

由企业自主研发,满足2020版药典要求,具备权限管理、审计追踪与电子签名,采用10英寸彩色触摸屏,涵盖泡点、扩散流、水浸入等测试方法,通过欧盟CE认证。
凡是涉及除菌、除颗粒、澄清的工艺环节,过滤器几乎都处在关键位置。注射剂在灌装之前要经过除菌级滤器过滤,生物制品在纯化过程中要经过多级膜组件,餐饮要经过除菌过滤延长货架期,半导体超纯水要经过终端过滤控制颗粒,医疗器械在清洗与制水环节同样离不开过滤单元。滤膜看上去只是薄薄一层,却往往会决定了整批产品的质量走向。
以除菌过滤为例,标称孔径0.22微米的滤膜,作用是拦住药液中的微生物。可一旦滤膜上出现肉眼无法察觉的微小破损,或者密封圈压偏导致旁路泄漏,微生物就可能绕过膜面进入成品,带来无菌不合格的风险。这类问题有一个共同特点:外观检查发现不了。滤芯表面平整光洁,组件看上去安装到位,但缺陷藏在折褶深处、藏在密封面边缘,只能靠可测量的物理方法去发现。
过滤器完整性测试,指的就是在不破坏滤膜、不污染产品的前提下,用气体或液体的物理手段判断滤膜是否完好、孔径是不是满足要求、组件密封是否可靠。它的意义在于把看不出来的状态转换为量得出来的数据:泡点值是多少、扩散流是多少、水浸入流量是多少、恒压保持时压力衰减了多少。数据落到记录上,就构成了放行判断的依据,也是后续偏差调查的线索。
近些年,随着药品生产质量管理规范体系的持续推进,完整性测试已经从建议做转变为必须做,而且对测试记录的要求越来越细。检测数据要真实、完整、可追溯,记录不能被随意改动,操作人员要分级授权,涉及电子记录与电子签名的场合还要满足相应法规条款。正是在这样的背景下,过滤器完整性测试仪从早期的简易装置,逐步走向方法集成化、数据可追溯化、操作界面友好化的方向。实验室过滤器完整性测试仪BC-2600就是面向这类需求的一款设备,它把多种完整性测试方法收拢到一台仪器之内,并在权限管理与数据完整性方面做了相应安排。
对使用者来说,选择这类设备时真正关心的,无非几件事:方法是否齐全、结果是否稳定、操作是否省事、数据是否留得住、能不能适应现场的滤芯种类与安装方式。下面就从原理讲到结构、从指标讲到操作,把这款设备逐层拆开来看。
泡点测试。把滤膜充分润湿后,在一侧施加气体压力。压力逐渐升高,当升高到某个数值时,气体能够把膜孔内润湿液体推开,从另一侧逸出并形成连续气泡,这个临界压力就是泡点。泡点值与膜孔径密切相关:孔径越小,把孔内液体挤出去所需的压力越高。因此,把实测泡点与规定的下限比较,就能判断滤膜的孔径是否满足要求。常见的做法分为手动泡点、基本泡点与增强泡点几种,区别在于操作方式、判定方式与结果处理的细致程度。
扩散流测试。在低于泡点的压力下,气体不会形成连续气流,但会以溶解—扩散的形式透过被润湿的滤膜,产生一个稳定的微小流量,这就是扩散流。扩散流量与膜的有效面积、润湿液性质、施加压力等因素有关。若滤膜存在破损,扩散流会明显偏高。对于面积较大的滤芯来说,扩散流法比泡点法更便于得到稳定读数。
水浸入测试。这种方法主要面向疏水性滤芯,例如聚四氟乙烯材质的滤芯。疏水膜用水无法润湿,需要先做润湿处理,然后在测试压力下水会缓慢穿过疏水膜形成水浸入流量。流量大小反映膜的完好程度,读数越小通常表示膜越完整。
保压测试。向系统通入一定压力的气体后关闭气源,观察一段时间内压力的衰减情况。压力衰减过快,说明系统存在泄漏点。保压测试常作为其他测试之前的预检环节,用来先排除管路与接头方面的明显问题。
这些方法不是互相替代的关系,而是从不同角度描述同一件事:滤膜和整个过滤组件的密闭性、通透性状态。一整的完整性测试仪,需要把这些方法都纳入进来,还要支持对称膜与非对称膜、针式过滤器、囊式过滤器、平板过滤器、筒式过滤器、超滤膜包、超滤柱乃至各种不规则过滤器的测试。
