Bei der „Slow freezing“ Methode (oder langsamen Einfrieren) wird der Kühlprozess streng kontrolliert, um eine gleichmäßige Abkühlung der Probe zu gewährleisten und intrazelluläre Eisbildung zu vermeiden. Wenn das umgebende Medium gefriert, wird es für die Zellen hyperton, so dass zytoplasmatisches Wasser die Zelle verlässt, um den osmotischen Gradienten auszugleichen. Kryoprotektiva erhöhen die Menge des Lösungsmittels, verringern die Elektrolytkonzentration und verhindern den Zelltod. Diese Methode beruht auf der Fähigkeit der Zelle, Wasser durch die Plasmamembran zu transportieren, so dass die optimalen Kühlraten von der Permeabilität des Zelltyps abhängen. In der Regel wird bei Protokollen zum langsamen Einfrieren eine Abkühlungsrate von etwa -1 °C pro Minute angenommen, die mit einem teuren Gefriergerät mit kontrollierter Rate erreicht werden kann. Diese Methode ist weit verbreitet, da sie ein geringes Kontaminationsrisiko birgt und einfach in der Anwendung ist. Andererseits birgt das langsame Einfrieren ein hohes Risiko von Gefrierschäden durch die Bildung von extrazellulärem Eis.

Bei der Vitrifikation werden die Zellen zunächst hohen Konzentrationen von Kryoprotektiva ausgesetzt und dann direkt auf sehr niedrige Temperaturen abgekühlt, die mit flüssigem Stickstoff erreicht werden. Dieser Prozess ermöglicht es den Zellen, direkt von einer wässrigen Phase in einen glasartigen Zustand überzugehen, wodurch eine Eisbildung wirksam verhindert wird. Zu den Schlüsselfaktoren, die den Erfolg der Vitrifikation beeinflussen, gehören die Viskosität der Probe, die Abkühl- und Erwärmungsraten und das Probenvolumen. Zu den Hauptvorteilen der Vitrifikation gehören ein geringes Risiko von Gefrierschäden und eine hohe Überlebensrate. Allerdings erfordert diese Technik eine präzise Handhabung und ist anfälliger für Kontaminationen.

Die Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Techniken sind die Kryoprotektivum-Konzentrationen und die verwendeten Kühlraten. Dies macht deutlich, wie wichtig es ist, das richtige Gefriermedium und die richtige Ausrüstung zur Temperaturkontrolle für Ihre Bedürfnisse zu finden.