完整性测试2

四、优缺点对比
1.起泡点 优点： 起泡点方法原理简单，易操作，膜面积较小时较为精确。 缺点： 只反映膜孔径，不反映膜厚度，而膜厚度与膜截留性能密切相关。另外，其 测定结果和出口管直径、升压速率有很大关系，数据不易重现。特别是对于 较大膜面积不易确定起泡点。 2.扩散流 优点： 起泡点方法原理简单，易操作，膜面积较大时比起泡点更精确，能够反映膜 的截留性能。
产品残留在使用后的膜孔中
较高的测试温度 滤器的垫圈发生破损 低/高起泡点 极低起泡点 滤器的材质发生变化 润湿不完全，可能部分膜面 没有润湿。
用解除吸附液取代所指定的测 试液冲洗
降低测试温度
更换垫圈
核对不同材质的完整性测试技 术指标 ① 再润湿 ② 用较高压力再润湿 ③ 较长时间再润湿 ④ 加热再润湿（冷却后测定） ⑤ 用醇类/水混合物再润湿 ⑥ 较长时间静止浸泡 ⑦ 用冲洗取代静止浸泡 重新安装
4 是不是所有亲水滤芯都能用起泡点测试，为什么？
完整性测试的目的是什么？
完整性测试的目的是什么？
滤芯制造商
认证 生产质量控制
滤芯用户
确认滤芯级别 确认滤芯正确安装
确认滤芯未受损坏
确认滤芯符合制造规格 确认此滤芯和那些经制造商认证的滤芯一样 工艺认证文件 批次记录文件
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
退出和关闭设备 连续点击图标 直到出现登出窗口为止。点击“是”登出。登陆窗口
此时会出现。
要关闭设备，点击登陆窗口上的“电源”图标
。在关闭确认提示中
选择“是”。
七、生产中的注意事项
完整性测试仪 完整性测试仪关机时，点击登录窗口上的电源图标 行关机将有可能丢失重要数据，甚至设备系统崩溃。 ， 在关闭确认中
diminuta）进行挑战时下游滤出液无菌的
过滤器."
一、起泡点试验
1． 试验原理 起泡点试验是最古老的试验方法，它是颇尔博士于1956 年发明的，其原理是基于毛细管（孔）模型，
完全润湿的膜由于表面张力和毛细管压力的作用，使孔径内充满湿润液，当气体的压力达到一定程
度时，液体则被压出膜孔外，然后气体也通过膜孔产生连续气泡。起泡点压力是从完全润湿的膜中 第一个孔径压出液体时的压力。
完整性测试有哪些方法？
破坏性
非破坏性
颗粒挑战
细菌挑战
泡点
扩散流 压力保持 水浸入
细菌截留试验对除菌能力是最灵敏的完整性检测试验。非破 坏性的完整性试验是和细菌挑战试验关联的替代性试验。
FDA关于除菌级过滤器的指南
"一个除菌级过滤器必须是当以 >107cfu/cm2假单胞菌（Brevundimonas
二、扩散流试验
3.计算公式： N = K″×（p1－p2）AP/L 式是N——气体流量； K″——气体在液体中的扩散及溶解因子； p1——上游气体压力； p2——下游气体压力； A——过滤器的表面积；
P——膜的开孔率（70%左右）；
L——气体流过膜孔的长度。
二、扩散流试验
改变测试气体也会改变扩散流量 在276kPa 氮气的压力下，用注射用水完全浸润孔径0.22μ m滤芯，有 8ml/min 的扩散流量，如果用空气取代则可得到10 ml/min 的扩散量。 改变润湿液也会改变扩散流量。
选择“是”。如果通过拔电源线的方式关机或通过电脑右下角的电源按键强
完整性测试运行前确认电源与UPS连接，防止突然断电给设备带来损害。
当压缩空气进口管路的干燥过滤器硅胶颜色由蓝色变为红色时，及时更换
