2024年12月09日

乡村净水大哥除菌过滤器的英雄故事

在20世纪60年代,膜过滤器悄然进入市场,被广泛认为0.45μm级别的膜为“除菌级”过滤器。这些薄膜过滤器曾是生物制品和液体药品中细菌、酵母、霉菌和非生物颗粒物的铁杆对手。但就在上世纪60年代后期,一位名叫Bowman博士的美国FDA员工发现了一个小小的问题。当时,他挑战了一种微小细菌,即粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens),并惊奇地发现,当该细菌达到10⁴-10^6个细胞/c㎡时,它们竟然可以穿透0.45微米的滤膜。这一发现让科学界意识到,之前认为能够完全隔绝所有微生物的大型0.45μm孔径实际上并不足以阻挡所有潜在的微生物污染源。

为了应对这一挑战,科学家们开始寻找更为坚固、更能有效防止细菌穿越的一种材料。最终,他们发明出了具有更高致密性(0.2或0.22微米)的滤膜,这些新的材料不仅能够有效地阻挡那些之前被视作“安全”的微生物,还能抵御一些新出现的小型病原体。

然而,就在人们以为已经掌握了完美解决方案的时候,一种名为Leptospira licerasiae的小型细菌又悄然出现在Genentech公司的一个细胞培养基中。这次事件再次提醒我们,在追求完美净化之路上,我们可能还需要进一步努力,或许通过加强附加消毒措施来确保产品质量。

那么,为何会定义为0.22μm呢?这其实是一个功能性的定义,而不是简单的一个物理尺寸。在ASTM F838-15标准中,用挑战水平大于等于1×107cfu/cm2有效过滤面积的缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta)作为标准测试对象,以此来验证和确认过滤效果。如果一个过滤设备能够稳定地将这些极其坚韧的小单胞机外孢子排斥出去,那么它就被视作拥有“除虫”功能,不管它实际上的孔径大小如何。

采用过滤法去除液体中的细菌最大的好处在于,它不仅能实现除虫,而且还能保持整个系统内物质与环境之间相互作用的一致性。而且,这项技术早已有着悠久而丰富的人类历史,可以追溯到巴斯德时代,但直到二次世界大战后才逐渐成为现代工业生产不可或缺的一部分。从最初使用瓷质和石棉夹层进行分离,再到如今使用薄膜技术,无论是在哪里,无论是在哪个角落,都有着一群默默无闻却又勇敢无畏的人们,用他们的手艺和智慧守护着我们的健康与安全。