徕卡超薄切片机省去了普通超簿切片法中繁杂的化学固定与包埋操作，在细胞化学研究中有着特殊的用途。为了很好保存形态结构，必须使游离水形成玻璃态的冰，防止产生冰晶。这就要求很高的冰冻速率（~度/秒），这对于传热性能差的生物材料来说是困难的。一般除了尽可能地提高冷冻速率外，还可考虑采用尽可能小的样品尺寸（小于1立方毫米），对样品进行冷冻保护处理等，但通常也只能在样品表面几微米到几十微米范围内能达到玻璃态。更深层将会因冷冻速率低而产生冰晶损伤。
徕卡超薄切片机快速冷冻常用的方法有三种：
①用液氮直接冷冻在样品架上滴上一滴缓冲液，放上预处理过的样品，一起直接放入液氮冷冻。这种方法如上述由于存在汽泡绝热层，冷冻速率低，效果不佳。
②间接冷冻法采用某些低熔点，高沸点，高热容量及传热好的中间冷媒，如：乙烷、异戊烷、丙烷、氟里昂等。将一金属容器置于液氮中，再将中间冷媒注入容器中，待中间冷媒冷却后，然后把样品投入个间冷媒的容器中冷冻。由于这些冷媒不会沸腾和形成绝热泡层，因此，冷冻速率高，效果较佳。
③金屑接触冷冻法将一铜块至于液氮中，待温度平衡后，取出铜块并将样品与它接触0.3~0.5秒，使样品冷冻后，投入液氮中，继续冷冻。此法出于样品预先冷冻，样品放入液统中不会产生绝热的汽泡层，冷冻效果较好，特别适用于无溶液制备法。
徕卡超薄切片机在进行切片之前要将样品块修整好。方法可用徕卡切片机修块；也可在液氮中用一长柄刀片修整，但这两种方法都不易掌握，效果不佳。较合适的方法是：将组织块在戊二强固定的过程中，用刀片修整成适合于切片的梯形，并仔细放置在样品架上进行冷冻。
