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26
2026
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08
AFM: 溶菌酶“驯服”界面聚合，均一纳米孔聚酰胺膜实现药物分子的筛分
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背景
活性药物成分（APIs）的分离纯化是制药过程中的关键环节，同时也是水和有机溶剂消耗的重要来源。纳滤（NF）和有机溶剂纳滤（OSN）能够在较低能耗下实现200–1000 Da分子尺度的分离，因此被认为是药物纯化、浓缩及溶剂回收的重要技术。然而，主流聚酰胺薄膜复合膜通常通过快速界面聚合形成选择层，胺单体的扩散与聚合反应难以*控制，容易产生厚度和孔径不均一的聚酰胺网络，使膜难以同时获得高渗透性和*分子筛分能力。另一方面，具有优异耐有机溶剂性能的PVDF虽然适合作为OSN膜基底，但其表面高度疏水，不利于胺单体的储存和均匀分布，进一步增加了聚酰胺层产生缺陷的风险。因此，如何在耐溶剂基底上同时调控单体储存、扩散和界面聚合过程，构筑超薄且孔径高度均一的选择层，是面向制药分离应用亟待解决的问题。
创新
近日，山东大学王志宁教授团队引入两亲性生物材料溶菌酶，提出了一种溶菌酶调控界面聚合策略。溶菌酶可通过疏水相互作用在PVDF表面形成亲水蛋白纳米层，不仅改善疏水基底与水相单体之间的界面相容性，还能够促进胺单体在界面的富集和均匀扩散，从而重新调控后续界面聚合过程。通过控制溶菌酶沉积时间和溶液pH，研究人员进一步调节反应界面及胺单体含量，并结合实验表征与分子动力学模拟揭示膜结构与分离性能之间的关系。最终形成的超薄聚酰胺选择层具有更加均一的孔径分布，在保持快速溶剂传输的同时实现*分子筛分：膜的Na₂SO₄/NaCl和抗生素/NaCl选择系数分别达到约176和98，纯水渗透率达到17.2 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹；在有机体系中，甲醇渗透率达到20.0 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹，连续运行12 h可实现活性药物成分5.8倍浓缩。同时，高交联聚酰胺网络赋予膜在水和有机溶剂环境下良好的结构稳定性，实现了水相纳滤与有机溶剂纳滤性能的兼顾。
意义
这项工作的价值在于，它没有单纯通过进一步收紧聚酰胺网络来提高截留率，而是从界面聚合过程本身入手提高孔结构的均一性，从而为缓解传统纳滤膜的渗透性–选择性权衡提供了新的调控路径。更重要的是，溶菌酶在这一体系中不仅承担表面亲水改性的作用，还充当界面聚合的“调节器”，将两亲性生物材料的界面组装能力转化为对单体富集、扩散和聚合过程的调控，为生物材料辅助构筑高精度分离膜提供了新的设计思路。在实际制造方面，该方法已实现1.0 m × 0.3 m大面积膜制备，显示出进一步规模化生产的潜力。对于大量使用水和有机溶剂的制药工业而言，这种兼具高通量、*药物/盐分离、耐有机溶剂和可放大制造特征的膜材料，有望将API纯化与浓缩、脱盐以及溶剂回收整合到更加节能的膜过程中，也为精细化工等领域的高附加值分子分离提供了新的技术路径。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/bQuktb_NZ6axCh-zeXKX6A
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