无菌过滤和完整性测试

Wetting: wetting angle < 90 °
soap-bubble or floating drop of water

由于表面张力的作用，在没有外力的 作用下，液体将以球体的形态存在。 Non wetting: wetting angle > 90 °
气泡点测试原理
表面张力是液体表面的物理现象，它是液体分子间相互作用使表面面积 趋于最小化的结果。
完整性测试
• 将微生物挑战试验的结果与完整性测试相对应
– 证实除菌过滤器对微生物的截留能力 – 提供制造商和用户一个非破坏性的方法来取代破坏性的微生物挑战测试
亲水性滤芯材料 (CA, PESU, PA)
疏水性滤芯材料 (PTFE)
• 气泡点法
• 扩散流法 • 压降法
• 乙醇/水 扩散流法
• 水侵入法 (WIT) 水流量测试
以前: IPA-Test 由于疏水性的多孔滤膜不能被水相溶液润湿，必须使用乙醇或 乙醇/水的混合溶液来润湿滤膜： e.g. 标准润湿剂 60/40-mixture isopropylalcohol/water
疏水性空气滤芯的完整性测试方 法 IPA-test的缺点:
1. 过滤时疏水性是空气滤芯的特点但在测试时却 需要将滤芯亲水化 2. 通常滤芯必须从过滤滤壳中取出并在另一个独立的滤壳中测试，同时 要求设备的防爆性能。
气泡点测试原理
气泡点如 CA, 0,2 µm, 3,5 bar
产生连续气泡
气泡点测试原理
2 cos
r
p BP =

r
.
K

pBP: : : r: K:
Bubble Point Pressure Surface Tension Wetting Angle Radius of the capillary Correction Factor resulting from the Pore Structure
GMP对完整性测试的规定（英国） Guide to Good Pharmaceutical Manufacturing Practice (Orange Guide, U.K., 1983,)
Page 62, 9.82 :
"The integrity of the filter assembly should be checked by an appropriate method, such as bubble-point pressure test or foreward-flow pressure test immediately before and after use. Abnormal filtration flow-rates should be noted and investigated. Results of these filter-integrity checks should be recorded in the batch record."
无菌过滤和完整性测试
• 对完整性测试的相关规定 • 完整性测试
– 微生物挑战试验
– 气泡点测试 – 扩散流测试
– 水侵入法测试 (WIT)
美国药典对完整性测试的规定 United States Pharmacopoeia XXIII (Jan.1995) USP
Page 1979:
"A membrane filter assembly should be tested for initial integrity prior to use, provided that such a test does not impair the validity of the system, and should be tested after the filtration process is completed to demonstrate that the filter assembly maintained its integrity throughout the entire filtration procedure. Typical use tests are the bubble point test, the diffusive airflow test, the pressure hold test, and the forward flow test. These tests should be correlated with microorganism retention."
ASTM对完整性测试的规定
ASTM F 838-83, 1993 (American Society for Testing and Materials) Standard Test Method for Determining Bacterial Retention of Membrane Filters utilized for Liquid Filtration similar to HIMA document but more detailed information on culture preparation test procedure Presentation and results
3.标准湿润液体:
for hydrophilic filter materials: DI-Water of 20 ° C for hydrophobic filter materials: 60/40 Isopropanol/Water
气泡点测试原理
压缩空气
压缩空气
润湿的滤膜
空气优先穿透最大的孔
GMP对完整性测试的规定（澳大利亚） Australian Code of Good Manufacturing Practice for Therapeutic Goods (1990)
Page 65,1617::
"Before and after each use of a filtration system (including gas filtration) an appropriate check of system integrity should be made. After use, the system should be re-examined for incorrect assembly."
气泡点测试原理 小结
气泡点是将润湿液体压出微孔滤膜上最大孔时对应的压力. 气泡点与下列因素相关: 润湿液体,膜材质,孔径,温度 最小泡点值与微生物挑战测试的结果是对应的, e.g.3,2 bar for Sartobran-P, 0,2 µm (CA).
检测最大的孔
适于从针头式滤器到单根滤芯的过滤系统
气泡点测试原理
完全润湿的膜
气泡点测试原理
膜孔累似毛细管.
气泡点测试原理
毛细管现象
wetting Capillary ascension
non wetting Capillary depression
毛细管现象是液体在细小管路，狭缝或小孔的行为，是由液体的表面张力引起的。
气泡点测试原理

