JPH07132215A

JPH07132215A - ウイルス除去膜のインテグリティテスト方法

Info

Publication number: JPH07132215A
Application number: JP30330293A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Sato; 哲男佐藤
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-23
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JP3328857B2

Abstract

(57)【要約】【構成】ウイルス除去膜の使用後に行われる性能確
認試験（インテグリティテスト）において、（１）本来
有している孔径分布から外れた大きな孔の有無を検出す
るテストと、（２）本来有している孔径分布の形が全体
的に大きくなることによる平均孔径の変化の程度を検出
するテストを逐次行なうこと。テスト（１）がリー
クテストであること。リークテストの液体が水、
気体が空気または窒素であること。テスト（２）が
代替粒子の濾過であること。代替粒子が金コロイド
であること。【効果】ウイルス除去膜の使用後に実施される膜の性
能保証は、従来法に比較して格段に正確性が向上した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水溶液の中からウイル
スを除去する目的で使用されるウイルス除去膜の使用後
の性能確認のために行なわれる、ウイルス除去膜のイン
テグリティテスト方法に関する。ここで、ウイルス除去
膜のインテグリティテスト方法の基本的原理自体は、An
imal Cell Technology: Basic ＆ Applied Aspect Vol
4, p15,1992 に詳細に説明されている。さらに詳しく
は、本発明は従来行なわれていたインテグリティテスト
方法に比較して、その信頼性が著しく向上したウイルス
除去膜のインテグリティテスト方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、ウイルス除去膜の使用後のウイルス
除去性能の確認テストの方法として、（ａ）バブルポイ
ント方法、（ｂ）膜の有する孔径分布の大きい孔の割合
を測定する方法、（ｃ）代替粒子の濾過による方法など
が開発されている。しかし、いずれの方法も欠点を有し
ており、正確なウイルス除去性能を推定できるとは言い
難い。

【０００３】以下、順次、各方法について説明する。す
なわち、バブルポイント方法（ａ）は簡単な方法であ
り、一般に除菌フィルターなどでも用いられている。そ
の測定原理は気体−液体の表面張力差を利用し、気体圧
力かけ最初に気泡が発生した圧力をバブルポイント値と
定義している。従って、膜の孔のうち一番大きな孔を検
出するものであり、孔数の割合など孔の分布に対しては
考慮されておらず、ウイルス除去率との対応が必ずしも
良好でない。また、膜によってはバブルポイントまで圧
を上昇する前に膜が物理的に破損するといった欠点があ
る。

【０００４】一方、膜が有する孔径分布の大きい孔の割
合を測定する方法（ｂ）は、例えば[J.Membrane Scienc
e 41 (1989)p 69 〜86或いはJ.Membrane Science 40 (1
988)p 277 〜295]に示されるように、液体−液体の低い
界面張力を利用することにより求められる。

【０００５】すなわち、この原理を図１に示されるよう
に表面張力の近似した液体ＡとＢの界面張力差γで圧力
Ｐを掛けると、

【数１】Ｄ＝４×γ／Ｐ・・・(1) （孔は円として仮定しているので実際は形状の効果が考
慮される。）に相当する直径Ｄ以上の孔からＡの液が流
出する。また、膜の孔の分布全体からの流出は、例えば
単一の液体の流量として表される。

【０００６】この時に全体の孔からの流量をＱｔ、大き
な孔からの流量をＱｌとすると、

【数２】ＬＦＩ＝−Ｌｏｇ₁₀（Ｑｌ／Ｑｔ）・・・(2) で表されるＬＦＩは大きな孔からの流量の全体の割合の
対数量である。実際の測定としては、例えば全体の孔か
らの流出量は、水の透水量Ｑｗで測定し、大きな孔から
の流量は、水／エタノール／ｎ−ブタノールの二液分離
成分をＡ液、Ｂ液として、測定した流量Ｑｆから下式
(3) のように表される。

【０００７】（ここで、ηｗ、ηは水及び測定液の粘度であり、Ｐ
ｗ、Ｐｆは測定した圧力である。）

【０００８】この方法（ｂ）は、装置が簡単でかつ操作
が容易であるといった特徴を有する。しかし、ウイルス
除去と測定値ＬＦＩとの相関性があるものの、相関性が
あまり良くない。また、測定値ＬＦＩの値を幅を大きく
して相関性を改善するには、測定時間がかかりすぎて実
用的ではないといった欠点を有する。また、本発明者の
検討によれば、本来の膜の孔径分布に大きな孔が生じた
様な場合は、相関関係が成り立たないといった重大な欠
点があることが判明した。

