱动力构筑的层层自组装多层膜，该研究首次将主客体化学引入到层层自组装技术领域。他们利用修饰有环糊精的金纳米粒子和外围带有金刚烷的树枝状分子作为自组装构筑基元，通过环糊精和金刚烷之间的主-客体包结作用进行交替沉积，得到了有机-无机杂化多层膜（图3），并用表面等离子体共振原位监测了层层自组装沉积过程，通过原子力显微镜（AFM）和圆二色光谱得知，每双层厚度约为2nm。之后他们进一步用主客体层层自组装技术制备了图案化的环糊精多分子层。由于修饰有环糊精的CdSe/ZnS量子点和外围带有金刚烷的树枝状分子作为自组装构筑基元形成的层层自组装多分子层能够用荧光技术进行表征，通过荧光显微镜证实，表面固定的CdSe/ZnS量子点上的未被金刚烷占据的环糊精空腔能够包结其他客体分子。

图3 末端金刚烷修饰的树枝状聚合物和环糊精修饰的金纳米粒子在环糊精单分子层上的层层自组装[22]

利用LbL技术能够很方便地在固体基底上制备出环糊精单分子或多分子层，并且不受固体基底材料和形状的影响，所以比LB法有更大的应用潜力 和范围。但由于在层层自组装过程中，分子在基底或已存在的分子层上的吸附是较难调控的，所以LbL法不能像LB法一样能够精确地制备出高度取向的环糊精单分子或多分子层。进一步改进LbL技术，使环糊精分子层具有更好的取向以使客体分子更容易包结是该方法未来研究的重点。

3 基于化学吸附的自组装

对环糊精进行化学修饰，得到含有巯基或者硫醇等基团的环糊精衍生物，通过S和部分金属之间形成化学键，环糊精可以被吸附在这些金属表面。本节主要介绍以金为基底的环糊精单分子层的自组装行为和应用，其他金属如银或铂表面的环糊精单分子层类似。

Rojas等[25]首先报道了在金表面自组装硫醇全取代环糊精单分子层的研究。Beulen等[26-27]考察了环糊精衍生物的化学结构对金表面形成单分子层微观结构和取向的影响。对于单取代环糊精，因为长的取代基给予单分子层中的环糊精分子更大的调整自由度，所以长链单取代基环糊精单分子层结构往往比短链取代基的致密平整，这与Qian等[28]用分子动力学模型研究了金膜表面环糊精单分子层的结果一致。通过比较不同取代基环糊精衍生物单分子层发现，多取代基环糊精衍生物在金膜上形成的单分子层更坚固。因此，长的取代基和多个连接点有利于排列成结构规整的单分子层。并且由于硫醚能更有效地和金键合，所以对于多取代环糊精，硫醚环糊精比硫醇环糊精更易固定在金膜表面。最近，Mendez-Ardoy等[29]考察了环糊精上不同取代基对所形成的单分子层的自组装动力学、结构及电化学性质的影响，使得化学调控环糊精单分子层的性质成为可能。

虽然环糊精衍生物能够在金膜上自组装成单分子层，但是由于环糊精呈圆台形，即使致密的分子之间仍然存在着空隙，因此在实际应用中很难分辨客体分子是包结于空腔内，还是填充于环糊精分子的间隙中，因此有必要填补环糊精分子之间的空隙。Rojas等[25]用两步法制备了环糊精/戊硫醇混合单分子层，以填补环糊精分子之间的空隙，但是会有一部分戊硫醇与环糊精分子发生包结，得到的单分子层只有一半的环糊精能够包结客体分子。Shimazu等[30]在前人的基础上，通过三步法制备了环糊精/戊硫醇混合单分子层，在戊硫醇填补环糊精分子间隙的同时，也避免了其与环糊精分子发生包结，所以此单分子层中所有环糊精都能包结客体分子。类似的，Fernandez等[31]制备了环糊精/辛硫醇混合单分子层，用于谷氨酰胺转移酶活性测定。

