朱华旭教授团队在Chemical Engineering Journal发表中药活性成分膜法高效回收的研究成果

2025年2月3日，M6米乐官网江苏植物药深加工工程中心朱华旭教授团队在国际知名期刊Chemical Engineering Journal（中科院工程技术一区Top，IF: 13.4）在线发表了题为“Constructing ordered crystalline contamination layer for baicalin enrichment by macroporous ceramic membrane with high flux”的原创性研究成果，阐释了运用膜技术高效分离中药活性成分的新思路。

这项工作基于中药活性成分自组装特性和膜结晶技术，通过构建特殊的膜分离层，实现了黄芩苷在膜表面的有序结晶。具体而言，文章提出了一种诱导黄芩苷（BA）分子自组装的策略，即在大孔超滤氧化铝陶瓷（AC）膜表面引入性质可调的碳分离层，此碳层具有双重关键作用，不仅能够有效阻止BA分子与 AC 膜中的铝离子发生络合，还为BA分子的亲水性和疏水性末端提供了弱相互作用位点，使得 BA 分子能够凭借不同的晶体生长优势进行自组装。基于此，成功构建出有序的BA结晶层，进而实现了BA的高效回收。

图1. AC和H-C@AC膜对黄芩苷膜分离过程示意图

图2. 黄芩苷污染层的结构优化示意图

如何克服“trade-off”效应，即在高选择性下保持高通量，一直是膜技术领域面临的共性难题。本研究提出的构建多孔有序结晶污染层这一策略，很好地缓解了这一问题。高度石墨化的 H-C@AC 膜表面诱导形成了垂直竖立的BA纳米片，形成了疏松多孔的污染层。由于传质阻力降低，该膜在 130.79 L·m⁻² h⁻¹ 的高通量下实现了对BA 100% 的截留。此外，H-C@AC 膜对与BA结构相似的灯盏花乙素（又名灯盏乙素或野黄芩苷）也表现出类似的富集能力，但由于分子结构的细微差异，H-C@AC 膜对灯盏花乙素的截留效率略低于BA。同时，对于在溶液环境中自组装能力较弱的栀子苷，H-C@AC 膜无法对其进行截留，从而实现了BA与栀子苷的有效分离。这项工作从污染层构建的新视角出发，为中药小分子化合物在高通量条件下的高效富集提供了一种新的设计思路。

图3. H-C@AC 膜对黄芩苷和栀子苷的膜分离性能（a）和对结构相似的灯盏乙素的膜分离结果(b-d)

博士研究生吴倩莲为该论文第一作者，青年教师张悦、朱华旭教授为该论文共同通讯作者。M6米乐官网为第一通讯单位。该研究获得国家自然科学基金（ 82274222, 82004072），江苏省中医药领军人才培养项目（SLJ0304）、M6米乐官网中药一级学科开放项目（ZYXYL2024-013）、江苏省研究生科研与实践创新计划（KYCX_2046）共同资助。

原文链接：DOI: 10.1016/j.cej.2025.159988