La criogenia, o congelamiento ultrafrío, no es una idea nueva y, de no ser por un par de excepciones, el equipo usado es similar al de hace 25 años. Se retiene nitrógeno líquido, o helio líquido a veces, en un recipiente criogénico o "dewar". Se enfrían tubos de plástico que contienen el material a preservar, ya sea mediante la inmersión en el líquido o manteniéndolos en la fase gaseosa o de vapor que resulta de hervir el líquido. Hay varios dispositivos que retienen y extraen estas muestras y la forma de los mismos determina el tamaño de la abertura del dewar y, por lo tanto, la duración que tendrá el dewar.
El tamaño del dewar no sólo determina cuántas muestras se pueden guardar, sino también el tipo de material que se usará para construirlo. Los dewars pequeños, a escala de laboratorio, se fabrican en aluminio, mientras que los recipientes más grandes o congeladores, normalmente se hacen de acero inoxidable. En cualquier caso, la construcción del dewar es muy similar a la de los termos al vacío.
Se envuelve un recipiente interior en una cinta aisladora que se usa para evitar la pérdida de conductividad. Por eso, nunca se permite que la cinta aisladora de hoja de aluminio entre en contacto con otra parte de la cinta, que también es aluminio. Este contacto causaría una pérdida de conductividad o una "fuga criogénica". En cambio, la hoja de aluminio sólo entra en contacto con papel.
Los únicos puntos de contacto entre el recipiente interior y el recipiente exterior son el cuello y una pequeña clavija en la parte inferior. La clavija, que normalmente está construida en fibra de vidrio, es hueca y evita que el recipiente interno oscile dentro de la cáscara externa. Entonces, es el cuello el principal punto de contacto entre las dos capas. También construido de fibra de vidrio, el cuello soporta todo el peso del nitrógeno líquido, las muestras y los recipientes para muestras. Es el talón de Aquiles de todos los recipientes criogénicos. Cuando más grande es el cuello, más grande es el talón de Aquiles.
Entonces, ¿por qué no se hacen todos los cuellos lo más pequeños posible? Por conveniencia. Es más fácil hacer el seguimiento si los recipientes para muestras son de mayor tamaño. Por eso, los recipientes criogénicos modernos son un combinación equilibrada de conveniencia y duración del dewar.
El espacio entre los recipientes interno y externo se evacúa a menos de 10 mtorr. Pero la cantidad exacta que está por debajo de 10 mtorr varía entre los fabricantes y determina el desempeño del dewar. Este desempeño se ve reflejado en la "duración de contención estática" del recipiente o en cuánto tiempo lleva el vaciado de un tanque lleno con el casquete en su lugar. El desempeño al vacío queda determinado por cuánto tiempo el fabricante está dispuesto a dejar el recipiente conectado a una bomba de vacío. Esto es crítico poque limita la cantidad de recipientes criogénicos que un fabricante puede producir en cualquier período de tiempo dado. Para los recipientes a escala de laboratorio lo normal son períodos de bombeo de 2 días.
Los recipientes criogénicos son tan propensos a rupturas como lo eran los termos que muchos de nosotros llevábamos a la escuela. A pesar de la disponibilidad de accesorios con ruedas, los recipientes criogénicos duran más cuando permanecen en un lugar. La aceleración del nitrógeno líquido y de las muestras por el movimiento del dewar crea torque en el frágil cuello, lo que eventualmente permite el paso de gases atmosféricos o de nitrógeno líquido (si se llenó mucho el dewar) al espacio entre el recipiente interno y el externo. Cuando se compromete el vacío, el desempeño se deteriora con rapidez y las muestras inestables se ponen en peligro. Ese es el motivo de la popularidad de los monitores de nivel que miden el nivel de nitrógeno líquido dentro del dewar sin necesidad de retirar la tapa. Estos dispositivos funcionan de acuerdo con una serie de principios, incluyendo termopares y sonar.
Aún no hay sustituto para la medición del nivel de líquido mediante la inserción de una varilla o regla no conductora. Se mide el nivel del líquido desde la capa de escarcha que se forma después de retirar la sonda del recipiente.
Sin importar si se guardan muestras en fase líquida o gaseosa, el objetivo es guardar sustancias bioquímicas activas o células viables. Recientemente se prestó atención a la ciencia que explica cómo el congelamiento afecta la viabilidad o la estabilidad. Aparecieron recetas para congelar células en varias concentraciones de glicerol o dimetil sulfóxido y varias empresas que comercializan un aparato de congelamiento a velocidad controlada se ocuparon de la velocidad a la que se produce el congelamiento.