深层过滤器在制药特别是生物制药行业中发挥着越来越重要的作用，且具有多种形式和材质以匹配不同的工艺要求。本期艾里奥斯《“深”入“浅”出》系列知识课堂，将对深层过滤器的结构及产品形式进行详细介绍。
一、深层过滤器的结构
最早的过滤介质开发始于1890年代早期，通常包含纤维素和石棉纤维材质，这两种材质均具有非常好的耐热性、化学稳定性及耐水压应力，容易制作成各种高效的过滤模型。但随着石棉纤维被禁止使用在制药工艺中，无机助滤剂以及电荷修饰的过滤介质应运而生，这些新材料为过滤技术的发展注入了新的活力。
此后，深层滤器经历了一系列技术革新，包括化学修饰增强表面电荷、亚微米颗粒介质、更高效的结构设计等。目前，大多数深层过滤介质（即滤板）由纤维素、硅藻土等助滤剂以及高性能树脂复合而成，其厚度、面积及孔隙率等关键参数在去除颗粒物方面发挥着至关重要的作用。
纤维素
- 提供三维基架，内部空间大，亲水性强
深层过滤器主要以纤维素做过滤介质，纤维素组成了滤芯中的网状结构，纤维之间的空隙用于拦截料液中的颗粒。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。
助滤剂
- 提供容污空间，吸附杂质，延缓污堵，提高载量
为了提高过滤器的流量和载量，通常会在纤维素介质中融合助滤剂。常用的助滤剂包括硅藻土、珍珠岩、活性炭和其他硅基质材料。其他过滤器组件通常包含各类不同的弹性体材料和高分子聚合物。
树脂
- 湿强剂，粘合剂，正电修饰
深层过滤介质的第三个组分是树脂。一定比例的树脂作为介质的粘合剂可以提高介质的湿拉伸强度。一些特殊的树脂材料还能提供正电势能，可有效吸附DNA、HCP、内毒素等杂质。
二、深层过滤器的产品形式
深层过滤器通常有不同的构造形式，包括膜片式、层叠式（大饼式）及板框式等。
1.膜片式
膜片式的构造，通常是由平板膜和包裹膜的框架构成，是比较传统的一种构造，在制药工艺中有很长的使用历史。它的优势在于其具有较高的载量和较低的操作成本。此外，过滤器表面积可通过增加或移除平板膜来进行调整，以适配不同的过滤量需求。但是这种形式因为其难以组装、拆卸和清洁正在被其它形式逐步取代，且老一代的设计容易发生泄漏，新的设计正在克服这些缺点。
2.层叠式（大饼式）
层叠式（大饼式）的构造，通常包含多个圆盘式的过滤膜组件，垂直或水平地安装在可重复使用的过滤器外壳（如不锈钢材质）中。它的主要优点是组装和拆卸相较于膜片式滤器更加容易，且可重复使用的外壳相较于膜片式也更容易清洁。
3.板框式滤器
板框式滤器通常为一次性使用，且有不同的过滤面积可选，从而满足研发、中试及生产规模对不同处理量的需求。板框式滤器通常将过滤介质密封在高分子聚合物组成的外壳中，不需要额外的设备清洁，并可直接与工艺管路连接。