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随着细胞被冷冻至冰点以下，悬液中冰晶和溶质的浓度有所增加。如果冷却过程中，胞内水分可以渗出细胞，则可以减少胞内冰晶。通常1℃/min的降温速度可以促进此过程。但是，水分的丧失会导致细胞收缩，当这种收缩达到一定程度，又会导致细胞活性的剧烈下降。冷冻保护剂，如甘油或者二甲基亚砜（DMSO），可以缓解这种效应。细胞冻存的标准程序是在含有冷冻保护剂的培养基中，将细胞缓慢冷冻至–70℃，然后将冻存管转移到液氮中以保持低于–130℃的环境。
有很多方法可以实现1℃/min的降温速度。电脑控制的可编程电子降温系统是较好的方式，可以保持降温速度。但这种设备价格较高，仅当对冻存非常敏感的细胞时才有必要使用。
比较经济的方式是将冻存管放置于冻存盒中，在低于–70℃的冰箱中冻存24小时。已有一些商业化冻存盒产品能够非常接近1℃/min的理想降温速度。或者可以将冻存管放置于壁厚大约15mm的1L容积的聚苯乙烯盒子中，并填充入纸、棉绒或者泡沫起到隔热的作用。
冻存管材质分为两种：玻璃或者塑料。玻璃管更难操作，但更适合珍贵细胞的长期保存，而且一旦适当密封，其安全性也更高。
低温冻存盒分为纸质和PP材质，适用于放置0.5毫升、1.5毫升或者2.0毫升微型管和冻存管，纸质冻存盒，覆膜防水，可反复冻融。满足样本储存的需求。
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