在20世纪60年代,膜过滤器的出现标志着一个新时代的开始,当时,0.45微米级别的膜被认为是“除菌级”的标准。这些薄膜过滤器广泛应用于生物制品和液体药品中,以去除细菌、酵母、霉菌以及非生物颗粒物。为验证过滤效果,一种名为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)的微生物被用作检验标准。但是,在60年代末期,一项令人震惊的发现揭示了这一现状的局限性:美国FDA的一个研究人员Bowman博士发现,即使孔径达到0.45微米,有一种小型细菌——缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta)也能够穿透这种过滤层。当其挑战密度达到10⁴-10^6个细胞/c㎡时,这些细菌就能成功穿越。
这次突破性的发现迫使科学家们重新评估和提高过滤技术。在此之后,市场上出现了更高效且致密(通常为0.2或0.22微米)的滤膜,以确保有效地阻挡这些小型但具有潜在危险性的微生物。缺陷短波单胞菌(B.diminuta ATCC®19146™)成为了新的标准检验材料,用以评估和确认除菌级别的过滤器性能。
最近的一项研究还揭示了一种可以通过0.1微米筛网的小型细菌——Leptospira licerasiae。这一发现预示着未来可能会对当前定义进行进一步调整,或是在工业生产中采取额外措施,如巴氏消毒或紫外线消毒,以监控并控制这些极小细菌。
那么为什么会将“除虫”定义为0.22μm呢?这是因为我们可以使用下面的公式来计算所谓的“标称孔径”:
d = 毛细管直径
k = 形状校正因子
σ = 润湿状态下的表面张力
P = 克服表面张力的压力
θ = 液体与毛细管壁接触角
因此,“除虫”并不仅仅依赖于实际孔径,而是一个功能性定义,它基于ASTM F838-15标准,即通过挑战水平大于等于1×107cfu/cm²有效面积上的缺陷短波单胞菌来测试和验证一个稳定无害输出流水道。如果经过适当验证,可以重复生成无污染产品,那么这样的筛选器就是合格之列。
采用物理方法去除液体中的病原体最大的好处在于它不仅能够保持环境纯净,还能维持产品本身物理化学结构稳定性。从巴斯德时代起就有记录,但直到二战后才真正商业化生产并广泛应用。此后的发展主要经历了瓷质、石棉纺织材料夹层至今日薄膜技术三个阶段。
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