在20世纪60年代,膜过滤技术问世,当时0.45微米的膜被认为是“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的生产中,以去除细菌、酵母、霉菌和非生物颗粒物。但就在这一时期,美国FDA的一位科学家发现,即使是在孔径为0.45微米的滤膜上,也有微小细菌能够穿透,如缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta)。随后,为了提高过滤效果,更加致密(0.2或0.22微米)的滤膜被普遍采用。至今,这种类型的滤膜仍然作为工业标准,被用来确保产品无菌。
最近,一种能通过0.1微米过滤器的新型细菌(Leptospira licerasiae)在细胞培养基中被发现。这可能意味着未来除菌过滤器将面临更高要求,或需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,以监控并控制这类微小病原体。
那么为什么定义为0.22μm?根据毛细管直径公式,我们可以计算出实际孔径,但实际上,“除菌级”并不仅仅取决于孔径,而是基于ASTM F838-15标准,它使用挑战水平大于等于1×10^7cfu/cm2有效面积的缺陷短波单胞菌对过滤设备进行挑战。如果经过验证,可以稳定产生无菌液体,那么该设备就满足“除菌级”的定义。
利用分离法去除液体中的病原体最大的好处在于这种方法不仅可以保持物理、化学和生物学稳定性,还能够保证产品质量。从巴斯德时代开始,就有人尝试通过分离法去除病原体,但直到二次世界大战后,这项技术才得到商业化开发和广泛应用。自那以后,该技术经历了从瓷质棕榈叶到石棉纺织品再到现代薄膜材料三个主要发展阶段,每个阶段都带来了新的可能性和改进。