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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