基于MXene纳米复合膜的连续协同双印迹策略实现青蒿素高效识别与分离

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Materials Today Nano 8.2

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  研究人员针对传统分子印迹膜(MIMs)渗透性与选择性负相关的难题,创新性提出协同双印迹策略,通过构建Ag-PDA@MXene@PDA@SiO2 -PVDF双印迹杂化基质膜(APMS-DIMs),利用MXene层间限域通道增强印迹位点构建效率,实现对青蒿素(Ars)的73.15 mg g?1 高吸附容量及4.47/3.93的选择性系数,为抗疟药物纯化提供新思路。

  

疟疾作为威胁全球健康的重大传染病,其特效药青蒿素(Ars)的提纯技术一直备受关注。传统分离膜虽能耗低但缺乏分子特异性识别能力,而分子印迹膜(MIMs)又面临渗透性与选择性此消彼长的"跷跷板效应"。如何突破这一瓶颈?中国研究人员独辟蹊径,将目光投向具有二维层状结构的明星材料MXene。

MXene因其独特的类石墨烯结构和丰富表面基团,成为解决上述矛盾的理想载体。研究团队创新性提出"连续协同双印迹"策略,通过静电纺丝构建SiO2
-PVDF纳米纤维基底,聚多巴胺(PDA)修饰既增强MXene抗氧化性又形成第一层印迹;再通过减压过滤固定MXene,在其层间通道构建第二印迹层,最终制得Ag-PDA@MXene@PDA@SiO2
-PVDF双印迹杂化膜(APMS-DIMs)。这项突破性成果发表于《Materials Today Nano》。

关键技术包括:静电纺丝制备SiO2
-PVDF纳米纤维膜、减压过滤组装MXene层、点击化学法构建双印迹位点。研究团队特别选用青蒿素及其类似物(青蒿琥酯、双氢青蒿素)作为模型分子验证性能。

Synthesis and modification of MXene
通过HF/LiF蚀刻Ti3
AlC2
获得单层MXene纳米片,PDA包覆显著提升其抗氧化性,银离子修饰赋予抗菌性能。

A brief overview of the synthesis strategy for APMS-DIMs
双印迹策略实现"1+1>2"效应:第一层PDA印迹提供初始识别位点,第二层MXene限域通道印迹产生"分子陷阱",使青蒿素经历多次特异性吸附。

Conclusions
APMS-DIMs展现出73.15 mg g?1
的吸附容量,对青蒿琥酯/双氢青蒿素的选择性系数达4.47和3.93。MXene层间通道加速传质,双印迹位点协同作用打破渗透性-选择性平衡限制。

该研究开创性地将二维材料限域效应与分子印迹技术结合,不仅为抗疟药物纯化提供新方案,更为复杂天然产物分离膜设计树立新范式。特别值得注意的是,PDA对MXene的稳定化处理解决了二维材料易氧化难题,银纳米颗粒的引入使膜具备长效抗菌性,这些创新点对推动膜分离技术实际应用具有重要指导价值。

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