2023年11月13日，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所楊美華團隊在Chemical Engineering Journal《化學(xué)工程雜志》在線發(fā)表了題為“Recyclable and selective PVDF-based molecularly imprinted membrane combining mussel-inspired biomimetic strategy for dimethomorph elimination”（結(jié)合貽貝仿生策略的PVDF基分子印跡膜用于殺菌劑烯酰嗎啉的去除研究）的論文。
農(nóng)藥殘留問題是食品和中醫(yī)藥安全領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)之一，其與人類健康密切相關(guān)；農(nóng)藥殘留可能導(dǎo)致急性中毒反應(yīng)、慢性健康問題、特定群體的健康影響、致癌風(fēng)險增加以及微量殘留物長期積累等多種健康問題。
烯酰嗎啉（Dimethomorph，DMM）是一種廣譜高效的殺菌劑，被廣泛用于防治作物的晚疫病和霜霉病。近年來越來越多的研究致力于開發(fā)更好的食品和環(huán)境中農(nóng)藥的去除技術(shù)，包括物理吸附法、生物法、電化學(xué)法、高級氧化技術(shù)和膜技術(shù)等。在這些去除技術(shù)中，一方面需要保證操作簡便、經(jīng)濟可行，另外也要避免二次污染的引入等問題。
當(dāng)前膜技術(shù)具有操作簡單、無二次污染、能效高等優(yōu)點，但受限于分子水平上缺乏功能化和可調(diào)性。而分子印跡技術(shù)能夠通過非共價或共價鍵合力生成與目標(biāo)分子精確互補的人工結(jié)合位點來實現(xiàn)精確的分子識別，被認為是最有前途的選擇性分離技術(shù)之一。因此，這項研究最初結(jié)合通用的貽貝仿生策略在PVDF基膜表面構(gòu)建了次級修飾平臺，隨后結(jié)合分子印跡技術(shù)在膜表面引入特異性吸附位點，構(gòu)建了在水體系中能夠靶向去除農(nóng)藥分子烯酰嗎啉的分子印跡膜（dMIM膜）。通過熱力學(xué)和動力學(xué)吸附測試、微觀形貌觀察、表面粗糙度分析和化學(xué)結(jié)構(gòu)表征等手段，對dMIM膜的制備過程進行了考察研究，并利用L929細胞模型對所制備膜材料的生物安全性進行了評價，結(jié)果表明該膜具有特異性、可重復(fù)利用性和生物安全性等優(yōu)點。最后將dMIM膜應(yīng)用于環(huán)境自來水和三七水提液基質(zhì)，實現(xiàn)了烯酰嗎啉的高效去除，同時評估了所制備膜材料的應(yīng)用對三七有效成分的影響，脫除前后指紋圖譜分析結(jié)果表明，其相似度均在0.95以上。本研究所制備膜材料在可以作為一種有效的農(nóng)藥殘留去除方法，為中藥及大健康產(chǎn)品的質(zhì)量控制和安全保障提供了重要的技術(shù)手段。
圖1：基于分子印跡技術(shù)的dMIM膜的制備過程和實際應(yīng)用
該研究工作得到國家自然科學(xué)基金委（82173971）、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康創(chuàng)新工程項目（2021-I2M-1-071， 2021-I2M-1-031）和北京市自然科學(xué)基金（7222287）等項目的資助。藥植所駱驕陽副研究員和楊美華研究員為論文共同通訊作者，王云云博士為論文的第一作者。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147322.
