基于双交联聚乙烯亚胺分子印迹膜的血液灌流膜通过频率调谐交流电场高效清除血浆胆红素

本研究创新性地采用同轴静电纺丝技术构建了具有胆红素亲和腔的核壳结构分子印迹膜（PEO/MIP），通过双交联聚乙烯亚胺（bPEI）和频率调谐交流电场（ACEF）的协同作用，实现了胆红素吸附容量从136.99 mg/g提升至208.33 mg/g的突破性进展，为肝衰竭、高胆红素血症等疾病的血液净化提供了可重复使用12次的智能材料解决方案。

　　

Highlight

支化聚乙烯亚胺（bPEI）通过1,4-丁二醇二缩水甘油醚（BD）和四羟甲基氯化磷（TPC）双重交联形成胆红素分子印迹层。采用同轴静电纺丝技术制备的核壳结构膜（PEO/MIP）具有精准的胆红素亲和腔——电场极化（EP）诱导膜内正负电荷分离，显著提升吸附效率。将PEO/MIP置于双层钢网间施加交流电场（ACEF）时，150 kHz/2.5V条件下胆红素最大吸附容量从136.99 mg/g跃升至208.33 mg/g，印迹因子提升25%。动态静电力使材料在150-1200 kHz频率切换下可重复使用12次，而1200 kHz时因能量耗散吸附容量骤降至39.4 mg/g，该特性巧妙实现了吸附-解吸的精准调控。

INTRODUCTION

胆红素作为血液中毒性代谢产物，过量会导致急性肝衰竭、高胆红素血症和黄疸。当前血液净化策略中，血液灌流因其高效性成为体外清除胆红素的金标准，其核心在于膜材料的性能优化。

Materials

实验采用3-乙基-4-甲基-2-吡咯烷酮（C₇H₁₁NO）、聚环氧乙烷（(C₂H₄O)_n MW 20-30k）、支化聚乙烯亚胺（bPEI, MW 10k）等材料，通过BD和TPC构建动态/永久双交联网络。

Optimization of PEO/MIP membrane

bPEI末端酰胺基团作为交联位点，TPC动态交联形成可逆牺牲键耗能抗断裂，BD永久交联提供刚性骨架。这种"刚柔并济"的设计使膜材料兼具结构稳定性和功能可调性。

CONCLUSION

双交联bPEI基PEO/MIP在ACEF下展现出卓越的胆红素吸附性能——电场力加速胆红素定向富集，表面电荷重分布增强静电吸附，频率调控实现了吸附容量与材料再生的智能平衡，为血液净化材料开发提供了新范式。