深层过滤在生物医药行业中发挥着至关重要的作用，它能够高效去除杂质、改善产品安全性、提高产品稳定性，并提升工艺效率，是生物医药生产过程中不可或缺的关键步骤。艾里奥斯《“深”入“浅”出》系列知识课堂上线，助力大家更深入了解深层过滤，本期为您带来深层过滤的发展演变及原理。
深层过滤发展演变
- 4000多年来，深层过滤一直是净水技术的重要组成部分，从公元前1500年左右使用沙子过滤饮用水，到1800年代苏格兰的世界第一个市政净水系统。
- 最初的 Cohn 冷乙醇血浆分离工艺，在纯化白蛋白和血清 lgG 的制备中使用以硅藻土作为助滤剂的深层过滤去除悬浮颗粒。
- 专为生物工艺应用而设计的一次性深层过滤器，可用于过程中液流的预处理，以去除关键污染物，从而提高后续层析或过滤工艺的性能。
- 开发具有增强性能特征的新型深层过滤材料和结构，以获得更大处理量、更高杂质去除效率、更低水平可溶出物/可析出物的深层过滤器，实现连续生产工艺。
深层过滤的原理
深层过滤是利用过滤介质的深层(厚度)矩阵，来捕获悬浮颗粒，将它们与携带其的液体分开。深层过滤器主要以纤维素做过滤介质。
纤维之间的空隙用于捕捉料液中的颗粒：随着过滤的进行，颗粒堆积在表面形成滤饼，会提高过滤的效率；同时随着滤饼越来越厚，也会降低过滤速度。
深层过滤有如下3种截留方式：
筛分：直接拦截大于介质孔隙的颗粒。
拦截：颗粒穿过介质的曲折路径，导致其能量损失将颗粒困在介质中。
吸附：因分子间物理吸引力、化学吸引力或静电吸引力，将颗粒吸附在深层介质中。
深层过滤与表面过滤技术特点对比
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表面过滤 |
深层过滤 |
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过滤精度 |
绝对过滤 |
公称过滤 |
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容污能力 |
低 |
高 |
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使用寿命 |
短 |
长 |
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适用料液 |
澄清或预过滤 |
浑浊、高含量 |
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初始压降 |
升高较快 |
低、稳定 |
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适用点 |
下游终端过滤 |
上游预过滤 |