Det er en velkjent ting at biologisk materiale som celler, blod og vevsprøver endres og brytes ned over tid. Kryogenisk konservering, som omfatter lagring ved svært lave temperaturer, er den mest effektive måten ved lagring av biologisk materiale.
Det finnes en kritisk temperatur for de fleste biologiske materialer. Denne temperaturen, også kjent som vitrifiseringstemperatur (Tg), ligger på rundt -130 °C. Når biologisk materiale lagres ved minst 10 til 30 grader under Tg, f.eks. ved -150-160 °C, vil prøvene kunne bli lagret nesten helt uendrede uten at nedbryting finner sted.
Nedkjøling og frysing av biologisk materiale er en kompleks prosess. Biologisk materiale kan lagres på mange måter, men lagring ved lav temperatur er den eneste lagringsmetoden som sikrer minimale endringer i materialet. Kryogenisk konservering er blitt brukt i flere tiår for å sikre overlevelse av levende celler og organismer.
Den kritiske temperaturen for langvarig overlevelse for biologisk materiale er i de fleste tilfeller en temperatur som ligger vesentlig lavere enn den nominelle fusjonstemperaturen. Det betyr at det ikke er nok å lagre en prøve i en vanlig fryser som holder f.eks. -80 °C.
Biologiske prøver bør lagres ved en temperatur som er vesentlig lavere enn kritisk temperatur. Dette er grunnen til at celler lagres i spesielle frysere som kjøles ned ved hjelp av flytende nitrogen. Flytende nitrogen har en temperatur på -196 °C, og temperaturen i fryseren ligger derfor på -150-196 °C, noe som er en ideell frysetemperatur.
Cellene kan enten lagres i flytende nitrogen eller i dampfasen.