干燥过滤器或将其再生，以保证通过完整性测试仪的空气的干燥度。
七、生产中的注意事项
完整性测试仪 进行完整性测试时将外置阀门组件EVA安装在滤器的最高点，以防止液体 倒流回机器。尤其在进行HydroCorr测试时，需要在EVA和滤器间增加一个 缓冲管路，以防止倒吸。 完整性测试完毕后，应立即打印测试结果，并签名存档，若打印纸不够，请 及时更换，避免特殊情况导致数据丢失。
润湿不完全，可能部分膜面没有润湿。 重新润湿
三、压力保持/压力衰减试验
1． 测试原理 压力保持/压力衰减试验原理与气体扩散试验原理相同，只是测量的参数不同。 扩散流方法是检测在一定压力下（低于泡点压力）气体从上游扩散至下游的 流量，而压力保持/压力衰减是检测在一定时间内扩散流引起的上游压力的衰 减。扩散流与上游体积无关，而压力保持/压力衰减试验必须考虑上游体积。
泡点压力
滤材
一、起泡点试验
2．测试方法 检测起泡点压力有两种方法：
a.在下游（滤器出口管）充满液体，缓慢加压后，下游管子流出的液量突然增加时，此时的压力即
为起泡点压力； b.在下游管子没有液体，缓慢加压后，至有连续不断的气泡流出，此时的压力即为起泡点压力。
一、起泡点试验
一、起泡点试验
3． 起泡点压力计算公式 p=4×K×r×cosθ /d 式中 p——起泡点压力； K——膜孔校正系数； r——表面张力； θ ——固-液接触角； d——膜孔直径。 由公式可见起泡点压力与膜孔径大小成反比。
起泡点压力还取决于①膜的种类（聚合物的类型，膜结构，孔径大小）；
②润湿液性质（表面张力，温度）。
一、起泡点试验
液体名称 纯化产品 生理盐水 注射wk.baidu.com水 缓冲盐水 硫柳汞溶液 1 mol/L 氢氧化钠 矾溶液 Triton 缓冲液 高渗缓冲液 最低起泡点/kPa 200 262 276 269 289 303 276 135 276 液体名称 200 mmol/L PMSF 6 mol/L KSC 硼酸缓冲液 亮氨酸缺陷培养 基 FeCl 3 溶液 ZnSO 4 溶液 27 mol/L 磷酸液 3 mol/L KSCN 1:40 福尔马林 最低起泡点/kPa 110 282 276 282 282 282 276 282 206
五、常用的除菌滤芯的材质
醋酸纤维素（CA）：液体过滤滤芯使用，蛋白吸附最低，pH4-8，广泛使 用在生物制药行业。 聚醚砜（PES）：液体过滤滤芯使用，流速最快，使用最广扩散流法，广泛 使用在生物制药行业。 （PVDF）：（半亲水/半疏水）液体和气体过滤滤芯使用，经过化学改变性 蛋白吸附和流速都为一般，广泛使用在电子行业。
四、水浸入试验
四、水浸入试验
四、水浸入试验
3． 水浸入压力计算公式 式中 p——水浸入压力； K——膜孔校正系数； r——表面张力； θ ——固-液接触角； d——膜孔直径。 p=4×K×r×cosθ /d
4.问题：疏水滤芯或滤膜除了水浸入试验还可如何测试？
使用有机溶剂润湿，然后再测起泡点或扩散流。 （注意：此处的起泡点或扩散流的临界值为该有机溶剂的标准）
七、生产中的注意事项
过滤后测试的时间 过滤后完整性测试应该尽快完成。 § 或者把过滤器贮存在避免细菌生产的条件下，如冷藏 § 如果把过滤器冷藏了，在进行完整性测试前要使其与周围温度达到一致。 避免使过滤器上的产品残留干燥 § 不要让膜干掉 § 尽可能在存贮前去除产品 § 使用一种适当的溶剂冲洗使用后过滤器
Thanks!
