Die Kryokonservierung bezieht sich auf die Aufbewahrung eines lebenden Organismus bei Tiefsttemperaturen, sodass er wiederbelebt und in denselben lebenden Zustand zurückgebracht werden kann, in dem er sich vor seiner Aufbewahrung befand. Unbegrenzte Aufbewahrungszeiten erfordern, dass der Organismus unter der Glasübergangstemperatur wässriger Lösungen gelagert wird, die bei ca. -130°C liegt. Dies entspricht der Temperatur, bei der gefrorenes Wasser nicht länger sublimiert, sondern rekristallisiert. Aus diesem Grund sind für längere Aufbewahrungszeiten Tiefkühlgeräte, die bis -150°C geeignet sind, oder Flüssigstickstoff-Gefrierschränke erforderlich.
Im Rahmen der Umwandlung von Gasen in Flüssigkeiten entdeckten Forscher im 19. Jahrhundert isolierte Flaschen für die Aufbewahrung und den Transport. Diese Art von Behältern wird auch heute noch benutzt. Seit Jahren schon ist die Kryokonservierung in Flüssigstickstoff bei -196°C der Standard für eine langfristige Aufbewahrung.
Im Laufe der Jahre wurde deutlich, dass Kreuzkontamination ein echtes Risiko für diese Art der Konservierung darstellte. Nicht nur durch vorhandenes Eis, sondern auch von einer Probe zur anderen. In der Vergangenheit wurden wissenschaftliche Beweise für Hepatitis-Kreuzkontaminationen erbracht.
Aus diesem Grund nahm die Beliebtheit der Lagerung in der Gasphase zu. Wertvolle Proben wurden nicht mehr in Flüssigstickstoff aufbewahrt, wodurch die Risiken von Kreuzkontamination ausgeschaltet wurden.
Es gibt aber auch Nachteile der Lagerung in der Gasphase, d. h.:
- Verringerung der Lagerkapazität; 1/3 des Behälters kann nicht mehr verwendet werden
- die Temperatur der Gasphase hängt weitgehend vom Stand des Flüssigstickstoffs ab
- große vertikale Temperaturgradienten können dazu führen, dass wertvolle Proben bei einer längeren Lagerung größeren Risiken ausgesetzt werden.
Um Proben bei einer langen Lagerung vor Kreuzkontamination und dem Risiko vertikaler Temperaturgradienten zu schützen, wurden trockene Lagerungssysteme, wie z. B. Ultratiefkühlgeräte bis -150°C und das Isothermal-Konzept entwickelt.