标准依据方面,相关要求分散在若干文件中。《中国药典》2020年版对无菌药品的过滤除菌提出了滤器完整性检查的要求,成为国内制药企业直接引用的一手依据。药品生产质量管理规范及其无菌药品附录,对除菌过滤工艺、滤器使用前后完整性检测有明确条款。美国联邦法规21 CFR Part 11对电子记录与电子签名提出要求,涉及用户权限分级、操作审计追踪、电子签名等方面,出口型或面向国际市场的企业对此尤为关注。此外,ASTM F316关于泡点法与孔径关系的方法、ASTM F838关于除菌级滤器细菌挑战的方法、ISO 2942关于滤芯完整性检验的方法,都是业内经常引用的技术参考。设备自身则通常需要满足电气安全与环境适应性方面的通用要求。把这些标准条款落到一台仪器上,体现出来的就是方法齐全、判定有据、记录规范这三点。
从结构上看,这台设备可以拆成气路单元、传感器与测量单元、控制与运算单元、人机交互单元、打印与数据接口单元几个部分。
气路单元承担进气的调节与稳定。仪器对进气控制单元做了优化,使进气速度与稳定性得到明显改善,这是保证测试重复性的基础。气路中采用快速连接头,可选用Staubli类型接头,减少进出管路接错的可能。整机结构经过优化,防尘防溅能力提升,便于在洁净区或一般实验室环境中使用。
传感器与测量单元决定了读数精度。高精度传感器配合经过优化的算法,使气路可延长至100米,上游体积的测试更加准确,也更能适应现场管路较长、布局分散的使用条件,而不至于因管路长度影响测试结果。
控制与运算单元采用自主优化的Linux系统,并对测试运算过程做了优化,使测试所需时间有所缩短。系统的稳定性与运算效率,直接关系到连续检测时的效率表现。
人机交互单元为一块10英寸真彩触摸屏,界面友好,操作简单、快捷。触摸屏的引入省去了大量按键操作,也让参数设置与曲线查看变得直观。
打印与数据接口单元包含内置热敏打印机与多种数据接口。仪器自带热敏打印机,可以避免颗粒与油墨带来的污染风险。接口方面包括标配的数字与模拟接口(RS232、USB),并可根据需要定制多种工业总线与模拟控制端口。
整机在设计上追求的是集成与适应:把多种测试方法集成到一起,把多种现场条件纳入适应范围,让使用者不必为不同滤芯、不同工况准备多套装置。
电源要求与功率:100–240 VAC,50HZ,120W;备用电池(选配)
测试功能:手动泡点测试;基本泡点测试;增强泡点测试;保压测试;扩散流测试;水浸入测试;超滤膜包测试
测试精度:净体积测试 ±4%;气泡点 ±50mbar;扩散流 ±4%;水浸入法 ±0.02ml
适用范围:对称及非对称膜测试、针式过滤器、囊式过滤器、平板过滤器、筒式过滤器(12芯20英寸以内)、超滤膜包、超滤柱、各种不规则过滤器
权限管理:用户名密码登录,4级权限,满足FDA 21CFR PART 11要求
需要说明的是,资料在仪器特点一栏中另提到防尘防溅级别达到 IP54,与指标栏中正面 IP65的表述并不一致,此处按原资料分别保留,实际选型与验收时可向供方核对具体部位与对应等级。
方法覆盖较全。仪器功能涵盖了现有关于过滤器完整性的多种测试方法,从手动泡点到增强泡点,从保压到扩散流,从水浸入到超滤膜包测试,一台设备即可应对制药、生物、食品等领域常见的完整性检测需求,减少了对多台专用装置的依赖。
系统与算法经过优化。采用自主优化的Linux系统,并对测试运算做了优化,测试时间有所缩短。对产线或检测量较大的实验室来说,单次测试时间的缩短,累积起来就是效率的差别。
操作界面友好。10英寸真彩触摸屏设计,人机界面友好,操作简单、快捷、可靠,参数设置、测试过程与结果显示集中在同一块屏幕上,减少了来回切换的步骤。
开机自检。仪器具有自动自检功能,开机后对自身多项性能与功能进行检测,发现故障及时上报。这一设计有助于在源头发现异常,避免带着问题做测试。
权限与数据完整性设计。仪器采用分级权限管理,配合电子签名,符合GMP与FDA CFR 21 part 11的要求,支持多级用户访问权限设置,有助于保障数据完整性,并具备齐备的审计追踪功能,支持手动或电子签名。1000个用户账号、多达四级的用户管理权限,每个用户的权限可采用默认或定制方式确定,可以更灵活地适应现场生产与实验室的管理需要,使用户信息与权限配置更为健全。
审计追踪。仪器自带审计追踪功能,可记录多项操作事件日志,满足数据完整性的相关要求。测试记录与审计追踪均可查询及导出,日志可导出而不可修改,为数据的可追溯提供了支撑。
