培地の除菌ろ過
調製後の培地を除菌ろ過してから培養に供する。
主な用途
- 培地除菌
Product Guide
滅菌フィルター（除菌ろ過 0.2µm）
滅菌フィルター（sterilizing-grade filter）は、孔径0.2/0.22µmの膜で液中の微生物を除去し、無菌の液を得るためのフィルターです。除去性能はB. diminutaチャレンジ（1×10⁷ CFU/cm²以上の負荷で完全捕捉）で検証され、実工程ではバブルポイントや拡散流などの完全性試験で膜の健全性を確認します。バイオ医薬では培地・バッファー・中間体・最終原薬の除菌ろ過や無菌充填前の工程で使われます。
用途・特徴
滅菌フィルターは、培地やバッファーの調製後の除菌ろ過、バイオリアクター供給ラインのバイオバーデン低減、中間体プールの除菌ろ過、原薬・製剤の最終ろ過（最終除菌ろ過）、無菌充填直前のろ過などで使われます。0.2/0.22µmが標準的な除菌ろ過グレードで、より高い負荷や詰まりやすい液では0.45µmや0.65µmのプレフィルターと組み合わせて多段化します。
sterilizing-gradeとして扱うには、ASTM/PDA TR26に基づくB. diminuta（ATCC 19146）チャレンジでの完全捕捉が検証されている必要があります。実工程では破過や取り付け不良を排除するため、使用前後で完全性試験（pre-/post-use integrity test）を行い、最終ろ過では信頼性を高めるためredundant filtration（直列二重ろ過）やPUPSIT（滅菌前の使用前完全性試験）を採用する構成もあります。
Point
- 孔径0.2/0.22µmで微生物を除去するsterilizing-gradeフィルター
- 除去性能はB. diminutaチャレンジ（1×10⁷ CFU/cm²以上）で検証
- 完全性試験（バブルポイント/拡散流/水侵入）で膜の健全性を確認
- 膜材質はPES、PVDFが主流。低タンパク吸着・広いpH適合性が重要
- プレフィルターと組み合わせ多段化して処理量を確保する
- 最終ろ過ではredundant filtrationやPUPSITを採用する構成もある
- オートクレーブ/SIP対応カートリッジとガンマ滅菌シングルユースカプセルがある
- E&L、CoA、バリデーションガイドなどGMP文書が選定の判断材料になる
使用方法
基本的には、ろ過対象液をプレフィルターを介して0.2µm滅菌フィルターへ通し、無菌の液を得ます。使用前後の完全性試験で膜の健全性を確認します。
1ろ過対象液とバイオバーデン、粒子負荷を確認する
2膜材質、孔径、ろ過面積、形式（カートリッジ/カプセル）を選定する
3フィルターを取り付けオートクレーブ/SIPまたはガンマ滅菌で準備する
4膜を規定の液で完全に湿潤させる
5使用前完全性試験（バブルポイント/拡散流/水侵入）を実施する
6プレフィルターを介して規定流量・規定圧力でろ過する
7差圧、流量、処理量、ろ過時間を記録する
8ろ液を無菌的に回収またはバッグ・タンクへ移送する
9使用後完全性試験を実施し膜の健全性を確認する
10記録を残し無菌充填工程または次工程へ送る
実際の運用は、ろ過対象液の組成と粘度、バイオバーデン負荷、処理量、許容差圧、滅菌方法、シングルユースかステンレスハウジングか、GMP要件（PUPSITやredundant filtrationの有無）によって変わります。
除菌ろ過（0.2µm）と 清澄ろ過/プレフィルターの違いは？
除菌ろ過とその前段の清澄ろ過・プレフィルターは、いずれもろ過工程ですが、目的（無菌化か負荷軽減か）と検証の考え方が異なります。
結論
粒子や濁質が多い液をいきなり0.2µm膜に通すと急速に目詰まりするため、清澄ろ過やプレフィルターで負荷を下げてから除菌ろ過する多段構成が基本です。無菌性を保証するのは0.2µm滅菌フィルターであり、ここでは完全性試験とバリデーションが欠かせません。
目的
濁質・粒子の除去、後段フィルターの負荷軽減
微生物除去による無菌化
孔径
0.45/0.65/1.2µmなど比較的大きい
0.2/0.22µm（sterilizing-grade）
性能検証
粒子捕捉や処理量が主。微生物保証はしない
