無菌取樣閥是指沒有死角，在取樣前后能對取樣管和閥腔進行清洗殺菌，能夠恢復取樣前衛生狀態，且不會造成對樣品二次污染的取樣閥，通常由閥體、手柄和隔膜三部分組成。閥體與手柄之間常用的連接形式有螺紋、罐焊接、鋼管焊接、卡箍等。手柄可選擇旋轉手柄或可移動鑰匙兩種形式。橡膠隔膜置于閥桿上，作為拉伸塞子，都配有防旋出機構，比傳統取樣閥更衛生可靠。
其工作原理為：當處于關閉狀態時，依靠彈簧張力或其它壓力推動頂針，由頂針將密封膠頭壓緊在罐壁的開孔處，達到密封效果。當需要取樣時，通過旋轉手柄或通過拉動操作桿來開啟手動操作的閥門，此時閥桿及隔膜回縮，使液體流入。取樣完成后，通過相反的步驟，內置彈簧使閥門關閉，保持軟管間的通道開啟，用于消毒。
無菌取樣閥有多種類型，如柱塞式取樣閥、針式取樣閥、自動刷洗取樣閥等。其中，柱塞式取樣閥特別適用于易結晶工況的反應釜取樣檢驗，是化工生產中常用到的一種檢驗閥門，廣泛應用于發酵罐、儲液罐、生物反應器等的取樣過程中，確保樣品不受外界污染，保持其原始的生物活性與純度。在食品加工領域，它則用于液態食品、乳制品、果汁等生產線的取樣，防止交叉污染，保障食品安全。此外，在化工行業的原材料、中間體及成品的取樣中，以及科研實驗室中的微生物培養、細胞實驗等，同樣發揮著重要作用。
在操作無菌取樣閥時，需要遵循一定的步驟和注意事項，確認取樣罐號，觀察取樣閥門、滅菌蒸汽軟管是否完好。然后，站在取樣口側面，開啟蒸汽閥對取樣口進行滅菌消毒。消毒完成后，關閉蒸汽閥，緩慢扳動取樣閥心進行取樣。取樣完畢后，再次開啟蒸汽閥對取樣口進行滅菌處理。
在維護方面，需要定期對無菌取樣閥進行清洗和殺菌處理，以確保其處于良好的工作狀態中。同時，還需要檢查閥門的密封性能和操作靈活性，及時發現并處理潛在問題。
