Máquina criostática

Tipos de Máquinas de Criostato

Máquina de criostato é um instrumento que pode manter baixas temperaturas por um longo período através de refrigerantes. Sua função principal é manter amostras a uma temperatura constante durante o processo de corte, tanto na direção horizontal quanto vertical.

Geralmente, as máquinas de criostato podem ser divididas em três tipos com base em seu princípio de funcionamento:

• Criostatos de Nitrogênio Líquido:

  Máquinas de criostato de nitrogênio líquido são unidades de refrigeração. Elas geralmente aplicam o método do frasco de vácuo para criar ambientes de baixa temperatura. O criostato é ponderado idealmente para refrigeração de baixa temperatura e aplicações de temperatura ambiente. A máquina cria a temperatura fria imergindo os materiais da amostra em nitrogênio líquido ou fazendo o gás nitrogênio fluir ao redor da amostra. Máquinas de criostato de nitrogênio líquido são comumente usadas em pesquisas biológicas, ciência de materiais e campos médicos. Elas fornecem controle de temperatura. Além disso, são adequadas para armazenamento e preservação de espécimes, congelamento de espécimes, etc. Esses criostatos possuem as vantagens de taxas rápidas de resfriamento e boa estabilidade de temperatura.

• Criostatos de Hélio:

  Máquinas de criostato de hélio operam usando as propriedades de diferentes temperaturas do gás hélio e seu comportamento quando resfriado a baixas temperaturas. Esses criostatos são ideais para aplicações de ultrabaixa temperatura. A temperatura do criostato pode chegar a 1,5 Kelvin. Isso permite a preservação de amostras, bem como a manutenção da supercondutividade em certos materiais. Além disso, a máquina de criostato de hélio é adequada para ímãs supercondutores, sensores supercondutores e dispositivos eletrônicos. Também pode ser aplicada em muitos outros campos como física do estado sólido, física de partículas, astrofísica, etc. As máquinas de criostato de hélio são benéficas para caracterização de materiais, experimentos de física de baixa temperatura, etc.

  Os criostatos de hélio têm as vantagens de temperaturas muito baixas e controle preciso da temperatura. Dependendo do espaço disponível e do orçamento, os compradores podem escolher seu criostato ideal entre os criostatos de nitrogênio líquido e hélio.

• Criostatos de Criorefrigerador Mecânico:

  As máquinas de Criorefrigerador Mecânico funcionam removendo o calor de uma área alvo através da expansão e compressão de um gás em um circuito fechado. Elas são alimentadas eletricamente e acionadas mecanicamente. Os criostatos de criorefrigerador são usados para resfriamento pontual, resfriamento de detectores e circuitos supercondutores. Eles também são adequados para resfriamento a temperaturas criogênicas. Além disso, a máquina pode ser aplicada nos campos de aeroespacial, eletrônica e tecnologia de supercondutividade. As máquinas de criorefrigerador também possuem as vantagens de tamanho compacto e baixo requerimento de manutenção.

Especificações e Manutenção

Especificações

• Faixa de Temperatura: Os criostatos vêm com diferentes faixas de temperatura dependendo de sua função específica. Por exemplo, um criostato de tecido duro geralmente opera em uma faixa de temperatura de -25°C a -35°C, enquanto um criostato de tecido mole pode funcionar em uma temperatura ainda mais alta (até -20°C).
• Espessura da Fatia: A capacidade de um criostato de produzir diferentes níveis de espessura da fatia é uma característica importante. Normalmente, a espessura padrão da fatia para um criostato varia entre 1 μm e 100 μm, mas pode ser ajustada conforme necessário.
• Micrótomo: Uma máquina de criostato possui um micrótomo que corta espécimes congelados. Os micrótomos de criostato podem diferir com base no modelo ou fabricante.
• Fonte de Energia/Luz: Os criostatos requerem eletricidade para funcionar e, em alguns casos, baterias ou outras fontes de luz são usadas para fornecer iluminação. Dependendo do modelo, os criostatos podem ter requisitos de energia distintos e uso de bateria.
• Iluminação: Os criostatos vêm com diferentes opções de iluminação para melhorar a visibilidade dentro da câmara. Estas podem envolver luzes LED ou fibra óptica.

