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隨著細胞被冷凍至冰點以下，懸液中冰晶和溶質的濃度有所增加。如果冷卻過程中，胞內水分可以滲出細胞，則可以減少胞內冰晶。通常1℃/min的降溫速度可以促進此過程。但是，水分的喪失會導致細胞收縮，當這種收縮達到一定程度，又會導致細胞活性的劇烈下降。冷凍保護劑，如甘油或者二甲基亞砜（DMSO），可以緩解這種效應。細胞凍存的標準程序是在含有冷凍保護劑的培養基中，將細胞緩慢冷凍至–70℃，然后將凍存管轉移到液氮中以保持低于–130℃的環境。
有很多方法可以實現1℃/min的降溫速度。電腦控制的可編程電子降溫系統是較好的方式，可以保持降溫速度。但這種設備價格較高，僅當對凍存非常敏感的細胞時才有必要使用。
比較經濟的方式是將凍存管放置于凍存盒中，在低于–70℃的冰箱中凍存24小時。已有一些商業化凍存盒產品能夠非常接近1℃/min的理想降溫速度。或者可以將凍存管放置于壁厚大約15mm的1L容積的聚苯乙烯盒子中，并填充入紙、棉絨或者泡沫起到隔熱的作用。
凍存管材質分為兩種：玻璃或者塑料。玻璃管更難操作，但更適合珍貴細胞的長期保存，而且一旦適當密封，其安全性也更高。
低溫凍存盒分為紙質和PP材質，適用于放置0.5毫升、1.5毫升或者2.0毫升微型管和凍存管，紙質凍存盒，覆膜防水，可反復凍融。滿足樣本儲存的需求。
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