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)的细菌被用作标准检查对象。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,有一些微小细菌,如缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),也能够穿透这种过滤层。当挑战密度达到10⁴-10^6个细胞/平方厘米时,这些微小细菌就能通过0.45微米滤膜。这一发现迫使科学家们重新评估和提高过滤技术。
随后,更加致密(0.2或0.22微米)的滤膜被引入市场,用以确保更高程度的清洁。缺陷短波单胞菌(B.diminuta ATCC®19146™)成为了检验除菌级过滤器效能的一种标准试剂。此外,一些新的挑战者如Leptospira licerasiae,也成功地穿越了传统意义上的“除菌”水平——即通过1μm大小以上的孔径。这促使行业进一步探索提高过滤精度的手段,或是在工艺流程中增加额外措施来监控和控制这些极其小型但对健康构成威胁的小型细生体。
那么,为何选择定义为0.22μm?根据以下公式可以计算出实际孔径:d = 毛细管直径 (k * σ) / P + θ,其中 d 是毛细管直径,k 是形状校正因子,σ 是液体表面张力,而 P 和 θ 分别表示克服表面张力的压力及接触角。此定义并非基于物理尺寸,而是功能性的定义。在ASTM F838-15 标准下,只要能够稳定阻挡掉至少1×107cfu/cm²有效面积上缺陷短波单胞虫挑战,从而重复产生无污染液体,我们就认为它具有足够高的地理等级。
利用隔离法净化含有病原体的大量液体,对于维持产品质量至关重要,因为这不仅去除了活性生物,还保持了产品物理、化学及生物学稳定性。从巴斯德时代起,就有记录使用此方法进行净化,但直到二次大战后期,这项技术才得以商业化推广与应用。自那以后,它经历了从瓷质隔离柱到石棉纺织材料夹层,再到今天薄膜隔离技术三个发展阶段,并且不断进步,以适应日益严格要求的情境需求。
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