目的：檢驗(yàn)濾芯制造過程中膜孔徑的變化情況。檢驗(yàn)濾芯使用過程中溫度、料液作用、膜孔徑的變化情況。濾芯完整性檢驗(yàn)最直觀也是最權(quán)威的是做細(xì)菌挑戰(zhàn)性試驗(yàn)。但是此方法屬于破壞性試驗(yàn)，做了后，濾芯不能繼續(xù)使用。一般由濾芯或濾膜制造廠家去做，當(dāng)然，用戶認(rèn)為有必要也可以做。在實(shí)際的操作中，絕大多數(shù)情況是采用等效的物理方法來替代破壞性試驗(yàn)。世界著名濾芯制造廠商和權(quán)威流體協(xié)會，一致認(rèn)為用氣泡點(diǎn)法、保壓法、擴(kuò)散流法來檢測濾芯的完整性是可行的。

4-1、氣泡點(diǎn)法

其原理是以毛細(xì)管壓力物理現(xiàn)象為基礎(chǔ)的一種試驗(yàn)，這個理論假設(shè)濾膜由許多互相平行且孔徑相等的毛細(xì)孔組成，這些毛細(xì)孔孔垂直于濾膜表面，當(dāng)濾膜被某種液體濕潤時，產(chǎn)生了毛細(xì)管現(xiàn)象。當(dāng)在毛細(xì)孔上面施加的氣體壓力逐步增加至臨界壓力時，毛細(xì)孔內(nèi)的液體剛被壓出，于是毛細(xì)孔內(nèi)液面二側(cè)的力相平衡。與這一壓力相對抗的液體表面張力相等，就能合理地表征孔管的尺寸。

   公式：P=4rcosθ/D

   P---測出的壓力（Pa）              D---孔徑（μm） 

   r---試驗(yàn)液體表面張力（N/m）      θ---液體與毛細(xì)孔壁的夾角

應(yīng)當(dāng)說明的是，上面這一公式是以若干假設(shè)為依據(jù)的，并不能用于準(zhǔn)確地計算濾膜的孔徑，試將濾膜的孔徑0.2 μm及蒸餾水的表面張力7.2×10^－4 N/cm，代入P=4r/D，理論上計算出膜的氣泡點(diǎn)壓力為1.44 MPa。以我公司進(jìn)口的聚醚砜膜為例，膜的氣泡點(diǎn)值約為0.48 MPa(69 psi)左右，而制成折疊式濾芯后的氣泡點(diǎn)值為0.34 MPa(49 psi)左右，實(shí)踐證明0.2 μm 孔徑的聚醚砜膜、濾芯用蒸餾水濕潤后，氣泡點(diǎn)壓力不低于0.31 MPa，濾芯就能濾除10⁷ CFU/cm²的細(xì)菌，這是通過細(xì)菌挑戰(zhàn)性試驗(yàn)對照后得到的結(jié)果。

做氣泡點(diǎn)檢測時，要獲得比較準(zhǔn)確的結(jié)果，操作時應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

   （1） 濾芯要用適合的濕潤液充分濕潤。

   （2） 要排除氣堵現(xiàn)象，避免誤判。

   （3） 壓力增加上升的速度要適當(dāng)。

當(dāng)?shù)谝淮螜z測失敗后，要在檢查失敗原因后，再復(fù)做1-2次，用儀器測試時，要先校驗(yàn)儀器，手工操作有時更能符合現(xiàn)場實(shí)際，儀器測試的原理是從手工測試發(fā)展過來的。起泡法測出的是膜最大的孔徑值。

4-2、壓力保持法

壓力保持法是基于擴(kuò)散流的基礎(chǔ)，采用起泡點(diǎn)值80%的壓力，將系統(tǒng)密閉10min，若系統(tǒng)壓降＜5%即為合格，實(shí)際使用中可將泡點(diǎn)法和壓力保持法聯(lián)合采用。例如在過濾料液前測濾芯的泡點(diǎn)值，濾完一批料液后可測濾芯的壓力降值。

4-3、擴(kuò)散流試驗(yàn)

原理是在一定壓力下，氣體在液膜中的擴(kuò)散可分為三個階段。1)擴(kuò)散氣體分子在高壓側(cè)溶解；2)擴(kuò)散氣體分子在液膜由高濃度方向向低濃度方向遷移；3)氣體分子在侈壓側(cè)逸出 (溶解---遷移---逸出) 。擴(kuò)散速度除與其他因素有關(guān)外，還與濾膜的孔隙率、膜的厚度、膜孔形態(tài)有一定的關(guān)系，所以，擴(kuò)散法還能間接反映出膜的結(jié)構(gòu)。

擴(kuò)散流采用的壓力也是泡點(diǎn)值的80%，擴(kuò)散流量的大小則根據(jù)膜的孔徑大小，有定量規(guī)定。

4-4、微生物(細(xì)菌)挑戰(zhàn)試驗(yàn)

用來檢測無菌過濾器去除溶液中微生物能力的最好辦法是進(jìn)行生物指示劑的挑戰(zhàn)性驗(yàn)證試驗(yàn)。FDA對用于無菌產(chǎn)品的過濾器的驗(yàn)證有模仿最壞生產(chǎn)條件、進(jìn)行微生物挑戰(zhàn)性試驗(yàn)的要求。無菌過濾器性能的指標(biāo)測試是細(xì)菌的殘留量。挑戰(zhàn)性試驗(yàn)的溶液是含有細(xì)菌(ATCC19146缺陷假單胞菌)的培養(yǎng)液，細(xì)菌濃度為每cm²有效過濾面積達(dá)到10⁷個菌，選擇這一濃度進(jìn)行挑戰(zhàn)，一是因?yàn)闉V膜單位面積的膜孔數(shù)也處在這一數(shù)量級，還因?yàn)檫@一濃度有相當(dāng)?shù)陌踩浴?/span>

4-5、水侵入法測試（僅針對強(qiáng)疏水材料濾芯）

水侵入實(shí)驗(yàn)背后的原理為：在低壓下，疏水性過濾膜會阻止水的通過。在低于水突破（水被壓通過）壓力下，少量但是可以測量的水的流量會發(fā)生，類似于過濾膜被潤濕后的擴(kuò)散流。

在實(shí)際操作中，水侵入檢測是在低于水突破壓力下進(jìn)行的。因?yàn)樗牧髁康秃托枰谙掠芜M(jìn)行檢測，手動的操作方法是非常不實(shí)際的。通常用自動檢測裝置，通過監(jiān)測實(shí)驗(yàn)用氣體流量而間接換算為通過的水的流量而進(jìn)行，在完成檢測后，試驗(yàn)用水被從濾殼中導(dǎo)出。如果需要，過濾裝置也可以被通氣吹干。

這是在國內(nèi)近一到二年提到的一種新的測試方法，也是迎合新版GMP的檢查而在進(jìn)行的一種檢測方法，但因測試影響的因素眾多，所以目前還沒有一個標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)供用戶正確判斷，基本以濾芯生產(chǎn)廠家而定。如果要求高的也就基本依據(jù)PALL和MILLIPORE的參數(shù)在測試，但是國內(nèi)生產(chǎn)的PTFE和國外進(jìn)來的膜原材料基本達(dá)不到前二家同行的參數(shù)。

測試步驟大致是：將干燥的濾芯裝入過濾器外殼后，在濾芯的上游注滿水，將壓力打到一定值后，保壓10--20分鐘后，通過儀器的壓力損失感應(yīng)測算每分鐘的流速，并看水有無透過濾膜從濾芯下游流出。