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。当这种细菌在滤膜上的挑战密度达到10⁴-10^6个细胞/c㎡时,其挑战性的表现尤为明显。这一发现迫使人们将过滤技术要求提升至更高水平,使用更加致密的滤膜,如0.2或0.22微米。
自此之后,缺陷短波单胞菌(B.diminuta ATCC®19146™)成为检验除菌级过滤器性能的一个重要标准。此外,一些研究表明,即便是如此小到能穿透0.1微米过滤器的小型细菌如Leptospira licerasiae也可能存在,这促使科学家们考虑进一步提高过滷设备中的排放阈值或者引入额外的手段来监控和控制这些潜在威胁。
为什么会将定义设定为0.22μm?这个问题与计算所涉及到的物理学因素有关:毛细管直径、形状校正因子、润湿状态下的表面张力以及克服表面张力的压力等。如果我们以功能性定义来看待这一问题,那么不再关注具体数值,而是关注该技术能够稳定地产生无菌产品流动,从而确保了产品质量。而根据ASTM F838-15标准,如果一个由缺陷短波单胞虫构成的大规模挑战能够成功通过并没有导致污染,那么这个设备就被认定为有效。
利用物理法则去除液体中的生物体最大的好处在于它既能消灭有害物质,又不会破坏产品本身的地理化学结构或生物学特性。从巴斯德时代起,就有人尝试通过沉淀法进行清洁,但直到二次世界大战后,由于需要大量无需煮沸处理即可实现净化的大量水源,这种方法才得到了商业化应用。在过去,我们曾经使用瓷质筛网,然后石棉纺织材料,再发展到今天先进且精准的薄膜技术,每一步都代表了对清洁过程理解深化和实践能力提升。
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