Magnettyper för magnetisk resonanstomografi och forskningMagnettyperRedigera
Kryostater som används i MRT-maskiner är utformade för att hålla en kryogen, vanligtvis helium, i flytande tillstånd med minimal avdunstning (boil-off). Det flytande heliumbadet är konstruerat för att hålla den supraledande magnetens spole av supraledande tråd i supraledande tillstånd. I detta tillstånd har tråden inget elektriskt motstånd och mycket stora strömmar kan upprätthållas med låg strömtillförsel. För att bibehålla supraledningsförmågan måste spolen hållas under sin övergångstemperatur genom att den sänks ner i flytande helium. Om tråden av någon anledning blir resistiv, dvs. förlorar sin supraledningsförmåga, ett tillstånd som kallas ”quench”, avdunstar det flytande heliumet, vilket omedelbart höjer trycket i kärlet. En sprängskiva, vanligen tillverkad av kol, placeras i skorstenen eller ventilationsröret så att det gasformiga heliumet vid en tryckstegring säkert kan ventileras ut ur MRI-sviten. Moderna MRI-kryostater använder ett mekaniskt kylskåp (kryokylare) för att återkondensera heliumgasen och återföra den till badet, för att bibehålla de kryogena förhållandena och för att bevara heliumet.
Typiskt tillverkas kryostater med två kärl, det ena inuti det andra. Det yttre kärlet är evakuerat med vakuumet som fungerar som en termisk isolator. Det inre kärlet innehåller kryogenet och stöds inom det yttre kärlet av strukturer av material med låg ledningsförmåga. En mellansköld mellan det yttre och det inre kärlet fångar upp den värme som strålar ut från det yttre kärlet. Denna värme avlägsnas av en kryokylare. Äldre heliumkryostater använde ett kärl med flytande kväve som strålningsskydd och hade det flytande heliumet i ett inre, tredje, kärl. Numera tillverkas få enheter som använder flera kryogener och trenden går mot ”kryogenfria” kryostater där all värmelast avlägsnas av kryokylare.
Biologisk mikrotom typEdit
Kryostater används inom medicin för att skära histologiska objektglas. De används vanligen i en process som kallas histologi med frysta snitt (se Förfarande med frysta snitt). Kryostaten är i huvudsak en ultrafin ”deli-slicer”, en så kallad mikrotom, placerad i en frys. Kryostaten är vanligtvis en stationär stående frys med ett yttre hjul för att rotera mikrotomen. Temperaturen kan varieras beroende på vilken vävnad som ska skäras, vanligtvis från minus 20 till minus 30 grader Celsius. Frysen drivs antingen med elektricitet eller med ett köldmedium som flytande kväve. Det finns små bärbara kryostater som kan drivas av generatorer eller växelriktare i fordon. För att minimera onödig uppvärmning kan alla nödvändiga mekaniska rörelser av mikrotomen utföras för hand via ett hjul som är monterat utanför kammaren. Nyare mikrotomer har elektriska tryckknappar för att flytta fram vävnaden. Skärningsprecisionen är i mikrometer. Vävnader kan sektioneras så tunna som 1 mikrometer. Vanliga histologiska objektglas monteras med en tjocklek på cirka 7 mikrometer. Prover som är mjuka vid rumstemperatur monteras på ett skärmedium (ofta av äggvita) på en metallchuck och fryses till skärtemperatur (t.ex. vid -20 grader C). När provet är fryst monteras det på mikrotomen. Veven vrids och provet rör sig framåt mot skärbladet. När provet har skurits till en tillfredsställande kvalitet monteras det på ett varmt (rumstemperatur) glasobjektsglas, där det omedelbart smälter och fastnar. Glasobjektivet och provet torkas med en torktumlare eller lufttorkas och färgas. Hela processen från montering till avläsning av objektglaset tar mellan 10 och 20 minuter, vilket möjliggör en snabb diagnos i operationssalen för kirurgisk excision av cancer. Kryostaten kan användas för att skära histologi och vävnadsglas (t.ex. för lokalisering av enzymer) utanför medicinen, men snittets kvalitet är dålig jämfört med standardiserade fasta snitt i vaxmonterad histologi. Nyare teknik som Compresstome, en typ av vibrerande mikrotom, använder agarosvävnadsinbäddning i stället för en förening med optimal skärningstemperatur för att eliminera behovet av traditionell kryostatfrysning och kan användas för snitt av bättre kvalitet.