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)的细菌作为标准菌株而被采用。但就在60年代末期,一项令人震惊的发现提出了对这项技术挑战性质的问题。在蛋白质溶液中分离出的微小细菌——缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),竟然能够穿透那些以往认为足够紧密的0.45微米孔径滤膜。当其细胞密度达到10⁴-10^6个细胞每平方厘米时,它们可以通过这些滤网。
随后,这些细小但顽强的小生命者被命名为缺陷短波单胞菌,并且迅速成为检验除菌级过滤器有效性的标准。今天,我们知道了更高程度上的净化需求,从而推动了使用更加致密的材料,如0.2或0.22微米等,来构建我们的过滤系统。尽管如此,即便如此精确的地面仍无法完全阻挡某些极其坚韧的小型细菌,如最近在Genentech生物科技公司的一次实验中发现的一种Leptospira licerasiae。这意味着我们可能需要进一步提升过滤水平,或是在生产过程中加入额外措施,如巴氏消毒或紫外线消毒,以确保产品质量。
那么为什么定义它为0.22μm呢?实际上,这是一个功能性定义,而不是单纯基于物理尺寸。一方面,由于表面张力和接触角等因素,我们可以通过公式计算出理论孔径;另一方面,该标准还包括了一系列测试,其中挑战水平必须大于1×107cfu/cm²有效面积内的缺陷短波单胞虫。如果所有这些条件都能满足,那么我们就可以说该设备具有稳定地产生无菌流出的能力。
利用物理方法进行清洁最大的好处在于它既能去除病原体,也能保持产品稳定不变。而这一技术已经有了悠久历史,可追溯到巴斯德时代,但直到二战后才真正商业化并普及起来。从最初的手工瓷质筛子,再到石棉纺织层,再到现在高度发达的地理薄膜技术,每一代都带来了新的进步和创新。(Levy, 2001)
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