B. diminutaチャレンジで完全捕捉を検証
完全性試験
必須でない場合が多い
使用前後の完全性試験が重要
工程位置
除菌ろ過の前段（プレフィルター）
最終ろ過、無菌充填前、培地・バッファー除菌
主な膜材質
ガラス繊維、PP、PESプレフィルター層
PES、PVDFなどのsterilizing-grade膜
目詰まり対策
粒子を受け止め後段を守る
プレフィルターで保護し面積で処理量を確保
GMP上の扱い
バイオバーデン低減の一手段
無菌性に直結し、バリデーションが必須
完全性試験の種類
| 試験 | 原理 | 向く膜・条件 |
|---|---|---|
| バブルポイント試験 | 湿潤膜から気泡が連続的に抜け始める圧力で最大孔径を評価する | 小面積、孔径確認、簡便な確認に向く |
| 拡散流試験（フォワードフロー） | 規定圧力で膜を透過する気体の拡散流量を測定し基準と比較する | 大面積カートリッジ・カプセルの標準的試験 |
| 圧力保持試験（プレッシャーホールド） | 加圧後の圧力低下を測定し膜の健全性を間接評価する | 拡散流の代替・補完として用いる |
| 水侵入試験（WIT） | 疎水性膜に水が侵入し始める圧力で健全性を評価する | エア/ベント用などの疎水性PTFE膜 |
| 使用前完全性試験（pre-use） | ろ過前に膜の健全性を確認する | 破過品の使用を避ける目的 |
| PUPSIT | 滅菌後・使用前に下流無菌性を保ったまま完全性を確認する | 最終ろ過の信頼性を高める構成で採用 |
| 使用後完全性試験（post-use） | ろ過後に膜が健全だったかを確認する | バッチの無菌性判定に用いる必須試験 |
膜材質と適合性（PES/PVDF等）
| 膜材質 | 特徴 | 主な用途・注意点 |
|---|---|---|
| PES（ポリエーテルスルホン） | 高流量、低タンパク吸着、広いpH適合性 | 培地・バッファー・タンパク質液の除菌ろ過の主流 |
| PVDF | 低タンパク吸着、低抽出物、親水化処理品 | タンパク質・製剤の最終ろ過、低吸着が必要な液 |
| PVDF（疎水性） | 撥水性で気体は通し水は通さない | タンク/バイオリアクターのエア・ベントろ過 |
| PTFE（疎水性） | 高い化学耐性、疎水性 | ベント、ガスろ過、溶剤系の液 |
| セルロース系（CA/MCE） | 低吸着グレードもあるが用途が限定的 | 一部の水系・分析用途。本工程では適合確認が必要 |
| ナイロン | 正電荷品はエンドトキシン低減に寄与 | 特定用途。タンパク吸着に注意 |
| プレフィルター層（PP/ガラス繊維） | 粒子・コロイドを捕捉し後段を保護 | 0.2µm膜の前段として多段化に使う |
代表的な形式・構成
| 形式 | 内容 | 向く場面 |
|---|---|---|
| プリーツカートリッジ | ステンレスハウジングに装填する標準形式 | SIP/オートクレーブ運用、大量処理 |
| シングルユースカプセル | ハウジング一体型の使い捨て。ガンマ滅菌品もある | シングルユース工程、洗浄バリデーション不要化 |
| ディスク/小型カプセル | 47mmディスクや小型カプセルのスケールダウン品 | ろ過性能・処理量の評価、Vmax試験 |
| 二段（プレ+ファイナル） | プレフィルター層とsterilizing膜を組み合わせる | 詰まりやすい液の処理量確保 |
| redundant filtration | 0.2µm滅菌フィルターを直列に二重設置する | 最終ろ過の無菌性信頼性向上 |
| エア・ベント用疎水性フィルター | 疎水性膜でタンク/リアクターの呼吸をろ過する | 陽圧/陰圧調整、水侵入試験で健全性確認 |
| アセンブリ（流路一体型） | フィルター・バッグ・チューブ・コネクター一体 | 無菌移送ライン、無菌充填前ライン |
選定項目
ろ過対象培地、バッファー、タンパク質液、中間体、原薬、製剤など
孔径0.2/0.22µm除菌ろ過か、プレフィルター（0.45µm等）か
膜材質PES、PVDF、疎水性PVDF/PTFEなど液との適合性
タンパク吸着目的物の吸着ロスが少ない低吸着膜か