珍爱生命 关注生存 创造生活 Cherish life Care for life Create life
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过滤器完整性测试
尚永强 沈阳三生制药
表面张力：
分子间存在引力，液体内部的每一个分子都会受到周围分子的引力而处 于平衡状态；但边界处的分子只受到内部分子的引力，呈现一种收缩趋 势。而在表面形成的这种力就叫表面张力。
疏水材质
亲水材质
问题
1 完整性测试的目的是什么？
2 完整性测试有哪些方法？ 3 各测试方法的原理是什么？
压力
气体分子
滤材
一、起泡点试验
1． 试验原理 起泡点试验是最古老的试验方法，它是颇尔博士于1956 年发明的，其原理是基于毛细管（孔）模型，
完全润湿的膜由于表面张力和毛细管压力的作用，使孔径内充满湿润液，当气体的压力达到一定程
度时，液体则被压出膜孔外，然后气体也通过膜孔产生连续气泡。起泡点压力是从完全润湿的膜中 第一个孔径压出液体时的压力。
四、水浸入试验
1． 测试原理 水侵入法又称为“挤水法”，该测试方法是基于水在疏水性滤膜表面存在表 面张力和毛细管现象发展出来的。把水压进最大的膜孔所需要的最小压力称 为水侵入压力。进行水侵入测试时的压力要低于水侵入压力，而对于一个完 整的过滤器，将不会有水真正通过过滤膜进入下游。水侵入测试过程当中测 定的是上游液体被挤压进模孔而产生的液面下降，形成的“表观”水流量。
P1V1=P2V2
三、压力保持/压力衰减试验
2． 检测方法 当测试气体的压力升高到给定数值时（一般为测扩散流时的压力），关闭气 源，气体通过膜孔里的水扩散出去，导致上游压力的损失。通过检测在一定 时间内上游压力损失的情况判断滤器的完整性。
三、压力保持/压力衰减试验
1． 计算公式 气体在滤膜上游，通过膜而在下游扩散出来的流量可根据下述公式计算： N = V a (p 1 －p 2 ) ÷ t×p n N——扩散流量值； V a ——上游套筒体积； p 1 ——上游气体压力； p 2 ——下游气体压力（一般为常压 p a )； t——测试时间； p n ——大气压力，但需注意 p 1 是一直变化逐渐变小的数据。对同一种滤器， 其最大允许压力衰减值 Δ p max 与最大扩散流 N max 的关系为： Δ p max = p 1 {1-exp[-N ma x ·t p 1 /( p n V a )]} 为了在测试中获得较高的精确率，测试前必须检查压力表及测试时间。
测试系统组装出现泄漏
二、扩散流试验
1.试验原理： 当滤膜被液体润湿后，上液通入压缩空气或氮气；当膜两侧存在压力差时， 气体分子溶解至液体中并在膜的另一侧扩散出来。该扩散气体的流量即为扩 散流。
扩散测试是在比起泡点压力小的压力下进行的，故液体仍会保存在膜孔中。
二、扩散流试验
2.测试方法： 当用仪器来测扩散流时，需要补充气体的流量以保持上游压力不变(低于泡点 压力)，来测得从上游扩散至下游的流量。
尼龙/尼龙66（Nylon）:液体过滤滤芯使用，化学吸附较高，广泛使用在石
化行业。 聚偏四氟乙烯（PTFE）：气体过滤滤芯使用，广泛使用在各个行业的气体 过滤中。
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
六、设备操作
四、优缺点对比
3.压力保持/压力衰减 缺点： 需要测量上游体积，计算时需要根据压力衰减换算体积变化从而得知扩散流 量，上游压力实时变化需要利用积分计算，计算复杂。
4.水浸入试验
优点：测试灵敏，简单；可在灭菌后检测完整性。 由于滤膜未被润湿，完整性测试后可马上投入生产，无需干燥。
FDA指南：
“泡点、扩散流、压力衰减试验室允许的完整性试验”，水浸入试验 -“...将 滤芯性能和完整性试验相关联 ” 。
二、扩散流试验
问题症状 问题原因 解决方法 按照指定的温度测试
充分冲洗避免堵塞，必要时 采用清洗液清洗。 确定厂家规定正确的润湿液 冲净清洗液 确定润湿液产品合格 充分润湿 按照指定的温度测试
低扩散流速 较低测试温度
膜在 堵塞后被测试
高扩散流速 用错润湿液 残留清洗液 润湿液不洁 润湿不够完全 测试温度过高
使用 0.22μm 孔径 PVDF 材质滤芯后的起泡点数据
一、起泡点试验
起泡点压力计算公式 p=4×K×r×cosθ /d
问题：请问第一个孔径有什么特点？
答：膜中孔径最大。 p=ρ gh
一、起泡点试验
问题症状 低起泡点 问题原因 解决方法 不同于说明书的润湿液或气 确定润湿液产品或指定的气源， 源 使用厂家指定的测试液 不洁净的润湿液
如上述条件不变，用异丙醇润湿，其最大扩散流量为130 ml/min、20℃;用
丙酮润湿则340 ml/min、20℃。
二、扩散流试验
测试压力会影响扩散流量
膜孔的长度会影响扩散流量。 其他条件不变模孔长度越长（或膜厚度越大）扩散流越小；反之，扩散流越 大。 通过扩散流公式，可以评估滤膜或滤芯的厚度。