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生物样品在 降温冷冻过程中，当由液态向固态变化的相变期内会释放一定热量，使其温度回升， 不控制降温速率的冷冻过程将会导致组织细胞。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，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。固定在冷冻室内的温度传感器t1, 将冷冻过程中温度变化通过智能温控仪表的rs485通讯协议接口传输给计算机的上位机软件。上位机软件按照用户的编程，计算出当前的目标温度与实测温度的偏差值，用比例、微分、积分算法算出控制量。通过pdi输出电路去控制电磁阀的开关。当电磁阀开通时，液氮喷入冷冻室，风扇使液氮雾化并均匀地在箱内循环。改变电磁阀的开关频率，就控制了箱内的降温速度。
免液氮程序降温仪的产品特性如下：冷却速率和温度的控制，重现性好使用方便简单，样品可原位成核可实现线性和非线性降温方案运转费用低：约为液氮冷冻仪的1%在麦管应用中，在循环末温度可恒定在-100 ℃，直到关闭冷冻仪不间断电源ups：电源失效时仍可完成温度循环。免液氮程序降温仪的应用领域有：冻存管、麦管、样品袋、微孔板和微孔板的样品低温贮存人类和动物胚胎、-研究用样品如淋巴细胞和组织细胞各种哺乳动物类细胞包括心肌细胞，动物脂肪，鸡肉和的冷冻储存典型冷冻袋中的脐带血衍生，微板盘中的黏连细胞和冷藏生物储藏和基因资料库应用。
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步骤：(1)冷冻前24-48小时更换半量或全量培养基，使细胞处于指数生长期。(2)配制冷冻保存溶液(使用前配制)：另取一离心管，加入培养基、，逐滴加入二- (dmso)至20%浓度，即制成双倍的冻存液，置于室温下待用。(3)离心收集培养之细胞，用加的培养基重悬起细胞，取少量细胞悬浮液(约0. 1 ml)计数细胞浓度及冻前存活率。(4)取与细胞悬液等量的冻存液，缓慢逐滴加入细胞悬液，并晃动试管，制成细胞冻存悬液(dmsozui后浓度为5～10%)，使细胞浓度为1～5×106cells/ ml，混合均匀，分装于已标示完全之冷冻保存管中，1～2 ml/vial，并取少量细胞悬浮液作污染检测。严密封口后，注明细胞名称、代数、日期。然后进行冻存。
目前市面上常用的程序降温仪工作原理是：通过微处理器控制系统和电磁阀，控制喷入腔体中的液氮量来控制降温速率。其优点是：控温，受外界环境影响小。尤其是处理大体积样本时，快速喷入的大量液氮更易带走样本中的潜热，从而快速降温，--的样本复苏活性。样品在相变过程中(液态->;固态)会释放大量潜热。当潜-出现，冻存液开始结冰时，样本开始释放热量，温度可能反而会上升。此时，就需要向腔体内迅速喷入大量液氮，从而快速降温，拉大温差，带走热量，使得生物样本迅速越过相变期。
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