Magnetisk resonansbilleddannelse og forskningsmagnettyperRediger
Kryostater, der anvendes i MRI-maskiner, er designet til at holde et kryogen, typisk helium, i flydende tilstand med minimal fordampning (boil-off). Det flydende heliumbad er beregnet til at holde den superledende magnetspole af superledende tråd i sin superledende tilstand. I denne tilstand har tråden ingen elektrisk modstand, og der kan opretholdes meget store strømme med lavt strømforbrug. For at opretholde superledenskaben skal spolen holdes under sin overgangstemperatur ved at blive nedsænket i flydende helium. Hvis tråden af en eller anden grund bliver modstandsdygtig, dvs. mister superledning, en tilstand, der kaldes “quench”, fordamper det flydende helium og øger øjeblikkeligt trykket i beholderen. En sprængskive, som normalt er fremstillet af kulstof, er placeret i skorstenen eller udluftningsrøret, således at det gasformige helium i tilfælde af trykudsving sikkert kan udluftes fra MR-suiten. Moderne MRI-kryostater anvender et mekanisk køleskab (kryokøler) til at genkondensere heliumgassen og sende den tilbage til badet for at opretholde de kryogene forhold og bevare heliumet.
Typisk fremstilles kryostater med to beholdere, den ene inde i den anden. Det ydre kar er evakueret, og vakuumet fungerer som en termisk isolator. Den indre beholder indeholder kryogenet og er støttet i den ydre beholder af strukturer af materialer med lav ledningsevne. Et mellemliggende skjold mellem den ydre og den indre beholder opfanger den varme, der udstråles fra den ydre beholder. Denne varme fjernes af en kryokøler. Ældre heliumkryostater anvendte en beholder med flydende nitrogen som strålingsskjold og havde det flydende helium i en indre, tredje beholder. I dag fremstilles der kun få enheder, der anvender flere kryogener, og tendensen går i retning af “kryogenfrie” kryostater, hvor alle varmebelastninger fjernes af kryokølere.
Biologisk mikrotomtypeBearbejd
Kryostater anvendes inden for medicin til at skære histologiske objektglas. De anvendes normalt i en proces, der kaldes frosset snit histologi (se procedure for frosset snit). Kryostaten er i det væsentlige en ultrafin “deli-slipper”, kaldet et mikrotom, der er anbragt i en fryser. Kryostaten er normalt en stationær, opretstående fryser med et udvendigt hjul til at dreje mikrotomet. Temperaturen kan varieres, afhængigt af det væv, der skal skæres, normalt fra minus 20 til minus 30 grader Celsius. Fryseren drives enten af elektricitet eller af et kølemiddel som f.eks. flydende nitrogen. Der findes små bærbare kryostater, som kan drives af generatorer eller invertere til køretøjer. For at minimere unødvendig opvarmning kan alle nødvendige mekaniske bevægelser af mikrotomet foretages i hånden via et hjul, der er monteret uden for kammeret. Nyere mikrotomer har en elektrisk trykknap til fremføring af vævet. Skæringens præcision er i mikrometre. Vævet kan skæres så tyndt som 1 mikrometer. Almindelige histologiske objektglas er monteret med en tykkelse på ca. 7 mikrometer. Prøver, der er bløde ved stuetemperatur, monteres på et skæremedium (ofte lavet af æggehvide) på en “chuck” af metal og nedfryses til skære-temperatur (f.eks. ved -20 grader C). Når prøven er frosset ned, monteres den på spændet på mikrotomet. Kurven drejes, og prøven bevæger sig frem mod skærebladet. Når prøven er skåret til en tilfredsstillende kvalitet, anbringes den på et varmt (stuetemperatur) objektglas, hvor den straks smelter og klæber fast. Glasobjektet og prøven tørres med en tørretumbler eller lufttørres og farves. Hele processen fra indstøbning til aflæsning af objektglasset tager mellem 10 og 20 minutter, hvilket giver mulighed for hurtig diagnosticering på operationsstuen med henblik på kirurgisk fjernelse af kræft. Kryostaten kan bruges til at skære histologi og vævsglas (f.eks. til lokalisering af enzymer) uden for lægevidenskaben, men kvaliteten af snittet er dårlig sammenlignet med standard histologi med faste snit og voksindstøbt histologi. Nyere teknologi som Compresstome, en type vibrerende mikrotom, anvender agarosevævsindlejring i stedet for en optimal skæreskæringsforbindelse for at eliminere behovet for traditionel kryostatfrysning og kan anvendes til bedre kvalitetssnitning.