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，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，使样本温度瞬速上升。
程序降温仪（俗称：胚胎冷冻仪）是一款新型研制成功的智能型冷冻仪。该仪器采用微机控制技术，软件，能较准确地控制液氮的施放量，从而保证被冻存的生物制品以适宜的冷冻速率降温冷冻。该仪器具有操作简便、人机界面清楚。程序降温仪的原理：此款设备准确地测定生物样品的相变点， 用微机编制降温程序，以便在样品相变时加大液氮输入量，快速程序降温仪，克服相变样品温度的回升，使细胞安全而迅速地度过相变期，这是提高被冻样品成活率的关键环节。
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