[发明专利]增强的稳定性过滤器完整性测试

说明书

完整性测试多孔材料的方法，该方法对被测材料无破坏性。该方法包括增湿入口气流以使多孔材料变干最小化或防止多孔材料变干。入口气流包括至少两种气体，其中一种气体在液体中具有不同于另一种的渗透性，诸如氧气和氮气。渗透物气流可以经受驱动力诸如减压，以增加气体流量并减少测试时间。可以同时对多个多孔材料进行完整性测试，诸如通过将多个多孔材料管汇在一起。该完整性测试能够检测可能损害多孔材料的保持能力的过大的孔或缺陷的存在。

本申请要求于2015年11月20日提交的美国临时申请序列号62/257,830的优先权，其公开内容通过引用完整并入本文。

公开领域

总体而言，本公开涉及用于完整性测试过滤器诸如液体灭菌级过滤器的方法。

背景

诸如在生物技术、化学、电子学、制药学和食品饮料行业领域中的含水介质的高纯度过滤需要使用复杂的过滤器模块，这些过滤器模块不仅能够高度分离，而且会趋向于防止环境的污染、待过滤介质的污染以及所得滤液的污染。这样设计的目的是防止不需要的、常常危险的生物体(诸如细菌或病毒)以及环境污染物(诸如灰尘、脏物等)进入过程流和最终产品。为确保负责过滤的多孔材料的无菌性和/或保留能力不受损害，完整性测试是关键过程过滤应用的基本要求。例如，FDA指南推荐在使用前和过滤后对过滤器模块进行完整性测试。通常，该测试首先在蒸汽灭菌之后进行以确保过滤器不被损坏；因此，必须小心确保过滤器的无菌性并且因此滤液不受损害。后处理过程中，过滤器完整性测试再次原位执行，以检测过滤器在使用期间是否损坏。这些信息可用于在处理后立即提醒操作员潜在的问题，并迅速采取纠正措施。此外，FDA指南要求随批次产品记录一起包括完整性测试档案。

存在各种完整性测试方法来检测可损害多孔材料的保留能力的过大的孔或缺陷的存在，包括颗粒挑战测试、液-液气孔测量术测试、扩散测试、泡点测试、气-液扩散测试和测量示踪剂组分的扩散测试。这些测试中的一些，诸如颗粒挑战测试，具有破坏性且因此不能用作使用前测试。由于气-液扩散测试中固有的背景噪音，这些测试通常缺乏检测小缺陷的灵敏度。液-液气孔测量术和泡点测试可用于确保安装具有适当标称孔径的膜，但缺乏识别少量小缺陷的灵敏度。

本领域还已知二元气体测试，其中两种不同渗透性的气体被驱使通过湿润过滤器的液体层。与单一气体扩散测试和其他完整性测试相比，该测试允许改进的缺陷检测灵敏度。使用在膜上游侧的二元气体对的吹扫流以在过滤器上游(入口)侧保持恒定的组成。通过提高入口气体的压力来建立过滤器上游侧和下游侧之间的压力差。然后测量过滤器下游(渗透物)侧的气体浓度(富含更快渗透的气体)，并将该测量值与来自完整过滤器的已知预期值进行比较。与预期值的偏差是正在测试的过滤器的缺陷的指示。

二元气体测试通常使用CO₂和C₂F₆作为二元气体对，且水作为润湿液体。使用CO₂是有利的，因为它在水中高度可渗透，导致通过润湿的过滤器的高流速和渗透物浓度的快速测量。但是，CO₂价格昂贵，特别是在与优选气体对C₂F₆的二元气体混合物中。此外，因为渗透物和吹扫气体被排出或必须被捕获以防止排放到环境空气中，考虑到温室气体影响，使用该二元气体对是不理想的。

其他二元气体对，诸如O₂和N₂，也已被使用。该气体对很方便，因为它们存在于空气中，成本低且环保。在室温下，氧气渗透通过水的速度约是氮气的两倍。然而，在水中氧气的渗透性比二氧化碳慢约30倍，与当CO₂是二元气体之一相比，增加了完成测试所需的时间。

空气的低渗透物流速意味着需要延长的时间来冲洗过滤器下游的体积以及至多并包括在气体组成分析仪中的体积的体积。需要冲洗以确保在测试开始之前通过与存在于下游体积中的任何气体混合不损害测量的组成。长测试时间本身就有问题，而且带来了第二个问题，原因是，由于过滤器上游和下游两侧的液体蒸发，过滤器中所含的液体会趋于变干。如果孔变干，则不再能进行测试。