¿Qué es un Criostato?
Un criostato representa un sistema integral que engloba componentes y recipientes de enfriamiento especializados, destinados a alcanzar y conservar temperaturas criogénicas.
Existen sistemas sellados que emplean helio líquido, sistemas eléctricos como los elementos Peltier y refrigeradores mecánicos. Estos sistemas trabajan conjuntamente para generar y mantener temperaturas criogénicas, manteniéndolas en un ambiente al vacío controlado. Por otro lado, los sistemas abiertos aplican refrigerante directamente al objeto mediante una boquilla fina.
Se utilizan en criomicroscopios electrónicos, secciones de sensores de instrumentos astronómicos, instrumentos de medición de semiconductores y dispositivos que utilizan dispositivos superconductores.
Usos de los Criostatos
El criostato tiene una amplia gama de aplicaciones en diversos equipos, desempeñando un papel crucial en la regulación de temperaturas bajas, el uso de bobinas superconductoras y la mitigación de vibraciones térmicas, además de reducir el impacto termodinámico en las muestras.
Algunos de los campos donde se emplea son:
- Microscopios crioelectrónicos
- Equipos médicos de resonancia magnética
- Equipos de medición de semiconductores
- Equipos criogénicos de medición óptica
- Secciones de sensores para instrumentos astronómicos
- Reactores de fusión nuclear
- Equipos de cristalografía de proteínas
También se prevé el desarrollo de futuros sistemas energéticos, como generadores superconductores y sistemas superconductores de almacenamiento de energía con criostatos integrados.
Principio de los Criostatos
Para alcanzar bajas temperaturas se utiliza nitrógeno líquido, helio líquido, elementos Peltier y refrigeradores. La temperatura deseada puede regularse con precisión eligiendo el refrigerante y el sistema de refrigeración adecuados. Hoy en día, las temperaturas más bajas alcanzables pueden llegar a varios Kelvin.
Existen dos tipos principales de configuración del sistema: sistemas sellados en combinación con un recipiente de vacío y sistemas abiertos en los que el refrigerante se pulveriza directamente sobre el sistema.
En los sistemas sellados, el objeto a enfriar se sella en un recipiente al vacío especialmente construido, que cierra el contacto térmico con el exterior y mantiene así la baja temperatura. En este sistema, mantener la baja temperatura en sí es relativamente fácil, pero la desventaja es que la estructura general del equipo es compleja y trabajos como cambiar el objeto son complicados.
Por otro lado, el sistema de tipo abierto, en el que el nitrógeno líquido u otro refrigerante se pulveriza directamente sobre el objeto a través de una boquilla fina, tiene una estructura relativamente sencilla y es fácil de manejar, ya que el objeto se puede enfriar mientras se observa directamente, pero tiene la desventaja de que hay un límite a la temperatura mínima alcanzable y es difícil conseguir temperaturas extremadamente bajas de varios grados Kelvin. Sin embargo, tiene la desventaja de que es difícil alcanzar temperaturas criogénicas de varios grados Kelvin.
Métodos de Preparación de Muestras de Patología Utilizando un Criostato
El diagnóstico rápido intraoperatorio se utiliza a menudo para determinar la naturaleza de una lesión en un tiempo limitado durante la cirugía, por ejemplo, si el tumor es benigno o maligno, o para determinar si se han dejado metástasis o lesiones sin detectar. La preparación de secciones congeladas frescas es esencial para este diagnóstico intraoperatorio rápido.
El tejido para el diagnóstico rápido se suministra en estado bruto. La lesión se extrae del tejido en bruto, se incrusta en un compuesto OCT y, a continuación, se congela. El método de congelación debe ser lo más rápido posible para congelar el tejido. El nitrógeno líquido se considera superior a los métodos que utilizan hielo seco y disolventes orgánicos debido al coste, el mantenimiento y las medidas de seguridad.
A continuación, las secciones recién congeladas se cortan en secciones finas. La temperatura en la cámara de criostatos es de -20 a -25 grados Celsius, lo que es adecuado para la preparación de secciones recién congeladas. A continuación, las secciones finas se fijan con alcohol o formalina. Por último, las secciones se tiñen en función de la patología que se desee observar.
Uso Sencillo de los Criostatos
Este artículo ofrece una breve introducción al funcionamiento de los criostatos más comunes. Dado que las instrucciones de funcionamiento pueden diferir ligeramente según el fabricante y el número de modelo, consulte siempre las instrucciones suministradas con cada aparato antes de utilizarlo.
En primer lugar, desbloquee el interruptor de llave pulsándolo durante al menos cinco segundos. A continuación, pulse el botón de iluminación de la cámara para encender la iluminación. Ajuste la temperatura pulsando el botón de rodillo. Dado que las diferentes muestras tienen diferentes temperaturas fáciles de cortar, debe decidirse de antemano a qué temperatura se va a ajustar la temperatura.
A continuación, se fija la muestra aplicando una gota de compuesto OTC en la base de la muestra, pegando la muestra y fijando la base de la muestra con los tornillos.
Ajuste de la cuchilla y de la platina de la cuchilla En primer lugar, ajuste la posición y el ángulo de descarga de la platina de cuchillas. Afloje la palanca derecha de la platina de la cuchilla y coloque la cuchilla en el soporte. Sujete la cuchilla y aplique la presión correcta sobre la placa. Si el corte no puede realizarse correctamente, debe ajustarse de nuevo.
Realice la preparación de la superficie. Acerque la muestra a la cuchilla y ajuste el grosor de corte. Corte hasta que salga la muestra y, a continuación, realice la preparación de la superficie. Ajuste el tornillo de modo que la punta de la placa antirrollo sobresalga ligeramente de la cuchilla. Por último, utilice la función de motor para realizar un corte fino.