除菌过滤器孔径称为0.22um是真的测量过吗?

春水初生,春林初盛,春风十里,不如你。

——冯唐《春》

冬天似乎还未过去，春的脚步已悄悄来临。转眼之间，新的一年又来了。

借用当代诗人冯唐的诗句，为大家送去春天的问候！

祝您新的一年工作顺利，家庭安康。

万物复苏，春暖花开。

今天我们来聊一聊

除菌过滤器孔径称为0.22um是真的测量过吗?

早在20世纪60年代，膜过滤器就出现在市场上。当时含有0.45微米孔径的膜过滤器被认为是“除菌级”的液体过滤器，并被成功应用于注射剂的除菌过滤。

这些过滤器采用黏质沙雷菌(Serratia marcescens) 进行挑战来确认其截留性能。

但是，美国FDA的Frances Bowman博士观察到，某种微生物在10^4 ~10^6CFU/cm^2的挑战水平时，可以穿透0.45微米的过滤器，造成“除菌”过滤后的培养基的污染。

于是，制药行业就迫切需要一种膜可以完全截留住这种细菌。

上个世纪七十年代末，八十年代初各滤膜生产商各显神通，也发展了各自的方法来进行膜的表征。但是，Millipore(现统称为默克)的Tim Leahy博士发展的方法在1983年被ASTM（美国材料与试验协会）采用。因此，现在全球广泛采用的ASTM F838标准是基于Millipore(现统称为默克)科学家的贡献。

基于ASTM F838细菌截留标准方法，Millipore(现统称为默克)率先在80年代初推出了第一款真正意义上的除菌级过滤器。它基于聚偏二氟乙烯(PVDF)材料，具有一定孔结构，孔径分布的膜。

那么如何定义这种膜的孔径呢？ 由于这种膜的泡点值是传统0.45微米“除菌级”膜的大约两倍。Millipore(现统称为默克)就用0.45除以2，命名为0.22微米膜。这样的命名是基于人们的通常理解：泡点值与滤膜孔径成反比。

今天，行业内的普遍共识是：将可以通过ASTM F838测试的滤膜孔径标称为0.22um或0.2um。

因此孔径的标称对预测微生物截留和比较不同生产商生产的过滤器产品没有实际的意义，而需要用微生物截留能力来定义除菌级过滤器。

通常，除菌级液体过滤器指在工艺条件下每平方厘米有效过滤面积可以截留10^7CFU的缺陷假单胞菌(Brevundimonas diminuta, ATCC 19146 )的过滤器。

大家可以看一下，这是聚偏二氟乙烯膜的电镜图。

通过电镜图可以看到，滤膜是有一定厚度的，一般在100微米 – 130微米之间。绝大部分细菌会被截留在滤膜表面，也有细菌有可能会被截留在滤膜里面。

需要特别注意，由于产品性质（例如组分浓度，渗透压，离子强度，表面张力等）和工艺条件（例如温度，时间，压力和流速等）有可能会影响细菌的大小和滤器的截留性能。

所以需要针对实际产品，结合特定的工艺在最差条件“worst-case”下对除菌过滤工艺进行验证。这一点，在各国GMP法规中都有明确要求。

本文作者：

Senior Research Scientist，Analytical Technologies Group，Merck  肖跃武

Provantage® Lab，Merck   盛萍

小贴士

如果您对除菌过滤验证有任何疑问或需求，请联系默克Provantage® 上海验证实验室。Provantage®验证实验室的项目协调员会协助您全面评估可提取物和浸出物的安全性。

邮箱：Accesschina@merckgroup.com

电话：021-38529107

作者：默克验证实验室   盛萍   

关于默克工艺解决方案

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