Typy magnetů pro zobrazování magnetickou rezonancí a výzkumEdit
Kryostaty používané v přístrojích MRI jsou navrženy tak, aby udržovaly kryogen, obvykle helium, v kapalném stavu s minimálním odpařováním (vypařováním). Lázeň s kapalným heliem je navržena tak, aby udržovala cívku supravodivého drátu supravodivého magnetu v supravodivém stavu. V tomto stavu nemá drát žádný elektrický odpor a při nízkém příkonu se udržují velmi velké proudy. Aby se supravodivost udržela, musí být cívka ponořená do kapalného helia udržována pod teplotou přechodu. Pokud se drát z jakéhokoli důvodu stane odporovým, tj. ztratí supravodivost, což je stav známý jako „zhášení“, kapalné helium se vypaří, čímž se okamžitě zvýší tlak v nádobě. Do komína nebo odvzdušňovacího potrubí je umístěn roztržený disk, obvykle vyrobený z uhlíku, takže při výkyvu tlaku může být plynné helium bezpečně vypuštěno ze soupravy MRI. Moderní kryostaty MRI používají mechanickou chladničku (kryochladič) k opětovnému zkondenzování plynného helia a jeho navrácení do lázně, k udržení kryogenních podmínek a k zachování helia.
Typicky se kryostaty vyrábějí se dvěma nádobami, jedna uvnitř druhé. Vnější nádoba je evakuovaná, přičemž vakuum působí jako tepelný izolátor. Vnitřní nádoba obsahuje kryogen a je ve vnější nádobě podepřena konstrukcemi z nízkovodivých materiálů. Mezistupeň mezi vnější a vnitřní nádobou zachycuje teplo vyzařované z vnější nádoby. Toto teplo je odváděno kryochladičem. Starší heliové kryostaty používaly jako radiační štít nádobu s kapalným dusíkem a kapalné helium bylo umístěno ve vnitřní, třetí nádobě. V současné době se vyrábí jen málo jednotek využívajících více kryogenů, přičemž trendem jsou kryostaty „bez kryogenu“, u nichž je veškerá tepelná zátěž odváděna kryochladiči.
Biologický mikrotom typuEdit
Kryostaty se používají v lékařství k řezání histologických preparátů. Obvykle se používají v procesu zvaném histologie zmrazených řezů (viz Postup zmrazených řezů). Kryostat je v podstatě ultrajemný „kráječ“, nazývaný mikrotom, umístěný v mrazáku. Kryostat je obvykle stacionární svislá mraznička s vnějším kolečkem pro otáčení mikrotomu. Teplotu lze měnit v závislosti na řezané tkáni obvykle od minus 20 do minus 30 stupňů Celsia. Mraznička je napájena buď elektřinou, nebo chladivem, například tekutým dusíkem. K dispozici jsou malé přenosné kryostaty, které mohou být napájeny z generátorů nebo automobilových měničů. Aby se minimalizovalo zbytečné zahřívání, lze všechny nezbytné mechanické pohyby mikrotomu provádět ručně pomocí kolečka namontovaného mimo komoru. Novější mikrotomy mají elektrické tlačítko pro posun tkáně. Přesnost řezání je v mikrometrech. Tkáň se řeže na tloušťku až 1 mikrometr. Obvyklá histologická sklíčka mají tloušťku asi 7 mikrometrů. Vzorky, které jsou při pokojové teplotě měkké, se upevní na řezné médium (často z vaječného bílku) na kovovém „sklíčidle“ a zmrazí se na řeznou teplotu (např. při -20 °C). Po zmrazení se vzorek na sklíčidle nasadí na mikrotom. Klika se otáčí a vzorek postupuje směrem k řezacímu noži. Jakmile je vzorek nařezán v uspokojivé kvalitě, připevní se na teplé (pokojová teplota) průhledné sklíčko, kde se okamžitě roztaví a přilne. Skleněné sklíčko a vzorek se vysuší sušičkou nebo na vzduchu a obarví se. Celý proces od upevnění po odečtení sklíčka trvá 10 až 20 minut, což umožňuje rychlou diagnostiku na operačním sále, pro chirurgické vyříznutí rakoviny. Kryostat lze použít k řezání histologie a tkáňového preparátu (např. pro lokalizaci enzymů) i mimo medicínu, ale kvalita řezu je ve srovnání se standardní histologií fixovaného řezu montovaného do vosku nízká. Novější technologie, jako je Compresstome, typ vibračního mikrotomu, využívá agarosový tkáňový embeding namísto optimální řezné teplotní směsi, čímž eliminuje potřebu tradičního zmrazení kryostatu a může být použita pro kvalitnější řezání
.