LB膜分析仪原理 - LB膜分析仪使用方法、作用、参数组成百科

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LB膜分析仪的工作原理: LB膜分析仪配备了镀膜井和镀膜头，在所需的堆积密度下，镀膜头可以用来将Langmuir膜转移到固体基材上，镀膜井可以在Langmuir膜下为固体样品提供空间。[查看全部]

原理知识

LB(Langmuir-Blodgett)膜分析仪为一款单分子层膜的制备和表征设备，是LB膜的沉积领域应用Z广泛的一款领xian设备。LB膜分析仪配备了镀膜井和镀膜头，在所需的堆积密度下，镀膜头可以用来将Langmuir膜转移到固体基材上，镀膜井可以在Langmuir膜下为固体样品提供空间。将Langmuir膜转移到样品上，密度，厚度及均匀性等性质将会保留，从而实现了制备不同组成的多分子层结构的可能。

与其他有机薄膜沉积技术相比，LB沉积方法受功能性分子的分子结构限制影响很小，这意味着LB技术是唯yi能够进行自下向上的一种组装方法。

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LB膜分析仪的工作原理

位于气-液或液-液界面处不可溶的功能性分子、纳米颗粒、纳米线或微粒所形成的单分子层可定义为Langmuir膜。这些分子能够在界面处自由移动，具有较强的流动性，易于控制其堆积密度，研究单分子层的行为。将材料沉积在浅池(称顶槽)中的水亚相上，可以得到Langmuir膜。在滑障的作用下，单分子层可以被压缩。表面压力即堆积密度可以通过Langmuir膜分析仪的压力传感器进行控制。

在进行典型的等温压缩测试时，单分子层先从二维的气相(G)转变到液相(L)Z后形成有序的固相(S)。在气相中，分子间的相互作用力比较弱；当表面积减小，分子间的堆积更为紧密，并开始发生相互作用；在固相时，分子的堆积是有序的，导致表面压迅速增大。当表面压达到Zda值即塌缩点后，单分子层的堆积不再可控。单分子层膜状态受表面压力增加的影响。LB膜沉积过程是将样品从单分子层中垂直拉出，通过反复沉积技术可制备多层LB膜，亲水性及疏水性样品均可在液相或气相中沉积为单分子层。

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LB膜分析仪的产品优势

1.专为极度精确测试设计的超敏感表面张力传感器。铂金属板，铂金属棒及纸板都可用作探针以满足不同的需求。

2.开放性的设计便于槽体在框架上的放置及不同槽体的快速更换，同时便于清洗槽体表面。

3.当需要清洁或更换新槽体时，槽体在框架上的拆卸/放置极其方便。

4.Langmuir-Blodgett槽体是由便于清洁、可靠耐久的整块纯聚四氟乙烯构成，其独特的设计能够防止槽体和镀膜井发生泄漏，同时避免了使用胶水及其他封装材料造成的潜在污染。

5.滑障由亲水性的迭尔林聚甲醛树酯制成，可提高单分子层的稳定性。可根据客户需要提供疏水性的聚四氟乙烯压缩滑障。稳健的金属构架能够防止滑障随着时间的推移而变形。

6.对称滑障压缩为标准的均匀压缩方法，但任意仪器均可实现单一滑障压缩。

7.居中的镀膜井有利于单分子层LB沉积的均一性。

8.通过外部循环水浴对铝制底板进行加热/冷却，以控制亚相的温度(水浴为分开销售)。

9.通过调整框架撑脚，可快速而准确地校准槽体水平。当需要放置显微镜时，框架撑脚也可很容易地从槽体上拆除。

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功能作用

LB膜分析仪的应用

LB膜技术应用研究领域分布很广，主要集中在以下几个学科方面，具体分类又可以分为生物膜的化学模拟、电子学领域、光电子学领域、传感器及相关领域。

LB膜分析仪可用于对相分离、相变、微区形成、成核过程和在单层膜组装密度精确控制中酶的作用的实时荧光成像。它也十分适用于两亲性单层膜的Brewster角显微镜和X-射线反射的测量。也可被当作一个张力计使用，监控在非常低的亚相体积下所期望得到组成的脂质单层和药物/肽等物质的相互作用。

LB膜分析仪是由计算机控制的高性能的LB镀膜系统，其应用广泛、操作灵活。可用于对相分离、相变、微区形成、成核过程和在单层膜组装密度精确控制中酶的作用的实时荧光成像。它也十分适用于两亲性单层膜的Brewster角显微镜和X-射线反射的测量。也可被当作一个张力计使用，监控在非常低的亚相体积下所期望得到组成的脂质单层和药物/肽等物质的相互作用。

