Was ist ein Kryostat?
Das Wort Kryostat ist ein zusammengesetztes Wort, das aus dem Wurzel- Kryo ( kalt) und stat ( statisch oder stationär) stammt. Ein Kryostat ist ein Instrument, das verwendet wird, um sehr niedrige Temperaturen bei -238 Grad Fahrenheit (-150 Grad Celsius) oder darunter für viele medizinische, technische und wissenschaftliche Zwecke auszuhalten. Die Chemikalien, die diese Temperaturen aufrechterhalten, sind Bäder aus flüssigem Helium für Gewebeproben oder flüssigem Stickstoff für Kryoniker. Das innere Gefäß eines Kryostaten ist ähnlich aufgebaut wie ein Vakuumkolben. und es gibt ein Präzisionsschneidinstrument zum Schneiden von Geweben, das als Mikrotom bekannt ist, innerhalb des Gefrierteils des Kryostaten.
In einem Kryostaten befindet sich eine metallische Kühlplatte in Kontakt mit dem flüssigen Heliumbad, auf der Gewebeproben gelagert werden können. Da eine Vakuumpumpe über dem Helium einige der Heliumisotope in Dampf verdampft, kommt es zu einer Wärmeabgabe, die die Flüssigkeitstemperaturen niedrig hält, und Superisolationsmaterialien in Schichten von Schilden um das Flüssigkeitsbad isolieren die Flüssigkeit und halten sie kühl. Einige Kryostate werden mit mehr flüssigem Helium aus Speicher-Dewars aufgefüllt, und andere Modelle von Kryostaten verfügen über einen angeschlossenen mechanischen Kühlschrank, der den Heliumdampf absaugt und zur Wiedereinführung in flüssiger Form im geschlossenen Kreislauf erneut kühlt. Mehrstufige Kryostate können mit Trockenverdünnung oder magnetischer Kühlung niedrigere Temperaturen als normale Cyrostate erreichen, zusätzlich zu kühleren Heliumisotopen in einem speziellen Topf innerhalb der Mischung.
Kryostate befinden sich in Magnetresonanztomographen (MRT), mit denen die Spule des supraleitenden Magneten aus supraleitendem Draht in einem supraleitenden Zustand gehalten wird, sodass der Draht keinen elektrischen Widerstand aufweist. Die Spule taucht in das flüssige Helium ein und der Dampf dieses Heliums wird im geschlossenen Kreislauf aus einem angeschlossenen Kühlaggregat nachgefüllt. Kryostate werden auch zum Schneiden und Lagern von Gewebeproben in der Medizin verwendet, und tragbare Kryostate dieses Typs können von Generatoren oder Fahrzeugwechselrichtern heruntergefahren werden, um sie für den Transport von Gewebeproben kühl zu halten. Die Scheibenschneider können für die Objektträgerprüfung unter dem Mikroskop bis zu einem Mikrometer fein geschnitten werden.
Gefrierschnitte werden am häufigsten für Untersuchungen während Operationen verwendet. Die Gründe für diese Praxis können sein, wenn ein Tumor metastasiert zu sein scheint, eine vermutete Metastasierung zur Bestätigung zum Kryoschnitt gebracht wird und der Chirurg in diesem Fall die Operation möglicherweise abbricht. Eine andere Verwendung ist in explorativen Operationen und eine Entfernung aus einer inneren Läsion kann die Ursache für die Symptome des Patienten identifizieren. Gefrierschnitte können manchmal auch Antigene von Krankheiten aufdecken, die in üblichen Formalinlösungen maskiert wurden. Bei Sentinelknotenoperationen kann ein Chirurg das Tumorgewebe für ein gutartiges oder bösartiges Urteil herausschneiden, bevor er entscheidet, ob weitere Lymphknotenentfernungen erforderlich sind.