Sterilfiltration
Eine physikalische Sterilisation Verfahren Die Sterilfiltration entfernt Mikroorganismen aus Flüssigkeiten und Gasen, indem diese durch einen Filter mit einer Porengröße geleitet werden, die klein genug ist, um die Mikroben zurückzuhalten. Eine gängige Porengröße für die Sterilfiltration beträgt 0,22 Mikrometer (µm), wodurch die meisten Bakterien effektiv entfernt werden. Dieses Verfahren tötet die Mikroorganismen nicht ab, sondern trennt sie physikalisch, wodurch es sich ideal für hitzeempfindliche Lösungen eignet.
Sterilfiltration ist ein einzigartiges Sterilisationsverfahren, da sie Mikroorganismen nicht inaktiviert oder abtötet, sondern sie physikalisch aus einer Flüssigkeit oder einem Gas entfernt. Das Verfahren basiert auf einem Membranfilter, einer dünnen Schicht aus semipermeablem Material mit einer spezifischen Porengrößenverteilung. Für die Sterilisation wird typischerweise ein Filter mit einer nominellen Porengröße von 0,22 Mikrometern (µm) oder kleiner verwendet. Diese Größe wird anhand der Abmessungen der kleinsten bekannten freilebenden Bakterien, wie z. B. Brevundimonas diminuta, gewählt, die häufig als Testorganismus zur Validierung von Sterilfiltern eingesetzt wird. Wird die Flüssigkeit durch Überdruck oder Vakuum durch den Filter gepresst, lassen die Poren die Flüssigkeitsmoleküle passieren, sind aber klein genug, um Bakterien und andere Mikroorganismen auf der Filteroberfläche zurückzuhalten. Der primäre Rückhaltemechanismus ist der Größenausschluss, aber auch andere Effekte wie elektrostatische Anziehung und die Nutzung gewundener Strömungswege können zur Rückhaltung beitragen. Dieses Verfahren ist unerlässlich für Lösungen mit hitzeempfindlichen Komponenten wie Proteinen, Enzymen, Impfstoffen und bestimmten Antibiotika, die durch hitzebasierte Verfahren wie Autoklavieren denaturiert oder zerstört würden. Es gilt als zerstörungsfreies Sterilisationsverfahren. Allerdings hat es auch Einschränkungen. Es kann nicht alle Viren entfernen, da viele kleiner als 0,22 µm sind, und auch gelöste Endotoxine oder Pyrogene werden nicht entfernt. Der Prozess muss zudem unter aseptischen Bedingungen durchgeführt werden, um eine erneute Kontamination der filtrierten Flüssigkeit nach dem Filter zu verhindern.
The history of filtration for microbial removal dates back to the late 19th century. In 1884, Charles Chamberland, an associate of Louis Pasteur, developed the Chamberland filter made of unglazed porcelain. This device was instrumental in early virology; it was used by Dmitri Ivanovsky in 1892 and Martinus Beijerinck in 1898 to demonstrate that the agent causing tobacco mosaic disease was smaller than any known bacterium, as it could pass through the filter. They called this new class of infectious agent a ‘filterable virus.’ These early filters were effective but slow and brittle. The technology evolved significantly throughout the 20th century with the development of modern membrane filters made from materials like cellulose esters, nylon, and polysulfone. These new materials allowed for the creation of filters with highly controlled pore sizes, greater durability, and higher flow rates, making sterile filtration a reliable and scalable process for the pharmaceutical, biotechnology, and food and beverage industries.
UNESCO Nomenclature: 2401
- Mikrobiologie
Typ
Physikalischer Prozess
Verwendung
Weitverbreitete Verwendung
Vorläufer
- Louis Pasteurs Arbeit über Gärung und Keimtheorie
- Fortschritte in der Porzellan- und Materialwissenschaft
- die Notwendigkeit, Bakterien und Viren aus Flüssigkeiten zu isolieren
Anwendungen
- Sterilisation hitzeempfindlicher Arzneimittel wie Impfstoffe und Proteinlösungen
- Reinigung von Wasser in Laboren und der Produktion
- Luftfilterung in Reinräumen und biologischen Sicherheitswerkbänken (HEPA-Filter)
- Klärung und Sterilisation von Getränken wie Bier und Wein
Potenzielle Innovationsideen
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Verwandt mit: Sterilfiltration, Membranfilter, 0,22 Mikron, physikalische Abscheidung, hitzelabil, Pharmazeutika, aseptisch, HEPA, Virologie, Chamberland-Filter.
