过滤器完整性测试原理与操作 PALL公司

IntegrityTesting

完整性检测

内容提要什么是完整性检测为什么要做完整性检测完整性检测的滤芯类型完整性检测说明了什么完整性定义完好的完全的未受损坏的完整性检测试验的目的是确定滤芯是否完好不是测量孔径完整性检测目的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滤芯完整性检测试验类型颗粒挑战细菌挑战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前进流泡点压力保持水浸入非破坏性破坏性完整性试验检测的滤芯种类?精度<1um的膜式过滤器膜式终过滤器除菌级膜式过滤器除病毒膜式过滤器疏水性气体过滤器(WIT)不能进行完整性检测的过滤器非膜式过滤器深层过滤器预过滤器纤维/线缠绕过滤器过滤器完整性检测泡点试验扩散流或前进流试验压力保持(衰减)试验水浸入试验完整性检测试验步骤用润湿溶液润湿滤芯或膜片将气源、电源与完整性检测仪连接，再与可进行完整性检测的滤壳或夹持器连接启动完整性检测仪，输入试验程序和数据将润湿的滤芯或膜片装入滤壳和夹持器中，完整性检测仪自动进行检测并判定结果完整性检测原理前进流，压力保持(扩散型)，和泡点试验均基于下述根本方法：测量或观察在一种气体压力梯度下，从已润湿的滤膜一端透过到另一端的气体体积泡点试验原理基于毛细孔模型液体外表张力和膜孔润湿接触角度决定膜孔润湿程度润湿的膜孔阻碍了气流在一定的气体压力下，液膜被冲开，最初的气体流量和相应的孔径之间存在比例关系滤材润湿的膜孔及前进流气体分子压力滤材泡点压力泡点试验第一个微米级过滤器非破坏性完整性检测方法(>1um).*滤芯用润湿溶液润湿，缓慢加压(空气或氮气)至大量气体从下游流出大流量出现时的最低压力*DavidB.Pall,U.S.专利#3,007,334FiledNov.30,1956滤膜泡点试验用于精度<1um的滤膜.最初用于小面积膜片.而后用于囊式过滤器，滤芯和多支滤芯的系统能用以确认滤芯完整性.在较高的压力和较大的膜面积时，灵敏度降低.泡点类试验原理：需要一定压力冲破液膜，最初气体大流量从最大的膜孔流出测试：测定大流量开始时的气体压力测定结果随测定方法变化可视(反向)泡点手动泡点滤芯反向泡点滤芯手动泡点推算泡点(KL)自动测定泡点可视(反向)泡点用于全部面积可见的小面积滤膜连续气泡液体覆盖的滤膜表面气源压力可视泡点是一稳定的连续气泡流反向(滤芯)泡点试验装置可视泡点手动膜片泡点试验不断提高压力直至试验溶液从滤膜上最大膜孔排出，在下游收集容器中观察到连续气泡装在滤壳中的润湿膜片

压力调节水漕

空气或氮气气源2

压力表观察到的气泡

手动滤芯泡点试验装置不断提高压力直至连续气泡在下游出现包括扩散流和通过开放膜孔的大气流装在滤壳中的已润湿的滤芯

气源

压力表压力调节水槽

连续气泡

手动泡点润湿的膜孔及前进流通过润湿膜孔的扩散流和气体压力、溶解度/扩散性、膜孔径、厚度和面积有关。膜孔开放时，流速急剧上升。气体分子小于泡点的压力滤材扩散流试验测量上游体积中的压力保持在试验压力.通过过滤器的全部气体流量均被测量(在上游检测或在下游检测，包括扩散流及通过任何开放膜孔的流量)在上游检测为保持试验压力所需的气体补充流量防止了测量带给下游无菌管道的污染推算泡点(KL)

以流速测量为根底空气流量/PSI所加气体压力,PSIKL前进流(扩散流)试验用以大膜面积滤芯，准确测定全部扩散流和通过开放膜孔的流量*在滤芯开发过程中，过滤器制造商必须测试泡点下的多个压力点以确定前进流试验压力试验压力必须设置为在此压力下扩散流稳定、可重复及较低，既不会冲破液膜又大到足够检测出微小的变化*DavidB.Pall,PDAAnnualMeeting,1973,BulletinoftheParenteralDrugAssociation,Volume29,No.4,July-August,1975流量/压力曲线

10〞滤芯手动前进流试验装置试验压力由一块高灵敏度的压力表控制，扩散流和通过开放膜孔的流量在下游测量

润湿的滤芯

气源压力表

装满水的刻度容器

测量置换体积

压力调节

手动压力衰减试验装置试验压力由一块高灵敏度压力表设定。在设定的试验时间内的压力衰减也在此压力表上得到

测定的上游体积

压力调节通大气

压力保持阀

气源

压力表润湿的滤芯

自动滤芯完整性检测仪适用于不同规格的滤芯程序化，功能多打印结果防止了描述错误试验重现性提高上游试验防止了对下游装置的污染自动前进流(压力保持/衰减)试验压力传感装置测量上游体积进行压力保持/衰减试验计算、报告前进流值试验与上游体积，试验压力和压力衰减/时间有关自动前进流(直接流量)试验质量流量计装置在上游进行直接的前进流测量排出了时间因素和以下误差上游体积测量压力衰减测量前进流计算自动上游压力衰减试验提供上游压力并按预设压力增幅增加测量每一增幅下的压力衰减(由全部扩散流和开放膜孔流量引起).由压力衰减值，按预定程序公式计算压力衰减值自动泡点试验时间压力由扩散流引起的微小压力衰减

