在微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物制藥及食品工業(yè)等領(lǐng)域，培養(yǎng)基的制備與滅菌是實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。除菌主要目的在于去除培養(yǎng)基中本身攜帶或配制過程中引入的各類雜菌（如細(xì)菌、真菌）及其孢子。培養(yǎng)基富含營養(yǎng)，本身就是微生物生長的溫床，不進(jìn)行除菌處理會(huì)使實(shí)驗(yàn)體系污染、結(jié)果失真、浪費(fèi)試驗(yàn)資源和時(shí)間。因此，嚴(yán)格的除菌是確保實(shí)驗(yàn)純凈性、結(jié)果可靠性及可重復(fù)性的根本前提。

       常見的除菌方法主要有三種：熱力滅菌、輻照滅菌、過濾除菌。熱力滅菌包括有121℃高溫高壓蒸汽滅菌和干熱滅菌，但是熱力滅菌可能導(dǎo)致熱敏成分降解、糖類焦化、pH值改變和沉淀形成，許多培養(yǎng)基成分（如生長因子、維生素、抗生素、某些糖類和氨基酸）對(duì)熱敏感，高溫滅菌會(huì)導(dǎo)致其活性喪失或化學(xué)結(jié)構(gòu)改變。輻照滅菌使用γ射線滅菌，但一般用于大規(guī)模的商業(yè)生產(chǎn)培養(yǎng)基預(yù)滅菌，場地要求和設(shè)備成本都非常高，研發(fā)、科研類實(shí)驗(yàn)室用戶，或一般小試中試無法承擔(dān)。

        而過濾除菌作為一種關(guān)鍵的物理除菌技術(shù)，通過機(jī)械截留方式去除培養(yǎng)基中的微生物，同時(shí)盡可能保持培養(yǎng)基成分的生物活性和化學(xué)完整性。通過特定孔徑的過濾介質(zhì)（一般使用過濾膜），物理性截留培養(yǎng)基中微生物，包括細(xì)菌、真菌及其孢子等，使其達(dá)到無菌狀態(tài)的技術(shù)過程。與熱滅菌、化學(xué)滅菌等方法相比，過濾除菌不依賴高溫、輻射或化學(xué)試劑，從而避免了熱敏性成分的降解和化學(xué)污染的風(fēng)險(xiǎn)。此外除菌過濾裝置和過濾膜成本較低，臺(tái)面占用空間小，可以直接在超凈工作臺(tái)和生物安全柜內(nèi)的臺(tái)面內(nèi)使用，適合各類客戶使用。

       在日常過濾時(shí)，通常采用0.22μm濾膜以截留絕大多數(shù)細(xì)菌和真菌，而對(duì)更小的微生物如支原體，則需使用0.1μm孔徑濾膜。其除菌機(jī)制不僅依賴于直接的篩分效應(yīng)（截留大于孔徑的顆粒），還通過濾材的靜電吸附或疏水相互作用捕獲更小的顆粒，并可能因顆粒在孔口的堆積形成“架橋"效應(yīng)，從而增強(qiáng)整體截留效率，從而達(dá)到除菌目的。

       使用濾膜來過濾培養(yǎng)基達(dá)到除菌效果，還有以下優(yōu)勢：

       首先，生物相容性優(yōu)勢。濾膜法在常溫下操作，避免熱敏成分（如生長因子、維生素、某些抗生素）的降解。研究表明，經(jīng)0.22μm濾膜過濾的含血清培養(yǎng)基，其細(xì)胞生長促進(jìn)活性比高壓滅菌樣品高15-30%。不引入化學(xué)滅菌劑，無殘留毒性風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于pH敏感的培養(yǎng)基，過濾不會(huì)改變其酸堿平衡。

        其次，操作與控制優(yōu)勢。現(xiàn)代過濾裝置配備實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，可精確控制壓力、流量和溫度，確保批次間一致性。完整性測試提供客觀的質(zhì)量保證，這是其他方法難以實(shí)現(xiàn)的。可根據(jù)不同培養(yǎng)基特性（粘度、顆粒含量、化學(xué)成分）選擇不同材質(zhì)和孔徑的濾膜。模塊化設(shè)計(jì)允許從小規(guī)模研發(fā)到大規(guī)模生產(chǎn)的線性放大。

       再次，經(jīng)濟(jì)性與效率。對(duì)于常規(guī)液體培養(yǎng)基，過濾除菌通常比高壓滅菌更快（特別是冷卻時(shí)間節(jié)省）。連續(xù)過濾系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，減少人工干預(yù)。雖然初期需要購買設(shè)備，但長期來看，減少培養(yǎng)基成分降解帶來的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，降低熱滅菌的能源消耗，延長熱敏感試劑的使用壽命，減少因滅菌效果不佳導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)失敗。

       最后，安全性與合規(guī)性。封閉式過濾系統(tǒng)減少操作者暴露風(fēng)險(xiǎn)，特別適用于病原微生物培養(yǎng)基的制備。滿足FDA、EMA、cGMP等監(jiān)管要求，完整性測試提供可追溯的文檔證據(jù)。在生物制藥行業(yè)，除菌過濾是終端滅菌不可行時(shí)的優(yōu)選方法。

       要完成除菌過濾，雖然主要依靠過濾膜，但仍需要一整套的設(shè)備來協(xié)助完成，比如L100FS小型一體臺(tái)式培養(yǎng)基除菌真空抽濾系統(tǒng)，其采用一體式結(jié)構(gòu)，將除菌過濾所需要的抽濾泵、集液瓶、濾液、防倒吸保護(hù)器等部件集合在一臺(tái)機(jī)體內(nèi)，主要包括以下組成部分：

1.負(fù)壓抽濾泵——提供負(fù)壓吸引力，可以加快培養(yǎng)基通過濾膜的速度，加快整個(gè)過濾過程。

2.瓶頂過濾器——這是一種可以直接和藍(lán)蓋試劑瓶連接的濾器，包含兩部分，過濾基座和過濾杯。過濾基座起到承上啟下的作用，上面和濾杯連接，下面有可以和試劑瓶連接的GL45標(biāo)準(zhǔn)螺紋，同時(shí)中間帶有支撐濾膜的濾膜支撐片。

3.藍(lán)蓋試劑瓶——用于接收通過濾膜的培養(yǎng)基。使用試劑瓶接收濾液，而不是特殊的三角錐形瓶或真空集液瓶，這樣即可以在過濾完成后，取下過濾器，擰上試劑瓶蓋，便于保存。

4.泵管——用于連接抽濾泵主機(jī)和過濾器，是抽吸氣體的通路。

5.阻水保護(hù)器——安裝在抽濾泵的抽汽口處，可以有效防止濾液倒吸抽入泵內(nèi)，造成的進(jìn)水故障。