实验室低温保存设备包括：液氮保存箱、液氮罐、-140℃/-150℃深冷低温保存箱、-86℃超低温冰箱、程控降温仪、低温冰箱（-20℃、-30℃、-40℃）、药品保存箱、疫苗保存箱、血库冰箱、层析柜、防爆冰箱、防火冰箱等。
检验冰箱可靠性和制冷能力的方法：1、常规冰箱放置温度计；2、超低温冰箱放置加热器、大量样品或反复开门
1. 冻存保护剂
很多化合物都可以作为冻存保护剂，它们既可以单独使用也可以联合使用，例如糖、血清和去污剂。虽然冻存没有绝对的准则，但是大家普遍认为二甲基亚砜（DMSO）和甘油是保护活细胞和组织使用最广泛且最有效的冻存保护剂。其他冻存保护剂可根据情况使用，可单独使用也可联合使用，包括：聚乙烯乙二醇（polyethylene glycol），丙烯乙二醇（propylene glycol），甘油（glycerine），聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrolidone），山梨醇（sorbitol），右旋糖苷（dextran），海藻糖（trehalose）。
冻存组织和整个器官的需求，促进了冻存方法的发展，新方法也提高了冻存细胞和有机体的复苏。这些方法包括改变冻存保护剂的浓度和加入添加剂，避免冻存过程引发的细胞调亡或 程序性死亡。多年来人们一直认为，是冻存过程中产生的细胞内物理变化或损坏，造成冻存后细胞的死亡。而最近有研究发现，一些更为精细的胞内活动可能导致了细胞死亡，而这些活动可在一定程度上受控于适当的冻存添加剂。
冻存过程中，冻存保护剂有多种功能。例如，DMSO 可以降低冰点，促进细胞在胞内冰晶形成之前脱水更加完全。普遍认为，当冻存保护剂可有效穿透细胞，延迟胞内冰晶形成，降低溶液效应时，冻存保护的效果最佳。另外，需要根据冻存的细胞类型来选择冻存保护剂。对绝大多数细胞来说，甘油是更好的选择，因为它的毒性比DMSO 小。但是，DMSO 具有更好的渗透性， 通常作为较大型较复杂的细胞冻存，如原生生物。在添加到细胞悬液之前，冻存保护剂应该用新鲜培养基稀释到适宜浓度，这能最小化潜在的化学反应损害，并确保细胞能均一接触到保护剂，减少毒害效应。DMSO 和甘油通常使用的浓度范围为 5-10%（v/ v）。除了用于植物细胞，二者一般不联合使用。
冻存保护剂最优浓度选择根据细胞类型及细胞所能耐受的最高浓度而定。针对某些材料，通过不断增加保护剂浓度来检测细胞的敏感度，有助于挑选出保护剂的最优工作浓度。Quick- Reference Chart（第4 页）罗列出针对不同类型细胞所使用保护剂的推荐浓度，并且可以作为选择合适保护剂的参考资料。
2. 生物材料准备
生物材料冻存前进行的准备工作可能会对冻存结果产生影响。对于非复制性材料，如组织，核酸和蛋白等，准备过程包括确认生物材料处于合适的溶液或冻存培养基中，此步骤的目的在于复苏时达到最大化的预期用途。然而，活细胞和微生物的稳定性及复苏活力受生长条件和冻存前准备工作的影响。
细胞冻存前需考虑多种因素，包括细胞类型、活力、生长条件、生理状态、数目以及细胞前处理等。当建立一个新分离株或细胞系的初次种子储备时，必须对培养物进行检测并消毒，确保微生物污染的最小化。每次准备工作后，以及每次准备新批次的培养物时，均要重复这个步骤。
2、1 微生物
生长于通气培养条件下的微生物细胞，特别是细菌和酵母，表现出比生长于非通气条件下的细胞更强的耐受冷却和冻存伤害 的能力。T.Nei 认为，在通气培养条件下，细胞通透性更好，且开放条件下培养细胞在冷却过程中比非通气条件下培养的细胞失水更快。另外，针对微生物细胞，在对数生长期后期及稳定期早期获得的细胞表现出更强的冰冻耐受性。从生长后期和静态培养早期收集的微生物细胞比生长早期和生长晚期的细胞表现了更强的冰冻耐受性。
一般来讲，初始冻存的细胞数目越多，复苏率越高。对于大多数细菌和酵母而言，保证约 107/ml 的细胞数才能确保足够数量的细胞复苏。由于这些细胞可便捷地从琼脂培养板或斜面上收集，如果需要更大量的细胞，也可使细胞生长于液体培养基中通过离心收集，在任何一种情况下，细胞通常悬浮在包含冻存保护剂的新鲜培养基中。原生生物可以通过离心浓缩，但通常需要悬浮于使用的培养基中，之后使用等体积含冻存保护剂的新鲜培养基稀释。
针对芽孢菌冻存，需要收集芽孢并重悬于含冻存保护剂的新鲜培养基中。冻存前，必须缩短操作时间且确保芽孢并未萌发。针对非芽孢菌冻存，冻存前需采用特殊程序收集菌丝体。某些具硬菌丝体的真菌，需将含有菌丝体的琼脂块从培养基中切出，并将其置于含冻存保护剂的新鲜培养基中。硬菌丝体无法与琼脂培养基很好粘附，生长于肉汤培养基中时，冻存前需将菌丝体团进行混合。
