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膜技术前沿｜园区创新中心李卫星团队登上 Journal of Membrane Science！研发精准分离膜，高效区分血红蛋白与肌红蛋白

分类：园区新闻
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发布时间：2026-04-02 10:52
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近日，园区国家高性能膜材料创新中心李卫星团队在国际膜科学领域顶刊《Journal of Membrane Science》发表重要成果：基于TAPP-Fe³⁺配位调控相分离策略，成功制备出可精准筛分血红蛋白（Hb）与肌红蛋白（Mb）的功能化超滤膜，实现高选择性、高通量双蛋白分离，为生物医用分离、临床快速检测、蛋白纯化提供全新技术路线。

血红蛋白（Hb，64.5 kDa）与肌红蛋白（Mb，17.5 kDa）是临床与生物制药领域极具分离价值的目标蛋白，但二者分子结构、表面电荷、疏水性高度相似，且分子量均处于超滤临界区间（10–100 kDa），常规膜材料难以实现高截留Hb、高透Mb的精准筛分，非特异性吸附严重、孔径分布不均是行业共性难题。

针对上述瓶颈，李卫星团队从分子配位‑相转化调控的全新视角出发，构建了一类基于TAPP‑Fe³⁺动态配位的功能化聚醚砜（PES）智能超滤膜，通过原位配位调控相分离动力学，实现膜孔径、孔结构与表面性质的精准协同调控，为相近分子量蛋白的高效、高选择性分离提供了全新解决方案。

配位作用将膜截留分子量（MWCO）从81.25 kDa精准降至48 kDa，恰好落在Hb与Mb分子量之间；TAPP氨基大幅提升膜亲水性，水接触角由84.4°降至 49.4°，显著抑制蛋白吸附；形成规则纳米棒/树枝状孔结构，通量与稳定性同步提升。

实验结果显示：优化膜纯水通量高达1558 L·m⁻²·h⁻¹，为原始膜的2倍；血红蛋白截留率99.4%，肌红蛋白透过率90.4%，实现精准分子筛分；6次循环通量恢复率达96%，pH 3–11范围内浸泡30天性能稳定。

该成果首次实现卟啉–金属配位与相分离动力学的协同调控，突破传统超滤膜在相近分子量蛋白体系中的分离瓶颈，兼具高精度、大通量、长寿命三大优势，可直接服务于临床心肌损伤标志物快速分离、生物制药蛋白纯化、血液净化与替代材料开发、复杂蛋白体系精细分离等。《Journal of Membrane Science》作为膜科学领域国际权威期刊，聚焦膜材料设计、成膜机理、分离应用等原创性研究。此次成果的发表，标志着创新中心在生物精准分离膜领域的基础研究与应用创新能力获得国际同行高度认可。

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