冷冻干燥保存法是血小板长期稳定保存的一种理想方法。目前针对人血小板的冻干保存已进行了较多的实验研究,但血小板冻干复水后的细胞形态、超微结构及某些功能指标仍较新鲜血小板有较大差距,此外大容量血小板的冻干和复水过程面临着传热传质条件的限制,需要对其中的热物理问题进行研究。本文主要针对血小板冻干保存中的预冻和预复水环节,从热物理角度出发开展了以下实验和理论研究：1.实验测量了水、氯化钠和冻干保护剂海藻糖、牛血清白蛋白或羟乙基淀粉组成的三元、四元溶液的平衡冻结点；比较了计算冻结点的多项式加和法和渗透维里方程混合法则,发现前者计算结果更接近实验值；提出了根据水/氯化钠/非电解质溶液的冻结点实验数据拟合得到非电解质的修正系数,进而计算四元溶液冻结点的方法,计算值与实验值的平均标准偏差为0.46℃。2.实验测量了上述三元、四元溶液的共晶点温度瓦Teu和浓度Weu,玻璃化转变温度Tg,最大冻结浓缩浓度W’g和对应的玻璃化转变温度T’g,初始融化温度T’m。发现在最大冻结浓缩点处,不可冻结水质量与溶质质量之间存在比例关系；提出了单位质量溶质对应的不可冻结水质量基本不变的假设,得到了根据溶液组成计算多元冻干保护剂溶液Wg’、Tg’和T’m的方法,T’g和T’m的计算值与实验值之间的平均标准偏差分别为1.95℃和3.23℃。3.建立了基于冻干保护剂溶液相图的、血小板预冻过程的数值模型,分析了降温速率、冻干保护剂溶液组成、细胞内海藻糖加载量和渗透性低温保护剂的添加量对细胞内溶液状态的影响：增大冻干保护剂溶液的初始同渗重摩可以减小细胞内溶液的过冷度△Tsin;增大细胞内海藻糖的加载量,细胞内溶液过冷度△Tsin;和剩余水分含量增大；增大保护剂溶液中二甲基亚砜的浓度,细胞内剩余水分含量增加,细胞内溶液玻璃化转变温降低。4.实验研究了冻干血小板的水蒸气吸附特性,发现占干物质体积5%的血小板会对样品的水蒸气吸附等温线和等量吸附热产生显著性影响,冻干血小板的单分子层水分含量与最佳平均预复水含量吻合；根据实验数据拟合得到瓶装冻干血小板的水蒸气扩散系数,模拟了不同温湿度条件和冻干血小板厚度对预复水过程的影响：37℃时将环境湿度从85%降低到65%,3.5mm厚度冻干血小板的平均水分含量达到单分子层水分含量所需时间从48min增大到93min,但样品内部的水分含量分布更加均匀。本文得到的多元冻干保护剂溶液相图数据及其计算方法,血小板预冻过程模拟结果,冻干血小板水蒸气吸附特性以及预复水过程模拟结果,对血小板冻干/复水过程的优化具有参考价值。