生物样本大都对温度极其敏感，尤其是细胞样本、制品。随着细胞的快速发展，细胞冷冻技术及效果变得更加重要。现在也有一些冷冻降温是通过高溶度的冻存保护剂保障活率，大剂量的冻存保护剂往往对细胞、回输受体有害，如何安全有效的提高细胞及制剂的冷冻效果，是一个重要步骤。生物样品的成功冻存不仅取决于合适的冷冻保护剂，更取决于冷冻的速率、的温度控制和合理的温度梯度（40℃~80℃）。
在细胞冻存的过程中，样本内水分会从液相转变为固相，水分也随之散失，导致细胞内盐、代谢物浓度改变，进而造成渗透压失衡，直接影响冻存细胞的复苏。同时冷冻的速率太快或者太慢，容易导致细胞内水分丧失或形成大冰晶，都不利于细胞存活。另外，快速程序降温仪，生物样本内水分的相变过程也伴随着潜热释放的现象，在从液相转变为固相时会释放出大量热量，细胞程序降温仪，使样本温度瞬速上升。
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