由开放膜孔流量引起的压力衰减

泡点区自动泡点试验

提供更准确的BP值吗?排出了操作者因素.提供可重复的数值,但是...程序预设的公式仅为数学推算公式"自动泡点"也是一个估算值;随试验仪器不同而不同由于背景扩散不同，灵敏度随膜面积减少而降低疏水性膜式过滤器的水浸入试验孔上游体积充满水上游体积充满水疏水性滤材疏水性滤材水浸入孔压力水浸入(直接流量)试验完整性检测仪调节的气源可选择：缓冲体积疏水膜滤芯水源排污阀通大气滤壳上游充满水关于完整性试验的FDA指南"在一个过滤工艺对给定产品、工艺过程和过滤器进行完全认证后，重要的是确保在生产中以相同过滤器(膜或滤芯)更换时能以同样方式进行."

U.S.FoodandDrugAdministration(FDA)June,1987,GuidelineOnSterileDrugProductsProducedbyAsepticProcessing关于完整性试验的FDA指南"实现这一点的途径就是关联过滤器的性能数据与完整性试验数据."U.S.FoodandDrugAdministration(FDA)June,1987,GuidelineOnSterileDrugProductsProducedbyAsepticProcessing关于完整性试验的FDA指南"前进流、泡点、压力衰减试验是允许的完整性检测试验"水浸入试验-"...将滤芯性能和完整性试验相关联."U.S.FoodandDrugAdministration(FDA)June,1987,GuidelineOnSterileDrugProductsProducedbyAsepticProcessing完整性试验和微生物拦截的关联一种非破坏性完整性试验必须和一种破坏性试验如细菌挑战试验相关联关联的定义通过非破坏性试验的过滤器必须通过破坏性检测如细菌拦截验证.FDA关于除菌级过滤器

细菌挑战试验的指南"一个除菌级过滤器必须是当以>107cfu/cm2假单胞菌(Pseudomonasdiminuta)进行挑战时下游滤出液无菌的过滤器."U.S.FoodandDrugAdministration(FDA)June,1987,GuidelineOnSterileDrugProductsProducedbyAsepticProcessingP.diminuta已更名为Brevundimonasdiminuta前进流数值与B.diminuta截留率

的关联过滤器滤芯1002050403060首次出现非无菌用户试验值前进流(ml/min)无菌非无菌前进流完整性试验的认证滤芯完整性试验值和细菌挑战试验关联认证资料包括在滤芯开发过程中得到的完整性试验结果。这种资料是必须的以获得最坏情况下的滤芯样品从而涵盖全部滤芯生产变数前进流完整性试验的认证过滤器制造商应进行成品过滤器耐受认证。对成品过滤器取样进行细菌挑战试验认证研究应用完全成品过滤器滤芯进行以使将在实际生产条件下使用的过滤器和经完全认证的过滤器相同PTFE膜式过滤器滤芯

水浸入试验和B.diminuta拦截试验

的比较每一柱代表一支单独的滤芯00.511.52水浸入(mL/min)at36psi无菌非无菌过滤器完整性试验认证过滤器制造商过滤器用户提供与用适当的微生物如B.diminuta(ATCC19146)进行的细菌挑战试验关联的完整性数据,

提供关于完整性试验指导和要求的书面材料推荐适宜的试验设备在过滤前和过滤后根据过滤器制造商要求进行完整性试验将完整性试验结果记录在生产记录上完整性试验结论前进流、压力保持和泡点试验均基于：透过润湿滤膜的气体流量这些试验能够说明某一支过滤器是否和那些经过和细菌拦截试验关联认证的过滤器完全一样。完整性试验不是对滤膜中最大膜孔的直接测量是关联，而非仅仅是完整性试验，预定了微生物截留效率结论泡点一词提供了几种不同的试验，这些试验并不总得到同样的结果只有在某一种泡点试验和过滤器细菌挑战试验关联后，该种试验才能够作为该种过滤器的完整性检测试验前进流试验对大面积微生物截留膜式过滤器是更适合的试验，因为：其为量化方法且与检测方式无关其测量扩散气流，而扩散气流干扰大流量即泡点的观测完整性试验告诉了您什么过滤器未受损坏并组装完好这支过滤器和那些经过和细菌拦截试验关联认证的过滤器完全一样这支滤芯和那些正常生产的滤芯完全一样完整性试验条件试验溶液压力气源温度上游体积试验溶液标准"参考"试验溶液水:亲水和疏水性过滤器亲水性过滤器：FF/PH/BP疏水性过滤器：WIT

乙醇/水:疏水性过滤器60/40IPA/水，常用25%t-butanol(Pallsol)100%alcohols(IPA,Ethanol)：不推荐(易挥发)工艺流体(衍生值)产品缓冲液，pH调节液，等压力气源能够使用的气源:空气氮气氩气不能使用的气源:二氧化碳(化学兼容性)氧气(化学反响性)温度试验期间温度变化不大于1°C完整性数据给定时的温度范围22+/-5°C.高温或低温时必须校正数据上游体积(压力衰减/保持试验)滤壳类型滤芯数量试验仪器管线增设管线PalltronicTMFlowStar完整性检测仪TheNEWPalltronic®

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