Manutenção

• Limpeza Regular: A limpeza regular do interior e exterior do criostato é necessária após o uso. Uma vez que uma tarefa é concluída, os materiais biológicos residuais devem ser removidos o mais rápido possível para evitar qualquer dano potencial à pessoa que realiza a pesquisa.
• Descarte de Materiais Perfurocortantes: As lâminas e outros objetos perfurocortantes devem ser descartados imediatamente em recipientes especialmente designados para seu descarte, a fim de evitar ferimentos durante a operação ou manutenção do criostato.
• Descontaminação: Descontamine o criostato imediatamente após o descarte de objetos perfurocortantes e qualquer material biológico residual. Isso é especialmente importante para agentes infecciosos que podem ter estado presentes na amostra durante os procedimentos de corte, que podem permanecer infecciosos mesmo depois de congelados.
• Manutenção Preventiva: Agende manutenção preventiva periódica com um técnico qualificado para garantir o bom funcionamento de todos os componentes e sistemas do equipamento.

Cenários de Máquinas de Criostato

• Ciência de Materiais: No campo da metalurgia, os cientistas de materiais utilizam criostatos para conduzir experimentos de baixa temperatura. Tais experimentos podem medir as características elétricas, magnéticas e mecânicas dos materiais. Isso também inclui sua análise microestrutural. As informações coletadas por isso permitem que os cientistas compreendam melhor e otimizem os materiais para aplicações específicas, como indústrias aeroespacial, eletrônica e automotiva.
• Ciência Biológica: As máquinas de criostato também desempenham um papel vital na biologia e patologia. Por exemplo, ao realizar uma biópsia, os cirurgiões podem usar um criostato para preservar tecidos rapidamente. Isso permite o corte em secções congeladas imediato e o diagnóstico intraoperatório. Além disso, no domínio da histologia, os criostatos são usados para produzir secções congeladas de tecidos para exame ao microscópio. Isso é feito por patologistas para avaliação das margens tumorais e diagnóstico rápido.
• Campo Médico: As máquinas de criostato têm uma ampla gama de aplicações no campo médico. Uma das aplicações mais comuns de um criostato na medicina é em laboratórios de histopatologia e patologia diagnóstica. Nesses laboratórios, os patologistas utilizam micrótomos de criostato para realizar o corte em secções congeladas de biópsias. As biópsias podem ser de órgãos, tumores ou tecidos. O procedimento permite o exame em tempo real das áreas afetadas por um patologista durante a cirurgia. As informações coletadas por isso auxiliam os cirurgiões a tomar decisões enquanto estão na sala de cirurgia.
• Instituições de Ensino: Os criostatos são frequentemente observados em laboratórios universitários e centros de pesquisa. Aqui, eles são utilizados por alunos e estudiosos como parte de seus currículos educacionais em biologia, medicina e áreas relacionadas. Os micrótomos com tecnologia de criostato são importantes ferramentas de ensino e treinamento. Eles ajudam os alunos a aprender sobre técnicas de preservação e corte de tecidos.
• Astronomia: A aplicação de máquinas de criostato na astronomia é vasta. Astrônomos e astrofísicos os utilizam para resfriar detectores e sensores em telescópios. Isso é mais comum quando se observa objetos fracos como exoplanetas, galáxias distantes e objetos estelares. Os dispositivos também são úteis na construção de espectrômetros e fotômetros altamente sensíveis para análise de comprimento de onda de fontes cósmicas.
• Tecnologia de Semicondutores: Na indústria de semicondutores, os criostatos são um jogador chave para garantir que os processos de fabricação de chips sejam bem-sucedidos. Isso inclui os processos de desenvolvimento, fabricação e controle de qualidade. Os criostatos são usados para realizar medições elétricas de baixa temperatura de materiais semicondutores. Tais medições ajudam os cientistas a coletar dados sobre as propriedades do material e determinar se eles são adequados para uso em chips.
• Indústria de Alimentos e Bebidas: O criostato funciona resfriando e congelando rapidamente a amostra usando poços de nitrogênio/hélio líquido ou qualquer outro fluido criogênico. Como resultado, a amostra de alimento é solidificada, tornando mais fácil fatiá-la e obter secções precisas. Isso pode ser particularmente valioso ao investigar problemas como patógenos transmitidos por alimentos, contaminantes e organismos de deterioração.

