除菌滤器完整性简介

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3021-07-27   环球过滤分离技术网  nanopuretech6


FDA对于除菌级过滤器的定义为：“一个除菌级过滤器必须是当以>107cfu/cm2假单胞菌(Brevundimonas diminuta) 进行挑战时下游滤出液无菌的过滤器。” FDA对滤器的孔径大小没有要求，只要达到"下游滤出液无菌"即可，通常采用的为0.2um级的膜。

除菌滤器使用时必需进行完整性测试，以确保滤器自身的完整性、滤器正确安装及过滤系统达到验证性能。FDA技术报告26版指出“现行的GMP要求过滤器及过滤系统在使用前及使用后均需要进行完整性测试"。FDA对无菌过滤工艺的指南“正常情况下，滤器应在过滤前，即组装好后，且灭菌后进行完整性测试。更重要的是，在过滤后对滤器进行完整性测试，从而查看滤器是否泄漏和膜已破损。”
除菌滤器使用前完整性测试可在灭菌前测试，但FDA更推荐灭菌后测试。

完整性测试类型：

除菌滤器完整性测试类型分为破坏性测试（细胞挑战测试，或微生物测试）和非破坏性测试。

破坏性测试一般是由供应商完成的，其目的是确定该滤器是除菌级滤器，测试方法即为FDA对除菌级过滤器的定义。而用户一般只需要进行非破坏性测试即可，此外供应商也需进行非破坏性测试。

完整性测试方案分为：离线手动检测、离线自动检测、在线手动检测和在线自动检测。与自动检测相比，手动检测的灵敏度低、重复性差且下游污染风险大，而且完整性测试仪的普及，手动检测正在被淘汰。选择离线还是在线检测，区别在于滤器转移及与设备连接过程中的污染和损坏风险。笔者认为如果将这两个风险点控制住（管路的无菌焊接或无菌对接），相比在线检测，离线检测更为简便实用。

非破坏性测试包括泡点、扩散流和水侵入，泡点和扩散流适用于亲水滤芯的完整性测试，疏水滤芯一般采用水侵入方法测试。虽然泡点及扩散流也可用于疏水滤芯的测试，但由于测试过程中会引入有机溶剂而很少采用。



完整性测试原理：

采用泡点或前进流对亲水滤器测试时，有个前提条件--滤器的完全润湿。滤器完整性测试是否通过一方面就在于滤器的润湿程度，笔者曾深受其苦，滤器完整性测试前进行润湿原原因在于其原理。

完整性测试的原理基于毛细管模型，滤膜被完全浸湿后，液体在表面张力的作用下保留于滤膜内部，若想将液体挤出则需要施加一个气体压力。克服表面张力将膜孔内液体完全挤出时所需的最小压力，即为泡点压力。滤器孔径越小，所需泡点压力越大。



泡点模型

泡点测试适用于膜面积小的滤器，对于膜面积较大的滤器，由于其较大的扩散流会影响的泡点压力的判断，推荐采用前进流方法测试。滤器完全浸湿后，通入低于泡点压力的气体，压力作用下气体在液膜中会通过"扩散"透过液膜，即可在下游检测到一个气体流量。无论是泡点还是扩散流测试，其测定参数及判断标准一般都由供应商提供。




扩散流



压力衰减测试（压力保持测试）向滤器通入一定压力的气体，且在检测过程中隔离上游检测腔体体积，通过测量单位时间内压力衰减值，反映通过滤器的全部前进流量（扩散流、开放孔穿透流量）。与前进流测试结果流量值相比，压力衰减的测试结果压力值不直观，因此膜面积较大滤器常采用前进流进行测试，而压力衰减法往往用于反应器等容器的气密性检测。



以上为亲水滤器的完整性检测，对疏水性滤器（空气滤器）推荐采用水浸入法。与泡点相反，水浸入法测定的是将水挤入疏水膜孔的最小压力，原理类似。

参考来源：

1. 《除菌过滤器完整性检测及风险评估》
2.《FDA对无菌过滤的认证要求》

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