化学適合性pH、有機溶媒、界面活性剤、洗浄液への耐性
ろ過面積バッチ量と許容ろ過時間を満たす面積か
処理量Vmax/Pmaxなどで目詰まり前の処理量を評価する
流量・差圧許容差圧内で必要流量を確保できるか
完全性試験バブルポイント/拡散流/水侵入の基準値とテスター適合
滅菌方法SIP/オートクレーブ対応かガンマ滅菌シングルユースか
微生物保持の検証B. diminutaチャレンジ済みのsterilizing-gradeか
E&L・抽出物抽出物・溶出物データ、低E&L設計か
GMP文書CoA、バリデーションガイド、変更通知、規制文書
供給性標準品、リードタイム、スケール展開、セカンドソース
使用される工程
滅菌フィルターは、無菌化やバイオバーデン低減が必要な多くの工程で使われます。
バッファーの除菌ろ過
精製・調製用バッファーをバイオバーデン低減・除菌する。
主な用途
- バッファー除菌
バイオリアクター供給
供給液やフィードのバイオバーデンを下げて投入する。
主な用途
- フィード除菌
中間体プール除菌
工程間プール液をバイオバーデン低減・除菌する。
主な用途
- 中間体除菌
Protein A前後ろ過
ロード液や溶出プールの除菌ろ過に使う。
主な用途
- 前後除菌
ウイルスろ過前後
ウイルスフィルター前後のバイオバーデン管理に使う。
主な用途
- バイオバーデン低減
原薬の最終ろ過
原薬（DS）プールを最終除菌ろ過する。
主な用途
- 最終除菌ろ過
無菌充填前ろ過
充填直前にろ過し、無菌性を確保する。
主な用途
- 充填前ろ過
エア・ベントろ過
タンク/リアクターの呼吸を疎水性膜でろ過する。
主な用途
- ベントろ過
WFI・用水ろ過
注射用水や工程用水の使用時点ろ過に使う。
主な用途
- 用水除菌
原料・添加物ろ過
界面活性剤や添加物溶液の除菌ろ過に使う。
主な用途
- 原料除菌
使用されるモダリティー
滅菌フィルターは、無菌化が必要なほぼすべてのモダリティーで使われます。
抗体医薬
関連度高
培地・バッファー除菌原薬最終ろ過
上流〜下流の各工程と無菌充填前で広く使われる。
Fc融合・組換えタンパク質
関連度高
バッファー除菌最終ろ過
低吸着膜での除菌ろ過が重要。
二重特異性抗体
関連度高
中間体除菌最終ろ過
抗体医薬と同様に各工程で使われる。
ADC
関連度高
抗体側除菌製剤化前ろ過
抗体原薬の除菌ろ過と製剤化工程で使われる。
ワクチン
関連度高
培地除菌製剤最終ろ過
培地・バッファー・最終製剤の除菌ろ過で使われる。
mRNA-LNP
関連度中〜高
バッファー除菌製剤後ろ過
LNP本体は0.2µm膜で詰まる場合があり、膜と段数の検討が要る。
細胞・遺伝子治療
関連度中
培地・バッファー除菌ベクター工程液
細胞本体には使えないが、培地・工程液・ベクター液で関係する。
微生物発酵
関連度中
培地除菌バッファー除菌
発酵用培地やバッファーの除菌ろ過で使われる。
メーカー製品
sterilizing-grade 滅菌フィルター（プロセス用）（11）
Merck / MilliporeSigmaMillipore Express SHF（PES 0.2µm）単層0.2µm PES膜の高流量sterilizing-gradeフィルター。広い化学適合性と高フラックスを特徴とし、検証済み除菌ろ過工程に使われる。公式URL Merck / MilliporeSigmaMillipore Express SHC（PES 高容量）高容量・高流量のsterilizing-grade PESフィルター。目詰まりしやすい液の処理量確保に使われ、Emprove文書で支援される。公式URL Merck / MilliporeSigmaDurapore（PVDF 0.22µm）低タンパク吸着・低抽出物のPVDF膜フィルター。タンパク質液や製剤の除菌ろ過に使われる。公式URL SartoriusSartopore 2 XLG（0.8/0.2µm PES）0.8µmプレフィルター層と0.2µm sterilizing膜を組み合わせた二層PESフィルター。高容量で処理量を確保する。公式URL SartoriusSartopore 2（0.45/0.2µm PES）標準的な二層sterilizing-grade PESフィルター。