Como escolher uma máquina de criostato

Ao escolher um criostato, os compradores precisam considerar seus requisitos específicos de aplicação, juntamente com os recursos e especificações do criostato. Eles também podem precisar entrar em contato com fornecedores e fabricantes de máquinas de criostato e solicitar informações sobre o produto, incluindo seu uso, cuidados e importância.

Aqui estão alguns fatores a serem considerados ao comprar um criostato:

• Necessidades de Aplicação: Determine os requisitos específicos da aplicação, como a necessidade de secção de espécimes, o tipo de espécimes e a faixa de temperatura desejada. Um comprador deve selecionar um criostato que atenda às suas necessidades exclusivas.
• Controle de Temperatura: Criostatos com controle preciso de temperatura são preferíveis. Uma máquina de criostato bem mantida garante resultados consistentes e confiáveis.
• Tamanho e Design do Gabinete: O tamanho e o design do gabinete do criostato devem ser adequados às dimensões da amostra e aos requisitos do fluxo de trabalho. Um gabinete espaçoso e ergonômico pode facilitar o preparo e manuseio de amostras.
• Mecanismo de Corte: Verifique o mecanismo de corte do criostato, incluindo o tipo de lâmina, o design do micrótomo e a estabilidade do corte. Um sistema de corte de alta qualidade pode garantir secção suave e precisa.
• Biópsias: Para usuários que precisam de biópsias de criostato, é importante escolher um criostato projetado especificamente para esse fim. Esses criostatos geralmente possuem recursos que acomodam procedimentos de biópsia, como capacidades de congelamento rápido e designs de gabinetes compactos.
• Manutenção e Suporte: Considere os requisitos de manutenção do criostato e a disponibilidade de suporte técnico e assistência de serviço. É essencial escolher uma máquina de criostato que seja fácil de manter e bem suportada pelo fabricante.
• Orçamento: Avalie o orçamento. Embora seja importante considerar o custo do criostato, os compradores devem priorizar sua qualidade e desempenho para garantir um investimento valioso em sua aplicação.

Q&A

P: Quais indústrias usam máquinas de criostato?

R: Geralmente, as indústrias biomédica, de saúde e de ciência de materiais fazem uso frequente de máquinas de criostato. Isso se deve ao fato de que as máquinas de criostato são um equipamento necessário na patologia de campo. Isso ocorre porque, na patologia, as máquinas de criostato são usadas para facilitar o diagnóstico rápido e auxiliar na determinação de terapias adequadas para os pacientes. Além disso, os campos de ciência de materiais e engenharia dependem de máquinas de criostato para o avanço tecnológico. Isso inclui avaliar a composição de ligas, compósitos e materiais semicondutores.

P: Quais são algumas funcionalidades de uma máquina de criostato?

R: As máquinas de criostato vêm com vários recursos distintos que permitem o fácil embasamento e corte de tecidos. Um recurso notável é o mecanismo de congelamento. Dependendo do tipo de máquina de criostato, diferentes mecanismos de congelamento são usados, como nitrogênio líquido, congelamento por pulverização ou refrigeração mecânica. Isso é principalmente determinado pela natureza do espécime. Outro recurso é o micrótomo. As máquinas de criostato geralmente são equipadas com um micrótomo que corta o espécime congelado em fatias finas para fácil exame ao microscópio. Algumas máquinas de criostato também possuem uma unidade de controle de temperatura. Esse recurso regula a temperatura dentro da câmara do criostato, garantindo o controle preciso do congelamento e a manutenção da integridade do espécime.

P: Quais tipos de máquinas de criostato existem?

R: Geralmente, existem dois tipos principais de máquinas de criostato. A primeira é a máquina de criostato vertical, que é o tipo mais comumente usado. A máquina de criostato vertical permite que o operador posicione o espécime verticalmente. Como resultado, isso facilita o corte de secções com um espécime embutido. A máquina de criostato vertical é adequada para espécimes que requerem análise próxima e normalmente têm um tamanho maior. O segundo tipo é a máquina de criostato horizontal. A máquina de criostato horizontal fornece ao operador uma maneira muito mais fácil e acessível de cortar secções de pequenos espécimes semi-congelados. Os fabricantes geralmente usam a máquina de criostato horizontal para fins industriais, como controle de qualidade e análise de materiais.