除菌過濾器是用于去除液體或氣體中微生物的關(guān)鍵設(shè)備!
小楊 / 2025-06-25 09:12:57
百歐博偉生物:除菌過濾器是用于去除液體或氣體中微生物(主要是細菌)的關(guān)鍵設(shè)備,廣泛應用于制藥、生物技術(shù)、食品飲料、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域。其核心在于通過物理截留的方式達到無菌要求。以下是常見分類及特點:
一、按過濾介質(zhì)/結(jié)構(gòu)分類(最核心的分類)
1、深層過濾器
材質(zhì): 通常由纖維或燒結(jié)材料構(gòu)成,形成深層、不規(guī)則、曲折的孔道。
過濾機制: 主要依靠吸附和機械截留(篩分、慣性撞擊、攔截、擴散)。顆粒被捕獲在整個濾床深度內(nèi)。
特點:
高污物容納能力: 能截留大量顆粒,不易快速堵塞,壽命相對較長,適合作為預過濾器。
孔徑分布較寬: 標稱孔徑代表其截留特定大小顆粒的能力,但實際孔徑有一定分布范圍。通常不能保證絕對除菌。
吸附性強: 可能吸附溶液中的某些成分(如蛋白質(zhì)、添加劑)。
一般不可進行完整性測試。
典型應用: 澄清過濾、預過濾、保護下游的終端除菌過濾器。
2、膜式過濾器 (絕對過濾器)
材質(zhì): 由高分子聚合物制成的微孔薄膜。結(jié)構(gòu)相對均一。
過濾機制: 主要依靠表面篩分(機械截留)。顆粒被截留在膜表面或近表面。
特點:
精確的孔徑控制: 孔徑分布非常窄,標稱孔徑代表其能截留的最小顆粒尺寸。0.22μm (或更小如0.1μm) 是公認的除菌級孔徑。
高通量: 單位面積流速較高(相較于深層濾芯)。
低吸附性: 許多膜材質(zhì)經(jīng)過改性處理,吸附性較低(尤其PES, PVDF),適合過濾敏感溶液。
可進行完整性測試: 這是除菌級過濾器的必備要求,通過非破壞性測試(如起泡點測試、擴散流測試、壓力保持測試)在過濾前后驗證濾膜的完整性和孔徑有效性。
低溶出物: 高品質(zhì)的除菌級濾膜經(jīng)過嚴格清洗和驗證,溶出物極低,符合藥典要求。
污物容納能力較低: 主要截留在表面,易被大顆粒堵塞,通常需要上游預過濾保護。
典型應用: 終端除菌過濾(液體產(chǎn)品、緩沖液、培養(yǎng)基、氣體)、無菌灌裝用氣體過濾、關(guān)鍵工藝用氣(如發(fā)酵罐進氣)。
二、按孔徑等級分類(針對膜式過濾器)
1、0.22μm (或 0.2μm) 過濾器:
特點: 行業(yè)標準的除菌級孔徑。能有效截留細菌和絕大多數(shù)微生物。是液體終端除菌最常用的孔徑。
2、0.1μm 過濾器:
特點: 提供更高水平的保障。能截留更小的細菌、部分病毒、支原體、以及可能存在的細菌L型(無細胞壁)。常用于高風險產(chǎn)品、易生長微小菌的產(chǎn)品、或需要去除支原體/病毒的場合(常需結(jié)合其他方法)。氣體除菌通常也要求0.1μm或更高效。
3、其他孔徑 (如0.45μm, 1.0μm):
特點: 通常不作為除菌級過濾器使用。 0.45μm常用于澄清過濾或預過濾(去除較大顆粒、酵母、霉菌),1.0μm及以上主要用于粗過濾。
三、按過濾對象分類
1、液體除菌過濾器:
特點: 材質(zhì)需與液體兼容(化學兼容性、低吸附性、低溶出物),結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化液體流動和通量。必須能進行完整性測試。常見材質(zhì)有PES, PVDF, Nylon, MCE, PTFE(疏水/經(jīng)親水化處理)。
2、氣體除菌過濾器:
特點: 要求疏水性(防止被冷凝水堵塞)、高流速、低壓降。必須能進行完整性測試(氣體擴散流測試更常用)。常用材質(zhì)有疏水性PTFE、疏水性聚丙烯PP、疏水性PVDF??讖酵ǔ?.1μm或0.22μm(需驗證對氣體微生物的有效性)。
四、按外殼形式分類
1、濾芯/囊式過濾器:
特點: 濾膜封裝在塑料或不銹鋼外殼內(nèi),形成標準尺寸(如10英寸、20英寸、30英寸)的濾芯或一次性使用的濾囊??纱?lián)多個濾芯增大過濾面積。需裝入專用不銹鋼濾殼中使用。適用于大體積、連續(xù)或批次過濾。
2、一次性過濾器 (如針頭式濾器、碟式濾器):
特點: 將濾膜預裝在塑料外殼中,集成進/出液接口,即開即用,無需額外濾殼。過濾后整體丟棄。操作簡便,避免交叉污染和清洗驗證,廣泛應用于實驗室小體積樣品過濾(如無菌檢測樣品制備、細胞培養(yǎng)液添加)、小批量生產(chǎn)或關(guān)鍵取樣點。
除菌過濾器的關(guān)鍵特點和選擇考慮因素總結(jié)
除菌保證: 核心要求,依賴于精確的孔徑(0.22μm或0.1μm膜)和可驗證的完整性。
完整性測試能力: 除菌級過濾器的必備特性,確保安裝正確、無破損、孔徑有效。
化學兼容性: 過濾器材質(zhì)必須耐受待過濾液體的化學性質(zhì)(pH、溶劑、溫度),不產(chǎn)生溶出物或吸附產(chǎn)品成分。
通量: 單位時間單位面積通過的液體體積,影響過濾效率和時間。
污物容納能力: 過濾器在堵塞前能處理的顆??偭浚绊懯褂脡勖透鼡Q頻率(深層濾芯高,膜式濾芯低)。
吸附性: 對產(chǎn)品中活性成分的吸附應盡可能低(尤其對蛋白、疫苗等敏感物質(zhì))。
溶出物: 過濾器材質(zhì)在生產(chǎn)和使用過程中可能釋放到濾液中的物質(zhì),需符合法規(guī)要求,尤其對注射劑等高要求產(chǎn)品。
熱原/內(nèi)毒素: 除菌級過濾器本身不應是熱原/內(nèi)毒素的來源,且應能有效截留微生物產(chǎn)生的熱原(但主要依賴工藝控制)。
滅菌方式: 過濾器需能耐受所選滅菌方式,且滅菌后性能不變。
潤濕性: 液體過濾需親水性膜,氣體過濾需疏水性膜。
法規(guī)符合性: 符合GMP、藥典等相關(guān)要求,提供完整的驗證文件(DQ/IQ/OQ/PQ)。
選擇除菌過濾器時,必須根據(jù)具體的應用(液體/氣體、產(chǎn)品特性、體積、工藝要求、法規(guī)要求)綜合考慮以上因素,并進行必要的驗證。通常采用深層過濾器(預過濾)+ 膜式除菌過濾器(終端過濾)的組合方式以獲得最佳效果和經(jīng)濟性。
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