在20世纪60年代,膜过滤技术的兴起使得0.45微米级别的膜被认为是“除菌级”的过滤器。这种薄膜过滤技术曾广泛应用于生物制品和液体药品的生产过程中,以去除细菌、酵母、霉菌以及非生物颗粒物。为了检验过滤效果,一种名为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)的标准菌株被采用。但是在60年代末期,美国FDA Bowman博士发现一种微小细菌,即缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),能够穿透0.45微米的孔径。当该细菌在挑战密度达到10⁴-10^6个细胞/c㎡时,它们能够穿越这些孔径,从而促使使用更致密的滤膜,如0.2或0.22微米。
最近,一种能通过0.1微米过滤器的小型细菌——Leptospira licerasiae,被发现存在于某些细胞培养基中,这一发现预示着可能需要进一步提高除菌过滤器的性能要求,或是在工艺流程中增加额外措施来监测和控制这些微小生物。那么为什么定义为0.22μm呢?根据毛细管直径、形状校正因子、液体表面张力和克服压力的公式,我们可以计算出理论上的标称孔径。不过,实际上,“除菌”是一个功能性定义,而不是一个精确尺寸。在ASTM F838-15标准下,如果一个过滤器能够稳定地通过挑战水平大于等于1×107cfu/cm2有效区域内缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta)的测试,则它就被视为有效。
采用过滤法去除液体中的生物污染物最大的优势在于其同时维护了物理、化学和生物学稳定性。此技术早已有记录可追溯到巴斯德时代,但直到二次世界大战后才开始商业化。这项技术发展主要经历了从瓷质材料到石棉纺织材料,再转向现代薄膜材料三个阶段。