在20世纪60年代,膜过滤技术首次问世,当时的科学家们将0.45微米级别的膜定义为“除菌级”过滤器。这些薄膜过滤器被广泛用于生物制品和液体药品中,以移除细菌、酵母、霉菌和非生物颗粒物。然而,随着时间的推移,一些微小细菌开始挑战这些传统的滤膜。当这种情况发生时,粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)被用作标准菌株来检查和确认过滤器的除菌效果。但是,在1960年代末期,美国FDA的一位研究人员发现了一种从蛋白质溶液中分离出来的小型细菌,这些细菌能够穿透具有0.45微米孔径的薄膜。这类似于缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),它最初被命名为“微小短波单胞杆”,后来则更常见地称为缺陷短波单胞杆。
自那以后,更密集的地面(如0.2或0.22微米)的过滤材料被应用于除虫工作。在这个过程中,缺陷短波单胞杆成为检验除虫级别过滤器的一个标准试验品。此外,一些研究还表明,即使存在高效率的地面,如0.1微米,也有可能存在可以通过它们的小型细核,如Leptospira licerasiae。
因此,对于为什么需要定义一个新的水平——例如0.22μm,我们必须考虑到除了地面的物理特性之外,还有一系列其他因素影响了这项技术。根据公式,我们可以计算出任何给定材料的地面直径k = 形状校正因子 * σ = 表面张力 / P * θ,其中σ代表润湿状态下介质与其周围环境之间表面的张力,而P代表克服这一张力的所需压力,以及θ是介质与材料之间接触角。
为了确定是否有效进行除虫处理,我们通常使用挑战水平大于等于10^7cfu/cm²有效面积的大量缺陷单细胞生物作为测试对象。如果该设备能够稳定重现无害性的结果,那么我们就认为它是一种可靠且有效的人工系统。在过去,从巴斯德时代起,就有人尝试使用筛网去净化水源,并最终商业化生产并广泛应用这种方法。经过数十年的发展,现在我们的工具已经从早期的手动筛网演变成现代自动化设备,可以同时实现物理、化学以及生物学上的净化效果。
尽管如此,由于上述所有问题,我仍然感到对未来的需求提出了疑问:我们是否真的需要提高当前标准?或者,我们应该探索更多不同的解决方案以应对未来可能出现的问题?
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