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LB膜分析仪的应用领域

(一)、物理学方面: 用于集成光学器件、热电、新型光电子材料；

(二)、化学方面: 修饰电极、离子选择电极、传感器件、有序介质界面化学行为研究；

(三)、生物学及生物工程方面: 生物膜的模拟、生物标记物、研究光合作用、信息能量传递等；

(四)、医学及药学方面：药物制剂中制备纳米制剂和靶向制剂；

(五)、电子信息学方面：微电子学、仿生电子学。

LB膜分析仪的具体应用有哪些？

1.蛋白质、多肽渗透进入磷脂单层膜；

2.二维蛋白质结晶；

3.监测酶在单层膜上的运动，酶运动进入单层膜记录表面压、等温线、等压线等数据；

4.研究药物、多肽及蛋白与脂质相互作用；

5.单层膜的荧光显微镜及光谱；

6.确定药物的表面活性及CMC；

7.表面势的研究；

8.LB膜沉积，沉积LB膜在云母等基底上再进行AFM研究；

9.X射线及中子反射研究，傅利叶红外光谱研究；

10.布鲁斯特角显微镜，椭圆偏振法；

11.核算与阳离子脂质结合体；

12.表面张力测量；

13.分光镜测量。

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LB膜分析仪的应用

(1)生物膜及生物分子间的相互作用

细胞膜模型(如：蛋白质与离子的相互作用)；构象变化及反应；药物传输及行为；

(2)有机及无机涂料

具有光学、电学及结构特性的功能性材料;新型涂料:纳米管、纳米线、石墨烯等；

(3)表面反应

聚合反应/免疫反应、酶-底物反应、生物传感器、表面固定催化剂、表面吸附和脱附；

(4)表面活性剂及胶体

配方科学、胶体稳定性、乳化、分散、泡沫稳定性；

(5)薄膜的流变性

扩张流变、界面剪切流变(与ISR 联用)。

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LB膜技术在超薄膜制备上的应用

LB膜技术是一种在纳米尺度上对分子进行有序组合的行之有效的方法。利用LB 技术制备有序纳米材料超薄膜具有许多优点:可以制备单层纳米膜，也可以逐层累积，形成多层膜或超晶格结构，组合方式可任意选择；可以选择不同的纳米材料，累积不同的纳米材料形成交替或混合膜，使之具有多种功能；成膜可在常温常压下进行，不受时间限制，基本不破坏成膜纳米材料的结构；可控制膜厚和膜层均匀度；可有效地利用纳米材料自组合能力，形成新物质；LB膜结构容易测定，易于获得，LB膜技术成为制备纳米材料的主要方法之一。

应用Kibron公司的Microtrough XL型膜分析仪能够将两亲性分子化合物的溶液滴加在水面上，分子的亲水端与极性的水分子相互作用，使分子在水面自动铺展，而疏水端朝向水面下方，保证分子不溶于水。两亲分子在空气-水界面上达到了热力学平衡，形成了单分子层的二维有序体系，所形成的分子能直立在水面上，形成了单分子层膜，使用Microtrough XL膜分析仪上自带的石英片作为固体衬底垂直地进出水面，由于衬底与分子之间存在着吸附力，单分子层膜就可以淀积于衬底上，当使用固体衬底反复进出水面就可形成多层膜。

应用LB膜技术进行在分子水平上控制物质的组成、结构和尺寸，能够得到性质优良的材料。制备的LB膜有序超薄，能在分子水平上(纳米级)控制其结构和物理、化学性能。

功能性的LB膜超薄材料是一正在崛起的材料领域，利用这些功能材料的LB膜具有的超晶格结构，可以在分子水平上完成信息和能量的检测、转换、存储的过程，所以认识和开发新的LB膜材料是当前以及今后工作向纵深发展的方面。LB膜技术还能够诱导控制超微细粒子的定向排列，有望获得排列紧密，覆盖度高，成膜性能良好的超微细粒子。

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维修保养

LB膜分析仪的优缺点

LB膜分析仪指的在适当条件下，可以用一种专门的仪器设备。将不溶物膜按一定的排列方式转移到固体支持体上组成的单分子层膜。由于分子电子学、纳米电子学和纳米技术的发展，LB膜技术已经成为一种实用的纳米组装技术，在高新技术发展中具有重要的意义，能使研究者在分子水平上控制物质的组成、结构和尺寸，获得性质优良的材料。利用LB膜技术可以制造分子电子学器件、非线性光学器件等，还可以用于模拟细胞生物膜结构。

LB膜分析仪的分类

根据生产厂家的不同，LB膜分析仪的种类不同，但总体说来，LB膜分析仪包含以下几种：

常规型(超小型，小型，中型，大型，液-液，高压缩比型)；

常规交替型、大型交替型、缎带式、配置显微镜窗口型(小型正置，中型正置，中型倒置，高压缩比正置，高压缩比倒置)；

Langmuir-Schaefer型(小型，中型，大型)。

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LB膜分析仪的选型指南

仪器的以下指标应ZD考察：

1.LB膜分析仪的检测器的精度。

2.LB膜分析仪的对外界环境的敏感度，这会直接影响实验结果的重复性。

3.LB膜分析仪膜天平的分辨率和分析范围。

4.LB膜分析仪的功能配件是否齐全。

LB膜分析仪的优点：

(1)膜厚为分子级水平(纳米数量级)，具有特殊的物理化学性质；

(2)可以制备单分子膜，也可以逐层累积形成多层LB膜，组装方式任意选择；

(3)可以人为选择不同的高分子材料，累积不同的分子层，使之具有多种功能；

(4)成膜可在常温常压下进行，所需能量小，基本不破坏成膜材料的高分子结构；

(5)LB膜技术在控制膜层厚度及均匀性方面远比常规制膜技术优越；

(6)可有效地利用LB膜分子自身的组织能力，形成新的化合物。

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LB膜分析仪的缺点

(1)由于LB膜淀积在基片上时的附着力是依靠分子间作用力，属于物理键力，因此膜的机械性能较差；

(2)要获得排列整齐而且有序的LB膜，必须使材料含有两性基团，这在一定程度上给LB成膜材料的设计带来困难；

(3)制膜过程中需要使用氯仿等有毒的有机溶剂，这对人体健康和环境具有很大的危害性；

(4)制膜设备比较昂贵，制膜技术要求很高。