2025年2月3日，南京中醫藥大學江蘇植物藥深加工工程中心朱華旭教授團隊在國際知名期刊Chemical Engineering Journal（中科院工程技術一區Top，IF: 13.4）在線發表了題為“Constructing ordered crystalline contamination layer for baicalin enrichment by macroporous ceramic membrane with high flux”的原創性研究成果，闡釋了運用膜技術高效分離中藥活性成分的新思路。

這項工作基于中藥活性成分自組裝特性和膜結晶技術，通過構建特殊的膜分離層，實現了黃芩苷在膜表面的有序結晶。具體而言，文章提出了一種誘導黃芩苷（BA）分子自組裝的策略，即在大孔超濾氧化鋁陶瓷（AC）膜表面引入性質可調的碳分離層，此碳層具有雙重關鍵作用，不僅能夠有效阻止BA分子與 AC 膜中的鋁離子發生絡合，還為BA分子的親水性和疏水性末端提供了弱相互作用位點，使得 BA 分子能夠憑借不同的晶體生長優勢進行自組裝。基于此，成功構建出有序的BA結晶層，進而實現了BA的高效回收。

圖1. AC和H-C@AC膜對黃芩苷膜分離過程示意圖

圖2. 黃芩苷污染層的結構優化示意圖

如何克服“trade-off”效應，即在高選擇性下保持高通量，一直是膜技術領域面臨的共性難題。本研究提出的構建多孔有序結晶污染層這一策略，很好地緩解了這一問題。高度石墨化的 H-C@AC 膜表面誘導形成了垂直豎立的BA納米片，形成了疏松多孔的污染層。由于傳質阻力降低，該膜在 130.79 L·m?2 h?1 的高通量下實現了對BA 100% 的截留。此外，H-C@AC 膜對與BA結構相似的燈盞花乙素（又名燈盞乙素或野黃芩苷）也表現出類似的富集能力，但由于分子結構的細微差異，H-C@AC 膜對燈盞花乙素的截留效率略低于BA。同時，對于在溶液環境中自組裝能力較弱的梔子苷，H-C@AC 膜無法對其進行截留，從而實現了BA與梔子苷的有效分離。這項工作從污染層構建的新視角出發，為中藥小分子化合物在高通量條件下的高效富集提供了一種新的設計思路。

圖3. H-C@AC 膜對黃芩苷和梔子苷的膜分離性能（a）和對結構相似的燈盞乙素的膜分離結果(b-d)

博士研究生吳倩蓮為該論文第一作者，青年教師張悅、朱華旭教授為該論文共同通訊作者。南京中醫藥大學為第一通訊單位。該研究獲得國家自然科學基金（ 82274222, 82004072），江蘇省中醫藥領軍人才培養項目（SLJ0304）、南京中醫藥大學中藥一級學科開放項目（ZYXYL2024-013）、江蘇省研究生科研與實踐創新計劃（KYCX_2046）共同資助。

原文鏈接：DOI: 10.1016/j.cej.2025.159988