冻存材料的活力和复苏率由冻存前后的培养和生长状态决定。活力是衡量培养物生长和繁殖的一项指标。例如原生生物材料等某些材料，需经过多次传代才能保证其稳定性。复苏细胞数量的估算有多种方法，包括连续稀释，平板计数或直接细胞计数。通过对比冻存前和复苏后细胞数量的差异，可说明细胞复苏程度 或冻存过程是否成功。
2、2 哺乳动物细胞
哺乳动物细胞准备冻存时，需要将细胞调整到合适生长状态， 确保既能得到足够的复苏细胞又无大量非必需生长的细胞。对大部分哺乳动物细胞来说，最优起始细胞数为 106-107/ml 左右。为方便加入等体积的冻存保护剂（2× 冻存保护剂 + 培养基），细胞悬液浓度应以起始浓度的两倍准备。或者，也可将沉淀细胞重悬在冻存 保护剂（1× 冻存保护剂 + 培养基）中达到预期细胞数。细胞操作应该温和小心，确保细胞在冻存前是健康的。尽量避免剧烈吹打及 高速离心。适当情况下，可注入 5% 或 10% CO2 来调节 pH。
影响哺乳动物细胞复苏的因素包括：（a）细胞类型，（b）生长阶段，（c）细胞处于细胞周期的哪个阶段，（d）终悬液中的细胞数量和浓度。可通过优化以上因素来提高复苏细胞活力， 另外，还需考虑冻存保护剂的特性以及冻存过程的具体操作。
哺乳动物细胞培养对其他细胞和微生物的污染特别敏感，例如 Hela 细胞。由于这种特性，初始细胞系可通过同工酶分析、染色体组型分析、免疫分析或基因组分析，检测来源。冻存前后均应该进行如上检测。特别需要注意的是，病毒和支原体污染。 一套完整健全的哺乳动物细胞系鉴定程序应该包括，检查是否存 在细菌、真菌、病毒、支原体、甚至原生生物细胞的污染。
2、3 干细胞
干细胞的冻存方式与哺乳动物细胞大体类似，除了部分提高复苏和克隆生长活性的步骤。一般使用 DMSO 为冻存保护剂，有时配合使用血清，推荐缓慢降温方式冻存。海藻糖与其它冻存保护剂联合使用，降低对细胞的潜在伤害。同时，推荐快速升温方式复苏。复苏的细胞活力依据细胞类型不同可能呈现不同水平。
玻璃化（Vitrification）也可被用于冻存干细胞。操作流程包括，悬浮细胞于包含多种冻存保护剂的浓缩混合物中。另外，需要降温冻存和复苏过程的操作均十分快速，避免冰晶的形成。一些研究证明，玻璃化可得到更高的细胞活力。DMSO，甘油和丙二醇为常用的有效冻存干细胞的保护剂。
2、4 植物细胞
植物细胞冻存与其它细胞相似。细胞的生长阶段会影响复苏效果，最适合的生长阶段为对数生长期后期。另外，细胞密度也大大影响复苏效果，最合适细胞密度取决于细胞类型。
联合使用冻存保护剂大多数情况下比单一使用效果更好。降温速率很重要，在很多情况下，两步降温法效果显著，即先将细胞在 -30℃ --40℃冻存一段时间再降温到液氮温度。这种方法增强了冻存前的胞质失水。通常推荐快速回温方式复苏，但是在某 些情况下缓慢回温方式复苏效果更好。通过使用浓缩细胞悬液和快速降温，植物细胞也可使用玻璃化方式冻存。
植物的抗逆性培养使得其对于压力环境有更强的耐受性，例如冻存过程。植物可产生一定数量的化合物，例如糖类或甘油，保护细胞减少渗透压改变造成的伤害。未分化愈伤组织冻存通常是为了获得稳定性状，这些性状会被持续培养所影响。
种子保存也是一种保存稳定植物种质（germplasm）的方法， 最普遍的方法为保存于低湿低温处。然而，有些种子可耐受由冻存引发的失水，这样的种子便可冻存于液氮温度中。
2、5 病毒
大多数病毒可以无准备阶段直接冻存，且无需进行降温控制。但是，与寄主细胞同培养的病毒，在冻存过程中需要进行降温控制。就寄宿细胞的病毒而言，应采取适当的冻存操作以保证宿主细胞的活力。当从卵细胞中获得病毒时，尿囊液或卵黄囊中的高蛋白物质可在冻存过程中对其提供保护。
植物病毒的保存既可以通过感染植物组织的方式，也可以是纯病毒制剂形式。病毒准备是在冻存前将其悬浮于 DMSO 或其它 冻存保护剂中。虽然绝大部分植物病毒可耐受快速降温，但适当控制降温速率，可得到最好的复苏效果。直接在温水浴中浸泡便 可对植物病毒进行复苏，之后将复苏病毒接种于合适植物寄主即可。
2、6 胚胎
胚胎可通过控制降温速率和玻璃化两种方式进行保存。复苏取决于胚胎发育的阶段，通过成功植入并进入胎儿发育来衡量复苏效果。
2、7 非复制性材料
非复制性材料，例如全血、血清、组织、核酸和蛋白质，对于材料的冻存并无特殊要求。这些材料一般直接冻存，不加冻存保护剂，且采用快速降温。然而，对于这些材料的实际冻存操作方式的选择取决于材料最终的使用目的。要在复苏后成功保留全血的特性，需要冻存保护剂和降温控制，而冻存组织的质量提高可以通过使用最佳切割温度（OCT）复合物材料等物质进行悬浮。