双梯度过滤膜实现超快速血浆分离：面向即时检测的高纯度血浆获取新策略

　　针对即时检测(POC)中高纯度血浆快速分离的难题，苏州科技大学团队开发了兼具结构梯度与润湿梯度的双梯度血浆分离膜(DG-PSM)。该膜通过抗体诱导红细胞聚集和双梯度协同作用，仅用15秒即可从15μL全血中提取纯度达99.99%的血浆，蛋白回收率高达98.88%，其性能媲美离心法，为资源匮乏地区提供了革命性的血浆分离解决方案。

　　

血液检测是现代医学诊断的基石，而血浆作为生物标志物的"信息宝库"，其分离纯度与速度直接影响检测准确性。传统离心法虽能获得高纯度血浆，但需10分钟处理时间、毫升级血样和专业设备，在偏远地区或急诊场景中捉襟见肘。微流控技术虽能实现微型化，但现有膜分离技术仍面临两难困境：小孔径膜（<2μm）虽能保证纯度却导致分离时间长达5-10分钟，大孔径膜虽提速却易造成红细胞残留或溶血。更棘手的是，长时间分离会导致蛋白质与纤维缠结，降低标志物回收率——这对需要快速获取结果的妊娠检测、传染病筛查等即时检测(POC)应用堪称致命伤。

苏州科技大学的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表的研究中，创新性地提出双梯度血浆分离膜(DG-PSM)解决方案。这种膜巧妙融合结构梯度与润湿梯度：上层抗体处理滤纸（孔径15μm）诱发红细胞聚集成>100μm团块，其疏水性表面与下层亲水性CN-CA膜（5μm）形成润湿梯度；同时双层孔径递减构成结构梯度。双梯度协同作用下，仅15秒即可从15μL全血中提取纯度99.99%的血浆，蛋白回收率高达98.88%，溶血控制媲美离心法。更令人振奋的是，整合微流控纸基分析装置(μPADs)后，血糖检测全程仅需20秒，为资源匮乏地区提供了实验室级检测的便携替代方案。

研究采用三大关键技术：1）抗体介导的红细胞聚集技术（使用抗A/B/D抗体预处理滤纸）；2）双梯度膜制备（滤纸与CN-CA膜复合，通过疏水环限制横向扩散）；3）μPADs集成检测系统（结合比色法实现快速读数）。实验设计包含三个关键环节：首先通过接触角测量证实抗体处理使滤纸疏水性增强（接触角从68°增至105°），其次采用高速显微摄影记录血浆在双梯度膜中的Z向自驱动过程（流速达4.7mm/s），最后通过血红蛋白吸光度和BCA蛋白检测定量评估溶血程度与回收率。

DG-PSM用于微尺度血浆分离
研究发现，传统小孔径膜因高流阻导致分离效率低下。DG-PSM通过抗体诱导红细胞聚集成大团块（直径>100μm），使其可被15μm大孔初步拦截，而结构梯度（15→5μm）实现逐级过滤。润湿梯度产生的定向驱动力使血浆穿透速度提升3倍，较GF膜（Pall公司）缩短时间90%。

血浆分离性能表征
溶血实验显示DG-PSM组吸光度（0.021）与离心组（0.019）无统计学差异，远低于普通滤纸（0.138）。蛋白回收率测试中，DG-PSM对IgG、BSA等蛋白的回收率（98.88%）显著高于Vivid?膜（82.15%），这归因于15秒超快分离避免了纤维吸附。

血糖检测应用验证
集成μPADs后，DG-PSM分离的血浆在20秒内完成葡萄糖氧化酶-过氧化物酶比色反应，检测线性范围1-25mM（R²
=0.997），与商用血糖仪结果高度一致（偏差<4.2%）。

这项研究突破了血浆分离领域"快而不纯，纯而不快"的技术瓶颈。DG-PSM通过仿生设计双梯度结构，将物理过滤（结构梯度）与生化识别（抗体聚集）有机结合，其15秒分离速度刷新了行业纪录，99.99%纯度达到临床离心标准。尤为重要的是，超短处理时间极大降低了蛋白损耗，使微量血样（15μL）检测成为可能。该技术不仅适用于血糖监测，还可拓展至HIV、疟疾等传染病快速诊断。研究团队特别指出，所有材料成本不足1美元，且无需电力支持，这对发展中国家具有重大实践意义。未来通过优化抗体涂层工艺或引入纳米纤维增强结构，有望进一步推动该技术在家庭医疗和战场救护中的应用落地。