Tipi di magneti per risonanza magnetica e ricercaModifica
I criostati usati nelle macchine per risonanza magnetica sono progettati per mantenere un criogeno, tipicamente elio, in uno stato liquido con una minima evaporazione (boil-off). Il bagno di elio liquido è progettato per mantenere la bobina del filo superconduttore del magnete superconduttore nel suo stato superconduttivo. In questo stato, il filo non ha resistenza elettrica e si mantengono correnti molto grandi con un basso input di potenza. Per mantenere la superconduttività, la bobina deve essere mantenuta al di sotto della sua temperatura di transizione essendo immersa nell’elio liquido. Se, per qualsiasi motivo, il filo diventa resistivo, cioè perde la superconduttività, una condizione nota come “quench”, l’elio liquido evapora, aumentando istantaneamente la pressione all’interno del contenitore. Un disco di scoppio, di solito fatto di carbonio, è posto all’interno del camino o del tubo di sfiato in modo che durante un’escursione di pressione, l’elio gassoso possa essere espulso in modo sicuro dalla suite MRI. I moderni criostati MRI usano un frigorifero meccanico (criocooler) per ricondensare l’elio gassoso e restituirlo al bagno, per mantenere le condizioni criogeniche e conservare l’elio.
Tipo i criostati sono fabbricati con due recipienti, uno dentro l’altro. Il recipiente esterno è evacuato e il vuoto funge da isolante termico. Il recipiente interno contiene il criogeno ed è sostenuto all’interno del recipiente esterno da strutture fatte di materiali a bassa conducibilità. Uno scudo intermedio tra il recipiente esterno e quello interno intercetta il calore irradiato dal recipiente esterno. Questo calore viene rimosso da un criocooler. I vecchi criostati a elio usavano un recipiente di azoto liquido come questo schermo di radiazione e avevano l’elio liquido in un terzo recipiente interno. Al giorno d’oggi sono fatte poche unità che usano criogeni multipli con la tendenza verso criostati ‘senza criogeni’ in cui tutti i carichi di calore sono rimossi da criocooler.
Microtomo biologico tipoModifica
I criostati sono usati in medicina per tagliare vetrini istologici. Di solito sono usati in un processo chiamato istologia a sezione congelata (vedi Procedura a sezione congelata). Il criostato è essenzialmente un “deli-slicer” ultrafine, chiamato microtomo, posto in un congelatore. Il criostato è di solito un congelatore verticale fisso, con una ruota esterna per la rotazione del microtomo. La temperatura può essere variata, a seconda del tessuto da tagliare, di solito da meno 20 a meno 30 gradi Celsius. Il congelatore è alimentato dall’elettricità o da un refrigerante come l’azoto liquido. Sono disponibili piccoli criostati portatili che possono essere alimentati da generatori o inverter per veicoli. Per minimizzare il riscaldamento non necessario, tutti i movimenti meccanici necessari del microtomo possono essere ottenuti a mano tramite una ruota montata all’esterno della camera. I microtomi più recenti hanno un avanzamento elettrico a pulsante del tessuto. La precisione del taglio è in micrometri. I tessuti vengono sezionati fino a 1 micrometro. I normali vetrini istologici sono montati con uno spessore di circa 7 micrometri. I campioni che sono morbidi a temperatura ambiente sono montati su un mezzo di taglio (spesso fatto di albume d’uovo) su un “mandrino” di metallo, e congelati alla temperatura di taglio (per esempio a -20 gradi C). Una volta congelato, il campione sul mandrino viene montato sul microtomo. La manovella viene ruotata e il campione avanza verso la lama di taglio. Una volta che il campione è tagliato ad una qualità soddisfacente, viene montato su un vetrino di vetro trasparente caldo (temperatura ambiente), dove si scioglierà istantaneamente e aderirà. Il vetrino e il campione vengono asciugati con un essiccatore o asciugati all’aria e colorati. L’intero processo, dal montaggio alla lettura del vetrino, dura da 10 a 20 minuti, permettendo una diagnosi rapida in sala operatoria, per l’escissione chirurgica del cancro. Il criostato può essere usato per tagliare l’istologia e il vetrino di tessuto (ad esempio, per la localizzazione degli enzimi) al di fuori della medicina, ma la qualità della sezione è scarsa rispetto all’istologia standard a sezione fissa montata a cera. Una tecnologia più recente come il Compresstome, un tipo di microtomo vibrante, utilizza l’inclusione di tessuto di agarosio invece di un composto a temperatura di taglio ottimale per eliminare la necessità del congelamento tradizionale del criostato e può essere utilizzato per un sezionamento di qualità migliore.