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”的标准。这种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、霉菌和非生物颗粒物。此前,粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)作为检测过滤器有效性的一种标准,但随后美国FDA Bowman博士发现了一个更小型细菌,即缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),该细菌能够穿透0.45微米的孔径。当挑战密度达到10⁴-10^6个细胞/c㎡时。因此,市场上开始普及使用更为紧密的0.2或0.22微米孔径的滤膜。
近年来,一种能通过0.1微米过滤器的新型细菌——Leptospira licerasiae,被发现存在于某些细胞培养基中,这一现象预示着未来可能会有更多对过滤性能要求提高,以及在工艺流程中加入额外安全措施,如巴氏消毒或紫外线消毒,以确保产品质量。
为什么定义为0.22μm?这一选择基于计算表面张力所需压力的公式,它涉及到毛细管直径、形状校正因子、液体表面张力以及与毛细管壁接触角等多个参数。在实际应用中,不仅要考虑物理特性,还需要满足功能性要求,即能够稳定地产生无菌输出液。这通常通过使用ASTM F838-15标准中的挑战水平大于等于1×107cfu/cm2有效面积上的缺陷短波单胞菌进行测试。
采用过滤法去除液体中的生物污染物具有显著优势,因为它不仅可以实现无害化还能维持产品稳定性。从巴斯德时代早期记录到现在商业化生产和使用,再到薄膜技术的发展,从瓷质滤柱到石棉夹层再至现代薄膜,每一步都反映了工业水处理领域不断进步的一幕。