由于良好的导电性，金是制备电化学电极的常用材料，在金表面组装环糊精单分子层对新型化学传感器的研制具有十分重要的意义。Maeda等[32-33]通过循环伏安法证明了金表面环糊精单分子层同染料分子甲基红基苯乙胺（MR-PEA）及双酚类分子之间存在立体选择性，这些工作对开发快速检测环境污染物的传感器有积极意义。Beulen等[27]研究了环糊精单分子层和8-苯胺-1-萘磺酸的包结作用，证明了环糊精单分子层能够检测到微摩尔浓度的客体分子。Ng等[34]考察了石英微晶天平（QCM）的金电极表面β-环糊精单分子层对气相中乳酸甲酯对映异构体的检测。由于不同乳酸甲酯异构体客体分子和环糊精之间包结作用强弱不同，导致在监测过程中石英微晶会出现不同的响应（图4），达到检测乳酸甲酯对映异构体的目的。Domi等[35]还报道了SO42-、NO3-，HPO42-等含氧阴离子同环糊精单分子层之间的包结作用，进一步扩展了环糊精单分子层在传感器方面应用的范围。最近，Fang等[36]制备了表面镀金的二氧化硅纳米微球，并将此纳米微球表面修饰上环糊精分子层，用于江河中的内分泌干扰素的检测。和未经环糊精修饰的纳米微球比较，表面修饰环糊精分子层的纳米微球的检测灵敏度提高了1～2个数量级。Jung等[37]在金表面的α-环糊精单分子层上通过主客体作用固定抗体，用于人体血浆中特定抗原的检测。Huang 等[38]将β-环糊精固载在金电极表面，与亚甲基绿形成主客体包结络合物，构筑非酶胆固醇安培生物传感器，检测胆固醇。当系统中胆固醇存在时，由于胆固醇与β-环糊精单元具有更强的包结作用，亚甲基绿将会从β-环糊精 空腔中解离出来，从而引起电化学信号的变化，具有较高的灵敏度。Diez 等[39]则通过半胱氨酸将β-环糊精固载在金电极上，然后与金刚烷修饰的葡萄糖氧化酶形成包结络合物，用于检测葡萄糖。该传感器反应时间短，在葡糖糖浓度为 5～750μmol/L的范围内均可以给出线性安培信号，最低检测限为2.0μmol/L，4℃下储存9天仍能保持其安培反应性能的 94%，具有极好的选择性、灵敏度和稳定性。

荧光光谱和荧光显微镜是非常灵敏的表征工具，常用来定性和定量分析表面包结作用的发生。但因为荧光分子的激发态同金属表面的离子体相互作用，导致能量从荧光分子转移到金属表面而没有荧光的产生，因而导致金属表面自组装单分子层的一个内在缺陷是不能用于荧光技术，所以在其他材质的基底上（如二氧化硅）制备环糊精单分子层显得十分重要。Mulder等[40-42]通过三步表面化学反应在SiO2表面自组装环糊精单分子层。由于环糊精在基底上的吸附是随机的，并且有部分环糊精的取向并不垂直于基底，所以覆盖率不高，约80%。通过荧光光谱和荧光显微镜考察环糊精单分子层和客体分子的包结作用，证实此作用是可逆的。Tahir等[43-44]则报道了将β-环糊精通过点击反应固载在玻璃表面上，用于吸附降低牛奶中的胆固醇。经过4.0h震荡，此体系可去除牛奶中 73.6%的胆固醇，是迄今为止将β-环糊精固载在固体表面降低牛奶中胆固醇含量取得的最佳值。

4 基于聚合物表面的化学反应

大多数聚合物都具有良好的力学性能，易于加工成型，以聚合物为介质的分离材料越来越受到人们的关注和重视。利用聚合物膜的孔道筛分作用或者被分离体系在聚合物中的溶解扩散能力的不同，以及物系在聚合物表面的吸附能力的不同，聚合物材料具备了选择性分离的功能。结合聚合物的以上优点和环糊精的包结与识别作用，通过化学键把环糊精固定在聚合物表面，则可利用环糊精的空腔性状来强化膜分离性能，制备出一类既有聚合物的良好性质，又具有环糊精独特效用的分离介质。此外，在聚合物上固定环糊精还能用于催化、传感器等 领域。

Badyal等[45-46]以无纺布为基底，利用脉冲等离子体法在其上沉积了一层聚(4-乙烯苯基氯)，然后通过Williamson醚合成反应，把环糊精固定在聚合物表面，考察了环糊精单分子层和精油分子的相互作用。由于表面固定了环糊精主体分子，所以此膜能够有效地长时间持续释放精油分子。此研究有望应用于特殊性能的纺织品制造领域。Wang等[47]把间二甲苯氨基环糊精接枝到聚酰胺亚胺膜表面，用来分离丁醇异构体。同纯聚酰胺亚胺膜和同环糊精物理共混的聚酰胺亚胺膜相比较，表面接枝了环糊精的聚酰胺亚胺膜对于丁醇异构体的分离选择性有很大程度的提高。Kiasat等[48]则报道了表面固定有环糊精的离子交换树脂用作固液相转移催化剂合成烷基硫氰酸酯和苯甲酰甲基衍生物。在此催化剂下，亲核反应可在温和的条件下发生获得高的得率。而且，催化剂可以用简单的处理方法实现循环使用，没有活性损失。Teng 等[49]以(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和三氯均三嗪为间隔基团，将β-环糊精固载在聚乙烯醇/SiO2静电纺丝纳米纤维膜(PVA/SiO2)上，用于吸附水中的靛蓝胭脂红染料，饱和吸附容量达到了 495mg/g。