预存方案丰富。可建立1000组预存方案,能够满足多种滤芯类型与现场不同测试条件的需要,使仪器的使用更简单、更智能。对经常切换滤芯规格的使用场景而言,预存方案能明显减少重复设置的工作量。
曲线显示与进气优化。仪器增加了扩散流量—压力的显示曲线,实现了三曲线的显示与打印功能。曲线的引入让使用者不只看到一个结果数值,还能看到测试过程的变化趋势,便于对异常情况做出判断。同时对进气控制单元做了优化,进气速度与稳定性提升较多。
数据导出与接口扩展。支持USB数据导出功能,不仅能导出测试的原始数据,还能导出源数据与配置数据,便于数据的归档与二次核对。仪器可根据客户要求拓展数据通讯与网络接口,支持无线通讯功能。丰富的数据接口中,既包括标配的数字及模拟接口(RS232/USB),也可根据需要定制多种工业总线与模拟控制端口,为系统智能化升级预留了空间,例如配套在线全自动化灭菌控制系统。
结构防护与连接可靠性。仪器对结构做了优化,防尘防溅能力提升(指标栏标为正面IP65),采用快速连接头(可选用Staubli接头),减少进出管路连接出错的可能。
打印与字迹保持。内置热敏打印机,避免颗粒及油墨污染的风险,在合适条件下字迹可保持清晰十年以上,适合需要长期保存纸质记录的场合。
双语界面与压力单位切换。采用中英文双语操作界面,便于涉外场景使用;多种压力单位可任意切换(mbar、kpa、psi、kgf/cm2),方便与不同来源的技术文件对照。
适用范围广、支持大尺寸滤筒。可做到12芯20英寸滤筒的测试,对大流量、大规格过滤系统而言,可以明显提升检测效率。超滤膜包测试功能的加入,也使设备能够覆盖到生物制品领域的膜分离单元。
定制与技术支持。研发团队可根据客户需要,进行特定方案的设计;积累的现场经验与专业服务,既有助于客户放心使用该仪器,也可为客户过滤系统的设计与配置提供技术支持。仪器通过欧盟CE认证。此外,该产品支持定做要求,并满足2020年颁布的《药典》要求,可实现仪器权限管理、审计追踪与电子签名,并可选配数据库专家管理系统。
完整性测试的结果是否可信,除了设备本身,很大程度上取决于操作是否规范。下面给出一条常规的操作思路,供参考;具体步骤应结合所测滤芯类型与相应规程执行。
其一,使用前确认环境与电源。仪器操作条件为环境温度+5℃ ~ +40℃、相对湿度10-80%,电源要求为100–240 VAC、50HZ、120W。确认环境与供电符合标准要求,是保证读数稳定的前提。
其二,开机与自检。开机后仪器自动对自身多项性能与功能进行检测,如发现故障会及时上报。若自检提示异常,应先排查再进入测试。
其三,登录与权限确认。仪器采用用户名密码登录,4级权限管理。操作人员应使用本人账号登录,避免共用账号造成记录归属不清。涉及电子记录的场合,操作应满足FDA 21CFR PART 11的相关要求。
其四,选择测试方法与预存方案。根据滤芯类型与检测目的,从手动泡点、基本泡点、增强泡点、保压、扩散流、水浸入、超滤膜包等测试功能中选择合适的方法,并可调用预存方案。仪器可建立1000组预存方案,常用规格可预先保存,减少重复设置。
其五,连接与加压。通过快速连接头把被测滤器接入气路,确认进出管路连接正确。随后按设定程序加压,注意操作压力范围在100-10000 mbar (150psi)以内。
其六,读取与判定结果。测试完成后,读取泡点、扩散流或水浸入流量等结果,并参照规定限值判定是否合格。测试精度方面,净体积测试为±4%、气泡点为±50mbar、扩散流为±4%、水浸入法为±0.02ml,判定时应把这些偏差范围一并考虑。
其七,记录与导出。仪器自带内置微型打印机,可直接打印结果;也可通过RS232串口、USB接口导出数据,或使用U盘导出包括测试曲线在内的数据。历史记录可储存30万条,测试记录与审计追踪均可查询及导出。
其八,关机与整理。测试结束后按规定泄压、断开连接,整理记录并做好设备状态登记。
在实际使用中,有几点容易被忽略却值得留意:进气管路的密封状况会影响保压与扩散流读数,连接头是否拧紧、管路是否老化都值得定期检查;润湿液的种类与用量关系到泡点与扩散流结果,应按规程配比并保持洁净;测试前应先确认滤器壳体、密封圈与接口状态,避免把安装问题误判为滤芯问题。
