自然界中的除菌过滤器揭秘反冲洗过滤器的结构图

在60年代初期，膜过滤器进入了市场，当时人们认为0.45微米的膜就是“除菌级”过滤器。这种薄膜过滤器最初被广泛应用于生物制品和药品液体中的细菌、酵母、霉菌和非生物颗粒物的去除。为了检验这些过滤器的除菌效果，通常会使用粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）。然而，在60年代末期，美国FDA的一个研究人员发现，即使是通过0.45微米孔径较小的阀门，也有可能有一些微小细菌穿透到另一侧。这导致了对更高质量标准的追求，从而引入了更加密集（0.2或0.22微米）的滤膜。

随着时间的推移，一种名为缺陷短波单胞菌（Brevundimonas diminuta）的细菌被确定作为检验除菌级别过滤器标准。最近，一种能够穿透0.1微米筛网的小型细核状螺旋体（Leptospira licerasiae）在一个细胞培养基中被发现，这意味着可能需要进一步提高除菌筛网的要求，或是在生产过程中添加额外措施来监控和控制这些微小细核。

那么为什么将其定义为0.22μm呢？这是因为可以根据以下公式计算出毛细管直径：

d = 毛细管直径 (孔径) + k * σ / P * θ

其中k是形状校正因子，以修正通过毛細管直接通过而不是通过孔洞所带来的偏差；σ是润湿过濾液体表面的张力；P是克服表面张力的压力以取代水填充毛細管中的水；θ是液体与毛細管壁之间接触角。

因此，对于功能性来说，不同尺寸并不重要，而是一个定义，它基于ASTM F838-15标准，对挑战水平大于等于10^7cfu/cm²有效面积上的缺陷短波单胞虫进行挑战，并且经过适当验证，可以稳定地产生无菌排出的过滤设备。

采用分离法去除液体中的细核最大的好处在于它不仅能保持物理、化学和生物学稳定性，而且还能同时维持产品纯净度。在巴斯德时代就开始尝试使用此技术，但直到二次世界大战后才开始商业化生产。此后，除了从最初瓷质滤柱发展到石棉纺织层，再到现在薄膜分离，我们经历了三阶段发展历史。