基于Noria的高性能有机溶剂纳滤膜制备及其在低极性天然产物分离中的应用研究

为解决传统天然产物分离过程中有机溶剂用量大、色素干扰严重等问题，研究人员通过界面聚合法开发了基于多孔有机笼Noria的OSN膜（OSN-10）。该膜在甲醇（29.28 L m?2h?1bar?1）和乙醇（16.98 L m?2h?1bar?1）中表现出高渗透性，对木豆叶提取物中的低极性活性成分CSA实现高效富集，同时保持90%以上的叶绿素截留率，为绿色分离技术提供了新方案。

　　

在天然药物开发领域，低极性活性成分如木豆芪酸（CSA）的分离一直面临两大难题：一是传统柱色谱等方法需消耗大量有毒有机溶剂，二是植物色素（如叶绿素）的干扰显著降低分离效率。以木豆叶为例，其富含的CSA虽具有抗炎、抗骨质疏松等潜力，但现有提取工艺成本高且污染环境。更棘手的是，叶绿素等色素与目标成分极性相近，常规方法难以选择性去除。

针对这一痛点，深圳某研究团队创新性地将目光投向有机溶剂纳滤（OSN）技术——一种能实现分子级别筛分的绿色分离手段。然而，现有OSN膜普遍存在溶胀效应和“选择性-渗透性”权衡问题。受多孔有机笼化合物独特结构的启发，团队选择具有0.5 nm内腔孔径的Noria（一种水轮状多孔有机笼）作为关键材料，通过与环己烷-1,3,5-三羰基氯（HTC）界面聚合，在聚砜（PSF）超滤基底上构建新型分离膜。

关键技术方法
研究通过界面聚合法制备了Noria-HTC复合膜（OSN-10），系统测试了甲醇/乙醇渗透性和染料截留率；采用分子对接技术解析Noria与酚类物质的相互作用机制；以木豆叶75%乙醇提取物为对象，评估膜对CSA富集效率和叶绿素截留率；通过Zeta电位、接触角等表征膜表面性质。

研究结果

1. 膜性能优化：OSN-10膜展现出显著优于Noria-TPC（OSN-1）和Noria-TMC（OSN-2）膜的溶剂渗透性，甲醇通量达29.28 L m^?2h^?1bar^?1，且对刚果红（MW 697 Da）截留率>95%，分子量截留值（MWCO）约500 Da。
2. 表面特性：负电性表面（Zeta电位-32.4 mV）和适中亲水性（接触角68.5°）赋予膜抗污染能力和选择性传输优势。
3. 实际分离效果：处理木豆叶提取物时，CSA回收率达82.3%，同时叶绿素截留率>90%，显著优于传统溶剂萃取法。分子对接揭示Noria的酚羟基与CSA形成氢键，增强选择性。

结论与意义
该研究成功开发出兼具高渗透性和精确选择性的Noria基OSN膜，首次实现低极性天然产物的高效绿色分离。相较于传统方法，膜工艺减少有机溶剂用量70%以上，且无需复杂纯化步骤。其创新性体现在：①利用Noria刚性空腔结构克服聚合物膜溶胀问题；②通过HTC非平面分子调控膜孔径分布；③负电表面协同尺寸筛分效应实现色素/活性成分精准分离。这项发表于《Journal of Cleaner Production》的成果，不仅为天然药物绿色制造提供关键技术，也为多孔有机笼材料在膜科学中的应用开辟新路径。