速冻柜防冻剂的作用就像防冻剂 ：它们降低了冷冻温度。 它们也增加粘度。 糖浆溶液不是结晶 ，而是变成无定形的冰。 而不是通过结晶从液体到固体的相变，非晶态就像是一种“固体液体”，并且转变是在被速冻柜描述为“ 玻璃化转变 ”温度的小温度范围内。 通过快速冷却促进水的玻璃化，并且可以通过非常快速降低温度实现无冷冻保护剂。
在纯水中达到速冻柜玻璃状态所需的速率被认为是不可能的。 通常要求玻璃化的两个条件是粘度的增加和速冻柜冷冻温度的降低。 许多溶质都能起作用，但是较大的分子通常具有更大的作用，特别是粘度。 快速冷却也促进玻璃化。 对于已建立的冷冻保存方法，溶质必须穿透细胞膜以获得增加的粘度并降低速冻柜细胞内的冰冻温度。 糖不容易渗透通过膜。
那些溶质，如二甲基亚砜 ，一种常见的速冻柜冷冻保护剂，在高浓度下通常是有毒的。 玻璃化冷冻保存的困难折衷之一涉及限制由于冷冻保护剂毒性导致的由冷冻速冻柜保护剂本身产生的损伤。
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