传统的干燥会破坏细胞，引起材料皱缩，在冰冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏，因为固体成份被在其位子上的坚冰支持着。在冰升华时，他会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。
在实验室中，冻干有很多不同的用途，他在许多生物化学与制药应用中是不可缺少的，它被用来获得可长时期保存的生物材料，例如微生物培养、血液、酶、药品，除长期保存的稳定性以外，还保留了其固有的生物活性与结构。为此，冻干被用于准备用做结构研究（例如电镜研究）的组织样品，冷冻干燥也应用于化学分析中，它能得到干燥态的样品，或者浓缩样品以增加化析敏感度。冻干使样品成分稳定，也不需改变化学成分，是理想的分析辅助手段。
冷冻干燥可以自然发生，在自然情况下，这一过程缓慢而且不可预测。通过冷冻干燥系统，人们改进，细分了很多步骤加速了这一过程。
冷冻干燥系统的组成：
1.抽真空系统：用于克服阻碍因素和加速气体流动
2.热源：提供能量
3.干燥室或者多歧管
4.低温冷凝器：用于使蒸气压差最大化并捕捉蒸汽使之冻结，避免水蒸汽污染真空泵。
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