气路与连接头。快速连接头使用频繁,应定期检查密封是否良好、有无磨损。管路过长(可延长至100米)的场合,更要注意接头处的密封与支撑,避免因管路受损影响测试。
传感器与显示单元。高精度传感器是读数准确的基础,应避免撞击、超压。10英寸彩色触摸屏可用柔软清洁布擦拭,避免使用腐蚀性清洁剂。
打印机与耗材。内置热敏打印机应使用合格热敏纸,避免颗粒及油墨污染,存放记录时注意避光防潮,以便字迹长期清晰。
系统与数据。仪器运行Linux系统,建议按管理要求定期备份数据。历史记录可储存30万条,容量较大的情况下更应做好导出与归档,避免数据长期堆积。数据导出后应妥善保管,审计追踪日志的不可修改特性应予以保持,不得通过外部手段篡改。
权限与账号。1000个用户账号、4级权限的配置应根据人员变动及时调整,离岗人员账号应及时注销,避免权限外溢。
环境与存放。仪器重量10KG,外型尺寸240(宽) x320(深)x 400(高),体积与重量适中,但存放环境仍应保持干燥、避免粉尘与剧烈振动,符合D级以上环境要求。
制药与无菌制剂。注射剂、冻干粉针、无菌原料药生产中,除菌级滤器使用前后需做完整性检测。仪器支持泡点、扩散流、水浸入等方法,可覆盖针式、囊式、平板、筒式等多种过滤器型式,并可满足12芯20英寸以内滤筒的测试需要。
生物制品与疫苗。生物制品工艺中包含超滤、微滤等膜分离单元,仪器提供超滤膜包测试功能,可对对称及非对称膜、超滤柱等进行检测,适应生物制药领域的膜组件管理需求。
食品饮料。饮料、酒类、乳制品生产中的除菌过滤,同样需要完整性验证,以保证产品微生物指标稳定。
医疗器械与制水系统。医疗器械清洗用水、纯化水系统的过滤单元,需要定期做完整性检查,设备的在线/离线两种使用方式为现场检测提供了方便。
实验室与验证场合。高校、研究院所、第三方检测机构在开展过滤工艺研究或验证时,需要可重复、可记录、可导出的检验测试的数据,仪器的审计追踪与数据导出功能契合这类场合的记录要求。
在这些场景里,设备承担的角色是相通的:把不易观察的滤膜状态转换为可比较、可追溯的数据,为工艺放行和偏差调查提供支撑。
从单一方法走向多方法集成。早期装置往往只对应一种测试方法,遇到不同滤芯就要换设备。把泡点、扩散流、水浸入、保压等方法集成到一台仪器,减少设备数量,也统一了数据格式。
从人工判读走向自动运算。把手动加压、目视读数的过程交给仪器自动完成,配合优化后的算法,既提高了重复性,也缩短了测试时间。
从纸质记录走向数据完整性管理。权限分级、审计追踪、电子签名、数据不可修改的导出方式,本质上是把检验测试的数据当作质量证据来管理。这一趋势与药品监管对电子记录的要求同步。
从离线检测走向在线配套。随着自动化程度提高,检测设备慢慢的变多地需要与在线灭菌控制管理系统、生产管理系统对接,对数据通讯与网络接口的扩展能力提出了新要求。仪器预留的工业总线与模拟控制端口,正是为这类升级做的准备。
从固定机型走向可定制。不同企业的过滤系统差异较大,可按需设计特定方案、支持定做要求的能力,成为设备实用性的加分项。
过滤器完整性测试的价值,说到底在于把滤膜与组件的真实状态量出来、记下来、留得住。实验室过滤器完整性测试仪BC-2600把多种完整性测试方法集成到一台设备中,配合10英寸彩色触摸屏、Linux系统、1000组预存方案、1000个用户账号与4级权限、审计追踪与多路数据接口,覆盖了制药、生物、食品、医疗器械等领域常见的检测需求。它可做到12芯20英寸滤筒的测试,支持在线与离线两种使用方式,通过欧盟CE认证,并满足2020年颁布的《药典》要求,可实现权限管理、审计追踪与电子签名,也可选配数据库专家管理系统。对需要把完整性检测纳入质量体系的用户,这类设备提供的是一个方法齐备、记录规范、便于扩展的检测入口。
选型时建议结合自己滤芯类型、生产规模与数据管理要求,把测试方法、适合使用的范围、精度指标与接口能力逐项对应,再确定配置。指标以资料为准,使用以规程为先,这样设备的能力才能真正转化为质量上的把握。
