在20世紀(jì)60年代膜過濾器進(jìn)入市場,當(dāng)時認(rèn)為0.45μm級別的膜為“除菌級”過濾器且成功應(yīng)用于注射劑的除菌過濾。而作為過濾膜除菌能力測試的標(biāo)準(zhǔn)菌為粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratia marcescens)。
粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratia marcescens)又稱靈桿菌,一種產(chǎn)生鮮紅色素的細(xì)菌,存在于空氣和水中,可生長在動、植物性食品中。近球形短桿菌,但形態(tài)多樣,約0.5×(0.5~1.0)微米。
注:粘質(zhì)沙雷菌最早是在19世紀(jì)初由一名意大利藥劑師Bartolomeo Bizio描述并命名的。當(dāng)時的意大利流行一種用玉米面制作的食物波倫塔(polenta),Bizio發(fā)現(xiàn)在意大利溫暖又潮濕的夏天,polenta很容易變色成紅色,于是他使用新鮮的polenta培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)了一種新的微生物,就是現(xiàn)在的粘質(zhì)沙雷氏菌。
然而在一篇1960年發(fā)表的論文中,美國FDA的Frances Bowman博士發(fā)現(xiàn)經(jīng)過0.45μm“除菌過濾的”培養(yǎng)基可受到一種微生物的污染,在每平方厘米104-106以上的挑戰(zhàn)水平下少量的這種生物可反復(fù)穿透0.45μm級別的過濾膜。經(jīng)過隨后行業(yè)多年的努力,新的除菌過濾器膜應(yīng)運而生,就是我們現(xiàn)在依然廣泛使用的標(biāo)稱孔徑為0.22μm的除菌過濾膜。
那為什么會定義為0.22μm呢?
根據(jù)下面公式可以計算得到濾膜的標(biāo)稱孔徑:
d = 毛細(xì)管直徑(孔徑)
k = 形狀校正因子,修正通過膜孔和直接通過毛細(xì)管的偏差
σ = 潤濕過濾器液體的表面張力
P = 克服表面張力作用,取代膜孔中的水所需的壓力
θ = 液體與毛細(xì)管壁(濾膜)的接觸角
所以除菌濾膜孔徑是多少并不重要,它是一個功能性定義,根據(jù)ASTM F838-15,用挑戰(zhàn)水平大于等于1×107cfu/cm2有效過濾面積的缺陷短波單胞菌(Brevundimonas diminuta)對過濾器進(jìn)行挑戰(zhàn),經(jīng)過適當(dāng)驗證,可以穩(wěn)定重現(xiàn)產(chǎn)生無菌濾出液的過濾器。