超低溫保存應用：適應于一系列細胞、組織和有機體（例如細菌、酵母、血紅細胞、雜交瘤、哺乳動物配子和高等植物培養細胞），并且已成功地開發其商業價值，特別是牛精zi和胚胎，以及近的軟體動物幼體。冰凍配子和胚胎在人類生育管理上的作用也變得越來越重要了。

冰凍和解凍對大多數細胞都是嚴重的脅迫，通過控制冷凍和解凍的速度、以及改變細胞和細胞質的化學環境來改變。冰凍配子和胚胎在人類生育管理上的越來越重要。了解超低溫保存的注意事項：

在冰凍過程中，主要的脅迫來自：①暴露在低溫下；②冰晶的機械、物理效應；③胞外溶液性質的改變；④胞內溶液類似性質的改變。

超低溫損傷的一個原因，可能是細胞本身沒有結冰時溫度下降對細胞結構和功能的影響。若發生這種直接的低溫損傷，則在降溫過程中會很快地表現出來并取決于冷凍速度，隨冷凍速度增加而增加。這種損傷在很多細胞包括細菌、酵母、原生生物、藻類、高等植物和哺乳類細胞系中都可觀察到。

在水溶液環境的細胞系統中，冷凍速度慢將導致胞外結冰，而細胞仍未結冰，不過已處于超冷卻狀態（即處于溶液冰點以下，但無冰晶形成）。胞外結冰的主要后果是溶質從冰晶中排出，并在剩余的液體部分積累。這小部分溶液很快積累大量溶質，因而對細胞造成了高滲環境，以致未結冰細胞的滲透脅迫也就增加 （圖1）。細胞的反應表現為失水、體積減少，并且因細胞膜的表面積減少可能遭受一系列機械損傷。這些損傷包括由于細胞收縮引起質膜物質丟失，這可能導致解凍過程中隨著細胞恢復其原來的體積而發生胞溶作用。顯然，在這種低溫脫水過程中，未冰凍細胞的細胞質將更加濃縮，其細胞器將和整體細胞一樣遭受后面損傷性的滲透脅迫效應。細胞外的冰晶和未結冰溶液將同時存在，直至達到溶液的共溶溫度，在這種溫度下，溶質開始晶體化。