在20世纪60年代,膜过滤器的出现标志着一个全新的时代,当时人们普遍认为0.45微米的膜就是“除菌级”的标准。这些薄膜过滤器被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。但是,这个定义很快就被挑战,因为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)证明了它能够穿透0.45微米的孔径。当美国FDA Bowman博士发现一种小型细菌,即缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),能够在更高密度下穿过同样的孔径时,人们意识到需要更严格的标准。因此,从此以后,滤网变得更加紧密,达到0.2或0.22微米。
最近,一种名为Leptospira licerasiae的小型细菌甚至能够穿透0.1微米的过滤器,这表明我们可能需要对除菌过滤器要求进一步提高,或是在工艺中引入附加措施,如巴氏消毒或紫外线消毒,以确保无害性。
那么为什么要定义为0.22μm呢?这可以通过一个简单公式来计算:d = 毛细管直径 + k * σ / P + θ,其中d代表毛细管直径,k是形状校正因子,σ是液体表面张力,P是克服表面张力的压力,而θ是液体与毛细管壁接触角。这意味着除了实际孔径之外,还有许多其他因素会影响过滤效果。因此,我们不仅关注理论上的孔径大小,更重要的是该设备能否稳定地产生无菌产品。
采用过滤法去除液体中的生物污染物最大的优势在于它既能有效地减少生物污染,又能保持产品物理、化学和生物学稳定性。此技术从巴斯德时代就开始发展,但直至二战后才得以商业化使用。今天,我们已经拥有三代不同类型的防护措施:瓷质滤柱、石棉-纤维夹层和薄膜过滤,每一代都代表了技术进步的一个阶段。