【０００９】また、金コロイドに代表される代替粒子に
よる濾過方法（ｃ）は、その原理がウイルス除去と同じ
ように濾過による測定なので、ウイルス除去と測定値の
相関性が優れているといった特徴を持つ(Animal Cell T
echnology: Basic ＆ Applied Aspect Vol 4, p15,199
2)。

【００１０】しかし、現在のところ代替粒子の除去率を
ウイルス除去率と同じレベルで測定する手段がないた
め、上記方法と同様に、相対関係でしかウイルス阻止性
能を推定できない。その相対関係は非常に良いものの、
やはり本来の膜の孔径分布以外に大きな孔が生じたよう
な場合は、相関関係が成り立たないといった重大な欠点
があることが判明した。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、上記欠点である本来の膜の孔径分布以外に大きな孔
が生じたような場合も含め、大部分の場合に正確に膜の
ウイルスの除去性能を推定できるウイルス除去膜のイン
テグリティテスト方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来技
術の課題を解決すべく鋭意努力した結果、ウイルス除去
膜の孔径分布を使用による変化の可能性は、大きく分け
て、図２に示されるように孔径分布のから離れた大
きな孔ができる場合と、図３に示されるように孔が
全体的に大きくなって、孔径の割合が大きい孔に移動す
る場合の二つであることを発見した。しかも、現在のと
ころ、両者を区別せずに一度に検出するインテグリティ
テスト方法はない。

【００１３】従って、ウイルスの除去性能の変化を推定
するには、ウイルス除去膜の孔径分布において、本来有
している孔径分布から外れた大きな孔の有無を検出する
テスト（１）と、本来有している孔径分布の形が全体的
に大きくなることによる平均孔径の変化の程度を検出す
るテスト（２）を逐次的に行なうことにより、その信頼
性が著しく向上したウイルス除去膜のインテグリティテ
ストが可能であることを見出し、本発明を完成するに至
った。

【００１４】すなわち、本発明は：ウイルス除去膜の孔径分布において、（１）本来有
している孔径分布から外れた大きな孔の有無を検出する
テストと、（２）本来有している孔径分布の形が全体的
に大きくなることによる平均孔径の変化の程度を検出す
るテストを逐次行なう、ウイルス除去膜のインテグリテ
ィテスト方法を提供する。さらにテスト（１）がリ
ークテストである点にも特徴を有する。また

【００１５】リークテストの液体が水であり、気体
が空気または窒素である点にも特徴を有する。またテスト（２）が代替粒子の濾過である点にも特徴を
有する。また代替粒子が金コロイドである点にも特徴を有する。

【００１６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
方法におけるテスト（１）は、バブルポイントテストに
代表される大孔径の有無を確認するテストである。この
場合、使用中に生じる大孔径は本来の孔径分布から大き
く外れていると考えられるので、本来の膜が持っている
バブルポイントとは意味が異なり、圧を上昇していって
初めて気泡ができる圧力を求めるものではない。むし
ろ、或る大きさ以上の孔が無いことを確認するテストで
ある。従って、バブルポイント以下の或る圧力で、気体
の発生の有無を検出するリークテスト（１）が好まし
い。

【００１７】また、ウイルス除去膜を使用する液体は置
換するのが簡単な水が好ましく、また、気体は空気又は
窒素が簡単に使用できるので好ましい。また、孔の大き
さに対応する圧力は０．８ｋｇ／ｃｍ²〜２．３ｋｇ／
ｃｍ²が好ましい。孔の大きさに対応する圧力が０．８
ｋｇ／ｃｍ²以下であると、検出する孔が大きすぎか
つ、２．３ｋｇ／ｃｍ²以上だと膜の損傷が懸念され
る。さらに好ましくは、１ｋｇ／ｃｍ²〜２ｋｇ／ｃｍ
²である。

【００１８】本発明の方法におけるテスト（２）には、
膜の有する孔径分布の大きい孔の割合を測定する方法、
代替粒子の濾過による方法などを用いることができる
が、代替粒子の濾過による方法がウイルス除去との相関
関係が良好であり好ましい。とくに、金コロイドの濾過
による方法が溶液の調整が容易であり、その濃度測定も
簡単で精度が良いのでより好ましい[ A nimal Cell Tec
hnology ：Basic ＆Applied Aspect Vol 4,(1992 ）ｐ8
7，] 。また、テスト（１）とテスト（２）は、逐次的
であればどちらを先に実施しても良いが、テスト（１）
が簡単な方法なので、先にすることが好ましい。

