除菌级过滤器

01概述与价值链#

标记 EC：欧盟GMP附录1（无菌生产）| OECD：生物制药 | 监管机构：FDA（美国）、EMA（欧盟）

除菌级过滤通过使孔径经过验证达到0.2微米（或更细）的膜，去除工艺液体、缓冲液、细胞培养基及最终药品中的生物负载——即细菌等微生物，是上下游工艺环节与批放行决策之间的最后一道物理屏障。该品类涵盖从用于小体积取样及质检的实验室规模注射器式过滤器，到集成于完整生物制造流水线的工艺规模一次性过滤组件，既包括液体除菌过滤器，也包括保护生物反应器顶空或排气管路的气体/空气除菌过滤器。与硬件本身并列存在的是一门独立的验证学科：使用前灭菌后完整性测试（PUPSIT）——欧盟GMP附录1中要求在使用前和使用后均验证除菌级过滤器完整性的监管期望——已经成为足以形成商业差异化的因素，以至于至少有一家专业制造商在其过滤器产品线之外单独销售专用的自动化PUPSIT撬装设备。该品类在功能上区别于树脂色谱及其他纯化介质（本目录其他条目已作介绍）：除菌过滤的任务是按特定孔径去除生物负载，而非按分子特性进行选择性结合或分离。

除菌级过滤的关键方向：

1. 工艺规模除菌滤芯： 孔径0.2微米或更细的褶皱式膜滤芯，适用于灌装分装前对整批工艺液体、缓冲液及原液药物进行过滤。
2. 一次性除菌过滤组件： 预先集成到经伽马辐照的一次性流路中的除菌级过滤器，消除一次性生物制造流水线中过滤环节的清洁验证负担。
3. PUPSIT完整性测试系统： 专为在使用前后验证除菌过滤器完整性而设计的自动化撬装设备与一次性组件，将欧盟GMP附录1的PUPSIT要求落实为独立商业产品，而非人工实验室操作流程。
4. 除菌级空气与气体过滤器： 适用于无菌空气/气体用途的膜滤芯，保护生物反应器顶空、排气管路及压缩气体公用系统免受微生物侵入。

行业价值链#

[膜材料制造] ──> [滤芯/滤囊组装] ──> [灭菌与质检放行] ──> [工艺集成]
                                                    │
                                          （完整性测试／PUPSIT）
                                                    │
                                                    ▼
[无菌工艺液体输出] <─── [工艺过程中过滤] <─────┘

价值链层级#

行业跨领域技术：

• PUPSIT完整性测试： 自动化的除菌过滤器使用前后完整性验证，将欧盟GMP附录1的要求落实为专用撬装设备或一次性组件。
• 除菌级膜过滤： 孔径0.2微米或更细、经细菌挑战试验验证的PES/PVDF/PTFE膜过滤，用于去除液体工艺流中的生物负载。
• 生物负载削减过滤： 涵盖生物制造流程中液体与气体/空气除菌用途的更广泛过滤门类。

02美国#

美国拥有一家一次性系统专业公司，其自动化PUPSIT撬装设备将一项监管测试要求转化为独立的产品线。

一次性除菌过滤组件、自动化PUPSIT系统#

• Meissner Filtration Products： 制造一次性除菌过滤系统以及专用的自动化过滤系统PUPSIT撬装设备，将使用前/使用后完整性测试定位为集成产品而非人工附加步骤，同时提供更广泛的一次性工艺自动化产品线。

03中国#

中国的代表企业是一家总部位于杭州的制造商，其产品范围涵盖从实验室注射器式过滤器到面向单克隆抗体、疫苗及mRNA生产的工艺规模无菌过滤。

国内除菌过滤器制造，覆盖实验室到工艺规模#

• 科百特（杭州科百特过滤器材有限公司）： 生产0.22微米无菌PES注射器式过滤器，在其工艺过滤产品线中设有专门的无菌过滤产品类别，并生产无菌透气袋，产品覆盖面向单克隆抗体、疫苗及mRNA生产等生物制药制造应用的实验室过滤、工艺过滤及流体管理领域。

