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技術文章

干貨 | 除菌過濾系統設計要點

更新時間:2025-07-24 瀏覽次數:2971

在生物制藥和無菌藥品生產中,除菌過濾系統的設計直接關系到產品質量與安全性。根據《除菌過濾技術及應用指南》及相關行業實踐,系統設計的核心要求可總結如下:

 

01
除菌過濾系統設計的關鍵要求

 

過濾工藝選擇

  • 孔徑與用途

優先選擇0.22µm(或等效)的除菌級過濾器,0.1µm濾器則用于支原體去除。

  • 冗余過濾

非最終滅菌產品建議采用兩級除菌過濾器串聯(冗余過濾),主過濾器應靠近灌裝點。若主過濾器通過完整性測試,冗余過濾器無需額外測試。

 

系統結構設計

 

  • 避免衛生死角

管路和接口設計需確保無殘留風險。

  • 滅菌兼容性

在線滅菌需控制冷空氣排放,離線滅菌需關注轉移污染風險。

  • 完整性測試便利性

設計需便于滅菌后測試,且下游接觸的液體/氣體必須無菌。

 

工藝參數驗證

 

  • 明確參數

需明確過濾溫度、時間、流速、壓力等參數,并通過細菌截留試驗(如缺陷假單胞菌挑戰)、可提取物/浸出物試驗等驗證工藝可靠性。

材料與兼容性

  • 兼容待過濾介

濾材需與待過濾介質兼容(如耐有機溶劑、pH),嚴禁纖維脫落或含石棉成分。

 

02
濾芯選擇的深度考量

 

在除菌過濾系統設計中,濾芯是核心組件,其選擇直接影響過濾效能、工藝穩定性和合規性,以下為濾芯選擇的關鍵考量因素

 

濾膜材質與工藝適配性

 

  •  親水/疏水性:

親水濾膜(如PES、PVDF)適用于水基溶液(緩沖液、培養基);

疏水濾膜(如PTFE)用于氣體或有機溶劑過濾(如發酵罐通氣、溶劑除菌)。

 

     

過濾膜材質

 

  •  化學兼容性:

1、需耐受料液的pH范圍(如強酸/強堿)、有機溶劑(乙醇、DMSO等)或高溫(如在線滅菌SIP的121℃高溫);

2、禁用材料:避免含石棉、纖維脫落風險材質,防止污染終產品。

     

過濾結構與工藝需求匹配

 

  •  單層 vs 雙層設計:

1、單層濾芯(如0.22 µm)用于低顆粒負載的簡單料液;

2、雙層濾芯(如0.5 µm預過濾+0.22 µm主過濾)可延長壽命,適用于高濁度、易堵塞的料液(如細胞收獲液、含蛋白的緩沖液)。

  •  對稱 vs 不對稱濾膜:

不對稱濾膜(梯度孔徑)可減少深層堵塞,提升載量(如Millipore® Express® SHC系列)。

 

驗證支持與合規性

  • 完整性測試參數

濾芯需提供明確的起泡點(Bubble Point)、擴散流(Diffusion Flow)或水侵入(WIT)測試標準。

  • 可提取物/浸出物(E&L)數據

供應商需提供符合USP、EP標準的E&L報告,尤其是注射劑等高風險產品。

  • 細菌截留驗證

需通過缺陷假單胞菌(Brevundimonas diminuta)挑戰試驗,證明LRV(Log Reduction Value)≥7。

 

工藝經濟性與操作便捷性

 

  •  使用壽命:

高通量設計(如高表面積濾芯)可減少更換頻率,降低生產成本。

  • 預滅菌 vs 用戶滅菌

1、伽馬輻照預滅菌濾芯節省驗證時間,適合小批量生產;

2、高壓滅菌兼容濾芯需耐受多次滅菌循環。

  • 系統適配性

濾殼接口(衛生卡箍、螺紋)需與現有設備匹配,避免泄漏風險。

 

供應商資質與文件支持

  • 合規文件

需提供FDA DMF文件、CE認證、符合GMP/藥典標準的聲明。

  • 技術響應能力

供應商能否提供定制化解決方案(如特殊尺寸、材質)及快速售后支持。

 

03
除菌過濾產品推薦

 

默克作為過濾技術領域的品牌,提供多樣化的解決方案,滿足不同工藝需求:

 

01
Aervent® 0.2 µm疏水濾器

    • 特點:PTFE濾膜+聚丙烯組件,耐受高溫高壓及有機溶劑,適合氣體過濾(如生物反應器通氣、滅菌罐排氣)。

    • 優勢:高通量、無纖維脫落,通過多次滅菌循環驗證。

     

     

    02
    Express® SHR 0.1µm親水濾器

    • 特點:聚醚砜(PES)材質,pH 1-14寬范圍兼容,專為支原體去除設計,適用于細胞培養基等高堵性液體。

    • 優勢:內置預過濾層延長使用壽命,支持伽馬輻照或高壓滅菌。

     

    03
    Express® SHC 雙層PES濾器(0.5+0.2 µm)

    • 特點:雙層預過濾+除菌級濾膜,高載量設計,適用于蛋白質溶液、緩沖液等復雜料液。

    • :簡化驗證需求,降低堵塞風險,提升工藝經濟性。

     

     

    除菌過濾系統設計需兼顧法規合規性、工藝可靠性與經濟性。默克的多樣化產品線為不同場景提供了高效解決方案。科學設計+優質濾器,筑牢無菌生產的防線!

     

    廣州東銳科技有限公司是默克除菌過濾產品華南區授權代理商。如您對相關產品感興趣,歡迎致電交流!

     

     

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