通过环糊精衍生物和聚合物表面活性基团间的化学反应而实现的聚合物膜表面固定化环糊精的稳定性高。但是一些化学反应不可避免地会改变聚合物的结构，进而改变聚合物的性能，导致在实际应用中出现不稳定因素。因此如何在不影响聚合物本身性质的前提下在膜表面引入环糊精是研究者要优先考虑的问题。

5 成膜机理分析

综上所述，制备环糊精单分子或多分子层膜主要有4种方法：Langmuir-Blodgett法、Layer-by-Layer法、基于化学吸附的自组装和基于聚合物表面的化学反应。不同的方法，形成单分子或多分子层膜的作用力不同。在Langmuir-Blodgett法中，是先形成具有一定取向的环糊精单分子层，然后再转移至基底上。由于具有亲水头和疏水尾的两亲性环糊精能够在水面上以一定取向排列，形成环糊精单分子分子层。在接下来的转移过程中，环糊精取向排列单分子层得到维持，并以范德华力固定在基底上。通过控制转移次数，可以制备环糊精单分子或多分子层膜。在Layer-by-Layer法中，利用修饰环糊精上的电荷或环糊精空腔的包结作用，可以将环糊精分子及带有相反电荷聚合物或客体分子的聚合物固定在基底表面，形成环糊精单分子或多分子层膜。由于环糊精与相应聚合物之间具有较强的作用力，所以形成的膜稳定性得到了提高。在基于化学吸附的自组装制备环糊精单分子层膜中，环糊精首先被修饰上容易与基底发生化学反应的基团，然后环糊精以化学吸附的形式固定在基底表面。此吸附过程受很多因素的影响，如环糊精的修饰基团种类、数目、温度等，因而可以调控环糊精分子层的疏密程度及其他物化性质。在基于聚合物表面的化学反应制备环糊精单分子层膜的过程中，环糊精以化学键的方式固定在聚合物膜表面，所以用此方法形成的单分子层比较稳定，但是在发生化学反应的过程中，聚合物膜基底容易发生破坏，从而导致膜力学性能的下降。

6 结论与展望

由于环糊精具有独特的包结和识别客体分子的作用，以此为基础，采用Langmuir-Blodgett法、Layer-by-Layer法、化学反应等方法能够将环糊精取向性地固定在固体基底表面，从而有望在许多领域实现重要应用，如传感器、催化剂、分子器件、药物运输等。但是用上述方法制备环糊精单分子或多分子层都或多或少地存在着一些有待克服的 缺点。

（1）在Langmuir-Blodgett法制备的环糊精单分子或多分子层中，层内的环糊精分子之间、环糊精分子层之间和环糊精分子层和基底之间通常是以范德华力或疏水相互作用结合在一起，所以LB膜的稳定性往往不够理想；且LB法只能在非常平整的基底上制备环糊精单分子或多分子层膜，这进一步限制了其应用。

（2）由于聚电解质或聚客体分子的存在，以Layer-by-Layer法制备的单分子或多分子层中的环糊精分子不能达到较高的定向程度，可能影响其在某些应用领域的性能。

（3）化学吸附法在金或者二氧化硅基底上制 备的环糊精单分子或多分子层膜，过程受多种因素影响，不易调控。而且基底材料通常较为昂贵，可能会限制其在将来的大规模应用。

（4）以化学成键方法在聚合物膜表面制备环 糊精单分子层膜，环糊精的定向程度和稳定程度都比较高，但是在发生化学反应的过程中聚合物膜基底容易发生破坏，从而导致膜力学性能的下降。

以上缺点限制了这些方法的广泛应用及进一步发展。对常规方法作出改进制备出性能更加稳定的取向性环糊精单分子或多分子层膜是未来的重点研究方向之一。另外，今后若能用其他更加简单有效的方法将环糊精高度取向地固定在固体基底表面，必将有可能拓宽环糊精单分子或多分子层的应用 范围。

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