生物化學與分子生物學實驗室中可以根據冷凍條件購置不同的控制溫度的冰箱，如-20℃、-40℃、-70℃、-85℃、-152℃等。其中后兩者為超低溫冰箱（ultra-low temperature freezer），是20世紀后期發展起來的用于生物樣品或藥品的低溫保存和儲藏的設備，在生物研究、臨床、醫藥和工業等領域都具有廣泛的用途。
超低溫冰箱可用于保存藥物、疫苗、酶、激素、干細胞、血小板、精液、移植的皮膚以及從人體抽取的標本、植物種子的種質庫、基因克隆庫和一些重要的生物和化學試劑等。
在分子克隆實驗中，—70℃超低溫冰箱被廣泛用于儲存感受態大腸桿菌、感受態細胞和入噬菌體原種.
國外超低溫保存技術發展較早，產品也較成熟，其中尤以日本SANYO、美國FORMA、NUAIRE、REVCO等的—85℃超低溫冰箱為代表。這些超低溫冰箱一般都具有比較齊全的設備運行保證功能。例如，高溫警報功能，停電、過濾網堵塞檢測功能，自動輸入補助功能，樣品安全性警報系統，微處理和模擬控制系統，二氧化碳備用系統和記錄儀系統等。
一般考察超低溫冰箱的性能時，應從zui低制冷溫度、體積大小、外形特點（臥式或立式）、壓縮機噪音大小、震動幅度、箱體內的溫度均一性、故障率（尤其是壓縮機）和選配件種類等結合自己的使用要求和實驗室的空間排布等情況進行全面考慮。
未來主要關注超低溫冰箱的可靠性和能夠滿足不同樣品的儲存條件，包括溫度和氣體組成。此外，有些公司為了滿足生物材料對溫度均一性的較高要求，在冰箱貨架中采用了用于冷卻的金屬圈，或者將貨架設計為孔形，解決散熱問題，提高冷凍速度和增加溫度的一致性。
未來超低溫冰箱的設計還必須考慮節能和對環境保護的要求，要配有環境檢測系統。同時，納米材料也將成為未來超低溫冰箱制備中很有前途的材料。
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