【００１９】

【実施例】以下、実施例について本発明を具体的に説明
するが、これらは本発明の範囲を制限しない。（実施例１、比較例１）特開平４−３７１２２１号公報
に記載の方法で、平均孔径３５ｎｍを有する銅アンモニ
ア法再生セルロース性多孔中空糸膜から、膜面積０．０
１ｍ²のフィルターを製造した（フィルターＡとす
る）。次に、同様なフィルターの中空糸の一部に針で直
径約１００μｍの孔をあけた（フィルターＢとする）。

【００２０】また、同様に特開平４−３７１２２１号公
報に記載の方法で、平均孔径７５ｎｍを有する銅アンモ
ニア法再生セルロース性多孔中空糸膜から、膜面積０．
０１ｍ²のフィルターを製造した（フィルターＣとす
る）。次に、牛血清１０％を含有するＤ−ＭＥＭ培養液
にタイター１０^7.0の日本脳炎ウイルス（４２ｎｍ）を
入れ、各フィルターに対し３０ｍｌ濾過させ、濾液のタ
イターを測定したところそれぞれ、１０^1.0、１
０^3.5、１０^6.0であり、フィルターの対数除去率は、
下式（４）により求めてそれぞれ、Φ＝６．０、３．
５、１．０であった。

【００２１】

【数４】 Φ＝Ｌｏｇ₁₀（Ｎ_o／Ｎ_f） ───（４）（ただし、Ｎ_oは元液のタイターであり、Ｎ_fは濾液の
タイターである。）次に、濾過後のフィルターに対し
て、１ｋｇ／ｃｍ²のリークテストを水−空気で行い、
[ Animal Cell Technology：Basic ＆ Applied Aspect
Vol.4(1992)]の９４頁記載の方法で調整した金コロイド
の濾過テストを行なった。

【００２２】金コロイドの対数除去率（Φ）は分光光度
計で測定して得られたそれぞれの吸光度より下式(5) に
より求めた。

【数５】金コロイドの対数除去率（Φ）＝Ｌｏｇ₁₀（Ｇ_o／Ｇ_f） ───（５）（ただしＧ_oは元液の金コロイド吸光度であり、Ｇ_fは
濾液の金コロイド吸光度である。）

【００２３】その結果を表１に示す。

【表１】

【００２４】表１より分かるとおり、Ｂフィルターは金
コロイド濾過試験だけでは、ウイルスの阻止性能が悪い
のに金コロイドの濃度（Φ）が正常品と大差なく、膜の
合否を誤って推定してしまうことが分かる。また、Ｃの
方法では、リークテストは当然膜の性能検査には使用で
きないことが分かる。一方、Ａの実施例のごとくリーク
テストと金コロイドの濾過による方法との組合せによ
り、合否の判断が間違いなく下せることが分かる。

【００２５】

【発明の効果】本発明のインテグリティテスト方法によ
ると、ウイルス除去膜の使用後に実施される膜の性能保
証は、従来法に比較して格段に正確性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】膜が有する孔径分布の大きい孔の割合を測定す
る従来法（ｂ）の原理を説明する模式図である。

【図２】ウイルス除去膜の孔径分布から離れた大きな孔
ができる場合の原理を示す模式図である。

【図３】ウイルス除去膜の孔が全体的に大きくなって、
孔径の割合が大きい孔に移動する場合の原理を示す模
式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウイルス除去膜の孔径分布において、
（１）本来有している孔径分布から外れた大きな孔の有
無を検出するテストと、（２）本来有している孔径分布
の形が全体的に大きくなることによる平均孔径の変化の
程度を検出するテストを逐次行なうことを特徴とする、
ウイルス除去膜のインテグリティテスト方法。
【請求項２】テスト（１）がリークテストであること
を特徴とする、請求項１記載のウイルス除去膜のインテ
グリティテスト方法。
【請求項３】リークテストの液体が水であり、気体が
空気または窒素であることを特徴とする、請求項２記載
のウイルス除去膜のインテグリティテスト方法。
【請求項４】テスト（２）が代替粒子の濾過であるこ
とを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のウイ
ルス除去膜のインテグリティテスト方法。
【請求項５】代替粒子が金コロイドであることを特徴
とする、請求項４記載のウイルス除去膜のインテグリテ
ィテスト方法。