在20世纪60年代,膜过滤器的出现被认为是液体净化领域的一个重要里程碑。最初,人们普遍认为0.45微米级别的膜为“除菌级”过滤器,因为它能够有效地隔离细菌、酵母和霉菌等生物颗粒。此类薄膜过滤器曾广泛应用于生产各种生物制品和药品,包括疫苗、血液制品和激素等。在这段时间内,粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)被用作标准检验物种来评估这些过滤器的除菌效果。
然而,在上世纪60年代末期,一项研究揭示了一个挑战:即使在0.45微米孔径下,有一种称为缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta)的微小细菌可以穿越这种薄膜。该细菌对当前市场上的许多无菌产品产生了威胁,从而引发了一场关于如何提高过滤效率的科学讨论。随后,这些新的标准要求导致了更高密度(0.2或0.22微米)的滤膜成为行业标准。
最近,一种能穿透0.1微米过滤网的新型细菌——Leptospira licerasiae,被发现存在于某些细胞培养基中。这一发现提醒我们,即便是目前所谓的“最安全”的设备也可能面临新的挑战,这意味着未来可能需要进一步提升过滤技术或采用额外的手段,如巴氏消毒或者紫外线消毒,以确保产品质量。
那么,我们为什么会定义为0.22μm呢?答案在于一系列复杂的物理学原理,它们影响着流体通过毛细管时所需压力的大小。当考虑到表面张力、形状校正因子以及液体与毛细管壁之间接触角时,可以计算出理论孔径。但实际上,“除菌级”并不是指具体尺寸,而是一个功能性定义,它基于ASTM F838-15标准,即使用至少10^7cfu/cm²挑战水平的大量缺陷短波单胞核进行测试。如果经过验证,该设备能够稳定提供无菌输出,那么它就被认定为有效。
利用筛选法去除液体中的生物污染,其最大好处在于不仅能实现无害化,也能保持材料及其化学成分的一致性。在19世纪晚期巴斯德开始尝试这一方法,但直到二次大战后才逐渐商业化。从传统瓷质筛网到石棉纺织布再到现代薄膜技术,每个阶段都代表了人类对于纯净度追求不断进步的一部分。
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