Why is the pore size of sterilizing filters set as 0.22 μm?
随着生物制药工艺的不断发展，除菌级过滤器已成为生产过程中不可或缺的一环，而滤膜的孔径大小成为除菌过滤效果的重要决定因素。那么，除菌过滤器的0.22μm孔径是怎么来的？艾里奥斯推出《“芯”中有数》系列知识课堂，深度解析除菌过滤的奥秘，让除菌过滤知识尽在您的掌握之中！
除菌过滤器的0.22μm是怎么来的？
原来不是量出来的。
在20世纪60年代膜过滤器进入市场，当时认为0.45μm级别的膜为“除菌级”过滤器且成功应用于注射剂的除菌过滤。而作为过滤膜除菌能力测试的标准菌为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。
粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)又称灵杆菌，一种产生鲜红色素的细菌，存在于空气和水中，可生长在动、植物性食品中。近球形短杆菌，但形态多样，约0.5×(0.5～1.0)微米。
粘质沙雷菌最早是在19世纪初由一名意大利药剂师Bartolomeo Bizio描述并命名的。当时的意大利流行一种用玉米面制作的食物波伦塔（polenta），Bizio发现在意大利温暖又潮湿的夏天，polenta很容易变色成红色，于是他使用新鲜的polenta培养发现了一种新的微生物，就是现在的粘质沙雷氏菌。
然而在一篇1960年发表的论文中，美国FDA的Frances Bowman博士发现经过0.45μm“除菌过滤的”培养基可受到一种微生物的污染，在每平方厘米104-106以上的挑战水平下少量的这种生物可反复穿透0.45μm级别的过滤膜。
经过随后行业多年的努力，新的除菌过滤器膜应运而生，就是我们现在依然广泛使用的标称孔径为0.22μm的除菌过滤膜。
那为什么会定义为0.22μm呢？
根据下面公式可以计算得到滤膜的标称孔径：
d = 毛细管直径（孔径）
k = 形状校正因子，修正通过膜孔和直接通过毛细管的偏差
σ = 润湿过滤器液体的表面张力
P = 克服表面张力作用，取代膜孔中的水所需的压力
θ = 液体与毛细管壁（滤膜）的接触角
新滤膜的泡点值约为0.45μm滤膜泡点的两倍，因此孔径约为0.45μm的一半。
为什么不是0.225μm?
实际上小数点后第二位已经没有意义了，之后的电镜观察实际平均孔径并非0.22或0.2um。
所以除菌滤膜孔径是多少并不重要，它是一个功能性定义，根据ASTM F838-15，用挑战水平大于等于1×107 cfu/cm2有效过滤面积的缺陷短波单胞菌（Brevundimonas diminuta）对过滤器进行挑战，经过适当验证，可以稳定重现产生无菌滤出液的过滤器。