培地・バッファー・中間体の除菌ろ過に使われる。公式URL SartoriusSartoguard PES（プレフィルター）0.2µm除菌ろ過の前段に使うPESプレフィルター。後段sterilizing膜の負荷を下げ処理量を伸ばす。公式URL PallSupor EKV（PES 0.2µm）laid-over-pleat構造のPES sterilizing-gradeフィルター。広いpH適合性と低タンパク吸着で高流量・高処理量を狙う。公式URL PallSupor EAV（PES 0.2µm）Supor系の0.2µm sterilizing-grade PESフィルター。液の特性に応じて選定されるバリエーション。公式URL PallFluorodyne II / Fluorodyne EX EDF低ファウリングのPVDF系/ハイブリッド膜sterilizing-gradeフィルター。詰まりやすい最終製剤ろ過に使われる。公式URL CytivaULTA Pure SG（PES sterilizing-grade）PES sterilizing-grade膜のシングルユース/カートリッジ。ガンマ滅菌カプセルやディスクで除菌ろ過に使われる。公式URL 3M / SolventumLifeASSURE PDA（PES 0.2µm）非対称PES二層膜のsterilizing-gradeフィルター。1×10⁷ CFU/cm²のB. diminuta保持を満たし、高流量・高処理量を狙う。公式URL
プレフィルター・ベント・スケールダウン（6）
Merck / MilliporeSigmaMilligard PES / Polysep II（プレフィルター）0.2µm除菌ろ過の前段で粒子・コロイドを捕捉するプレフィルター。後段の処理量を確保する。公式URL Merck / MilliporeSigmaAervent / Millex（ベント・小型フィルター）疎水性膜のベント用フィルターや小型スケールダウン品。ベントろ過や処理量評価に使われる。公式URL SartoriusSartofluor（疎水性 ベントフィルター）疎水性PTFE/PVDF膜のエア・ベントフィルター。タンク/リアクターの呼吸ろ過に使われ、水侵入試験で健全性を確認する。公式URL PallEmflon / Kleenpak（ベント・スケールダウン）疎水性PTFE膜のベントフィルターやスケールダウン用カプセル。ガス/ベントろ過と処理量評価に使われる。公式URL CytivaULTA Pure SG ディスク / 小型カプセル47mmディスクや小型カプセルのスケールダウン品。除菌ろ過の処理量・性能評価に使われる。公式URL 3M / SolventumLifeASSURE PFS / プレフィルターsterilizing-grade/プレフィルター製品群。詰まりやすい液の多段ろ過や処理量確保に使われる。公式URL
完全性試験テスター・無菌流路アセンブリ（6）
SartoriusSartocheck（完全性試験テスター）バブルポイント、拡散流、水侵入、PUPSITに対応する自動完全性試験装置。使用前後の試験に使われる。公式URL PallPalltronic Flowstar（完全性試験テスター）拡散流・バブルポイント・水侵入試験に対応する完全性試験装置。フィルター健全性の判定に使われる。公式URL Merck / MilliporeSigmaIntegritest（完全性試験テスター）Millipore Expressなどの完全性試験に対応するテスター。使用前後試験やPUPSIT構成に使われる。公式URL CytivaReadyCircuit / 無菌流路アセンブリフィルター、バッグ、チューブ、コネクターを組み合わせた滅菌済み無菌流路。除菌ろ過・無菌移送ラインに使われる。公式URL SartoriusSingle-Use Assemblies / Opta コネクターフィルター・バッグ・チューブ・無菌コネクターを組み合わせたアセンブリ。除菌ろ過ラインや無菌接続に使われる。公式URL CPCAseptiQuik（無菌コネクター）フィルター・バッグ・チューブの無菌接続に使われる無菌コネクター。除菌ろ過ラインの組み立てに使われる。公式URL