04欧盟#

欧洲拥有两家专业公司，产品覆盖从实验室注射器式过滤器到工艺规模除菌与生物负载削减滤芯，涵盖液体与气体两类应用。

从注射器式到工艺规模的液体过滤、除菌级空气/气体滤芯#

• Sartorius（德国）： 生产Minisart系列注射器式过滤器，具备多种孔径规格和膜材料，用于实验室规模的无菌过滤与样品制备——这是与该公司色谱膜吸附产品线截然不同的高用量耗材产品线。
• Parker Bioscience Filtration（英国）： 生产Tetpor系列除菌级空气与气体滤芯（含高流量、高温型号）以及PROPOR BR生物负载削减液体过滤器，通过多家专业过滤经销商在空气/气体和液体除菌过滤器两条产品线上进行分销。

05领先企业与研究机构#

06技术栈与创新#

该技术栈分为膜/滤芯硬件本身，以及决定能否凭借过滤环节放行批次的完整性验证学科。

1. 除菌级膜过滤：
   • PES、PVDF与PTFE膜经浇铸并验证达到经细菌挑战试验确认的孔径规格（0.2微米或更细），组装成从实验室取样到完整工艺规模体积不等的注射器式过滤器、滤芯或滤囊。
   • Sartorius的Minisart系列在单一产品家族内涵盖多种孔径规格与膜材料，体现出同一核心膜技术如何服务于不同的样品制备、缓冲液过滤及质检用途。
2. PUPSIT完整性测试：
   • 欧盟GMP附录1要求除菌过滤器的完整性在使用前后均得到验证；Meissner专用的自动化过滤系统PUPSIT撬装设备将这一要求转化为独立硬件产品，而非附加于工艺流程之后的人工起泡点测试。
   • 这是与过滤介质本身真正独立的商业层级——设施可以从一家供应商采购除菌过滤器，从另一家采购PUPSIT撬装设备，或者（如Meissner的做法）从同一家将两者整合在一起的一次性系统专业公司同时采购。
3. 除菌级空气/气体过滤：
   • Parker Bioscience Filtration的Tetpor系列针对与液体过滤不同的使用条件：保护生物反应器顶空、排气管路及压缩气体公用系统免受微生物侵入，包括适用于苛刻气体使用场景的高流量、高温型号。
   • 即便在同一制造商的产品目录中，除菌级空气/气体过滤与液体除菌过滤也常作为独立产品线销售，这反映出气体与液体应用在膜材料及外壳工程要求上的差异。

07价值链与生产流程#

除菌级过滤产品的工业流程（FDA、EMA监管）#

┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 1. 膜材料制造              │ ───> │ 2. 滤芯组装                │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
                                                 │
                                                 ▼
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 4. 工艺过程中过滤          │ <─── │ 3. 灭菌与质检放行          │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
              │
              ▼
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 5. 完整性测试              │ ───> │ 6. 工艺集成                │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘

第1阶段：膜材料制造

多孔聚合物膜（PES、PVDF或PTFE）经浇铸并验证达到经细菌挑战试验确认的特定孔径规格——这是注射器式过滤器、滤芯与一次性组件共同依赖的基础材料。

第2阶段：滤芯组装

经验证的膜材料按目标形态折叠、封装并装入外壳——注射器式过滤器、工艺规模滤芯、滤囊，或预先集成的一次性流路组件。

第3阶段：灭菌与质检放行

组装完成的过滤器经伽马辐照（一次性）或高压灭菌（可重复使用），并按细菌挑战试验及完整性测试规格放行后方可进入GMP工艺流程。

第4阶段：工艺过程中过滤

已放行的过滤器被应用于目标工艺流——液体缓冲液或原液药物管路，或生物反应器的气体/空气管路——以在流体或气体进入下一工艺环节前降低其生物负载。

第5阶段：完整性测试（含PUPSIT）

过滤器完整性在使用前通过起泡点法、扩散法或压力衰减法进行验证，若适用欧盟GMP附录1的PUPSIT要求，则在使用后再次验证——这一环节日益依赖专用自动化撬装设备而非人工操作完成。

第6阶段：工艺集成

过滤环节的输出结果与完整性测试结果被记录并纳入整条生物制造流水线的批记录，支撑最终的药品放行决策。