Ideal hydrophilic surface: wetting angle = 0°
d
扩散流测试小结
扩散流是压缩空气每分钟通过膜孔液体的分子流，它由以下 因素决定：
液体-气体体系，压差，液体和气体的接触面积和滤膜的厚度
扩散流测试
扩散流测试与微生物挑战结果相对应： e.g.max. 15 ml/min at 2,5 bar for Sartobran-P, 10", 0,2 µm (CA).
Surface
Liquid
气泡点测试原理
表面张力的影响因素 1.表面张力是液体的特性参数,随温度的升高而降低.同时,如果液体被污染或添加 表面活性剂都将对表面张力的大小产生影响. 2. 常见液体的表面张力值: Surface Tension at 20 ° C against Air: Mercury: 0,475 N/m Water: 0,072 N/m Ethanol: 0,022 N/m Acetic Acid: 0,027 N/m
适于囊式和标准滤芯测试
扩散流测试
使用手动方法进行测试需要在下游端连接管路而影响无菌度,因此我们 不推荐手动方法。
自动的完整性测试仪在过滤系统的上游进行测试，因此避免 了手动方法的可能带来下游污染的缺点
SartocheckБайду номын сангаас3
Sartocheck Junior BP plus
疏水性空气滤芯的完整性测试方法
"Generally, a filter is considered to be a sterilizing filter when, after being challenged with 1.0 x 107 challenge organisms per square centimeter of effective filter area (EFA), the resulting filtrate is sterile. This is sufficient to challenge any oversized pores in the filter because preferential flow would be through oversized pores. ... Pseudomonas diminuta" (Brevundimonas diminuta) "(American Type Culture Collection (ATTC) 19146 is commonly used. ... "
亨利定律 Law: 气体在液体中的溶解度与压力成正比
扩散流测试原理
N t
N/t D L p F d : : : : : :
=
D · L · p · F
d
Molar flow of gas per time (mol/s) Diffusion coefficient (Liquid-Gas-System) Solubility coefficient (Liquid-Gas-System) Differential pressure applied Contact area between liquid and gas Thickness of liquid film (of the filter)
气泡点测试原理
Is this now a "continuous chain of bubbles" ?
使用手动方法进行气泡点测试时,会因操作者 的不同判断产生主观误差
气泡点测试原理
使用手动方法进行测试需要在下游端连接管路而影响无菌度,因此我们 不推荐手动方法。
自动的完整性测试仪在过滤系统的上游进行测试，因此避免 了手动方法的可能带来下游污染的缺点
疏水性空气滤芯的完整性测试方法 IPA-test的缺点:
3. IPA-Test 只能在灭菌前进行 4. IPA作为气体污染物必须被彻底去除
5. 无法检测滤芯的疏水性 6. 无法检测滤芯安装的正确性
HIMA对完整性测试的规定 Health Industry Manufacturers Association Washington, D.C. (April 1982) HIMA Document No. 3, Vol. 4 Bakterien-Belastungs-Test Bacteria Challenge Test
Sartocheck 3
Sartocheck Junior BP plus
扩散流测试原理
压缩空气: 测试压力: 2,5 bar for Sartobran-P Capsule, CA, 0,2 µm
最大允许扩散流 for 0,2 m2 : 5ml/min
扩散流测试原 理
Atmospheric pressure: bad solubility of air: degasing Test pressure e.g. 2,5 bar: good solubility of compressurized air in the wetting medium.