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新的挑战。在蛋白质溶液中分离出来的一种微小细菌,即缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),显示出其细胞可以穿透孔径为0.45微米的滤膜。此后,为了确保更高水平的净化,更加致密(0.2或0.22微米)的小孔尺寸滤膜得到了广泛使用。
最近,一种能够穿透0.1微米过滤器的大型细菌——Leptospira licerasiae,在Genentech公司的一个细胞培养基中被发现。这意味着除了提高过滤设备所需达到的精度之外,还可能需要引入额外的手段,如巴氏消毒或紫外线消毒,以监控和控制这些极小细菌。
那么为什么要定义为0.22μm?这一选择并非简单地基于物理尺寸,而是一个功能性定义。根据ASTM F838-15标准,这个阈值代表了能稳定产生无菌输出流出的过滤设备。在挑战测试中,大约10^7cfu/cm²有效面积上的缺陷短波单胞虫对该设备进行挑战,并且经过适当验证后,它们能够重复生产无污染流出物。
利用筛选法去除液体中的细菌最大的优点在于这种方法不仅可以实现除病原体,同时还能保持材料及其化学成分及生物学特性的稳定性。这一技术早已有记录可追溯到巴斯德时代,但直至二次大战后的商业化生产才逐渐普及。从最初使用瓷质模具到石棉纺织层,再发展到现在薄膜筛选技术,这一过程经历了三个主要阶段:Porcelain Filter Cartridge, Asbestos -Cellulose Layers 和 Membrane Filters(Levy, 2001)。
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