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0.45微米孔径的滤膜,这一现象让人意识到必须采取更严格的手段来确保产品无害性。
随后,市场上普遍使用了更加致密的滤膜(如0.2或0.22微米),以防止此类细菌渗透。缺陷短波单胞菌不仅成为检验除菌级过滤器性能标准,也在文献中得到了详尽记录。而最近,一种能够通过0.1微米过滤网的小型细核螺旋体病原体(Leptospira licerasiae)在某个生物科技公司的细胞培养基中被发现,这进一步强调了对产品净化要求可能会有所提升,或许需要引入额外措施,如巴氏消毒或者紫外线消毒,以监控并控制这些极其小型但潜力巨大的微生物。
为什么定义为0.22μm?这是因为对于一种给定的材料,其实际孔径大小受多种因素影响,如毛细管直径、形状校正因子、表面张力及压力等。如果我们利用表面的张力公式计算,可以看出除了实际孔径之外,还有一系列物理化学参数共同作用。这意味着从理论上讲,只要满足特定的条件,即便是较大尺寸的物质也能通过较小尺寸孔口。这就解释了为什么不能单纯依赖于物理尺寸,而必须进行功能性测试来确定一个特定材料是否具备有效除菌能力。
根据ASTM F838-15标准,如果一个设备能够稳定地在高挑战水平下阻挡至少10^7cfu/cm²(千万个形成单位每平方厘米)的大量缺陷短波单胞acteria,那么它就可被视作具有有效除污功能。此外,由于过滤技术不仅能去除生理活性物质,还能保护产品免受物理化学变化,从而维持其稳定性,这使得它成为了工业生产中的重要工具。早已有人尝试利用这种方法保持洁净,如巴斯德,他将该技术用于清洁食品处理过程;然而,它直至二战前才得到商业化应用,并经历了从瓷质滤柱到石棉纺织层再到现代薄膜筛选这一漫长发展历程。