เทคโนโลยีสุญญากาศในการวิเคราะห์ทางการแพทย์

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 MRI (การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ได้กลายเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังในการวินิจฉัย เสริมด้วย CT (การถ่ายภาพด้วยคอมพิวเตอร์)

ในขณะที่การสแกน CT ใช้รังสีเอ็กซ์ในการสร้างภาพ MRI ใช้การสั่นสะท้อนจากโมเลกุล H2O ในเนื้อเยื่อซึ่งไม่ทําให้ร่างกายได้รับรังสี

ต้องนําผู้ป่วยเข้าสู่สนามแม่เหล็กภายนอก แม่เหล็กเกือบทั้งหมดนี้เป็นแบบซูเปอร์คอนดักเตอร์ ระบายความร้อนที่ 4.2 K (- 269 C) อุณหภูมิที่ต่ํามากเหล่านี้สามารถรักษาไว้ได้ด้วยฉนวนสุญญากาศเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าแม่เหล็ก MRI แต่ละตัวจะถูกดูดออกมาต่ํากว่า 10 ^-05 mbar ก่อนที่จะเย็นลงจนถึงอุณหภูมิเย็น

ซึ่งทําได้โดยสถานีปั๊ม TMP เนื่องจากสนามแม่เหล็กกระจัดกระจาย จึงไม่สามารถใช้งานปั๊มได้ในขณะที่สนามแม่เหล็กเปิดอยู่ แต่พื้นผิวเย็นขนาดใหญ่จะทําหน้าที่เป็นปั๊มแช่แข็งและรักษาสุญญากาศหากไม่มีการรั่วไหล การบํารุงรักษาแม่เหล็ก MRI และเครื่องทําความเย็นแบบเย็นสามารถทําได้แม้ภายใต้สนามแม่เหล็กเต็มรูปแบบด้วยเครื่องมือที่ไม่ใช่แม่เหล็กโดยไม่ต้องระบายอากาศอีกครั้ง

เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลเป็นเครื่องมือทั่วไปที่ใช้ในการวิจัยและการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์และจีโนมิกส์ นิติวิทยาศาสตร์ การพัฒนายา ความปลอดภัยของอาหารและน้ํา และการรักษาความปลอดภัยภายในประเทศ

ตระกูลเครื่องมือที่แตกต่างกันนี้มีความโดดเด่นมากขึ้นเนื่องจากความต้องการในการวิจัยทางการแพทย์ในด้านโปรตีโอมิกส์ในด้านไวรัสวิทยาเพิ่มมากขึ้น เครื่องมือเหล่านี้พบได้ในห้องปฏิบัติการวิจัย ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ และโรงพยาบาล

เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลชนิดต่าง ๆ จะทําให้ตัวอย่างเกิดไอออนและวิเคราะห์สารประกอบในสี่โพลหรือมากกว่านั้นเป็นชุด หลักการทํางานของสี่ขั้วเหมือนกับในเครื่องวิเคราะห์ก๊าซตกค้าง ('RGA') 

การเกิดไอออนของโมเลกุลมาจากตัวอย่าง การเกิดไอออนไนซ์แบบสเปรย์เกิดขึ้นในกรณีส่วนใหญ่ในช่วง 1 - 5 mbar ปั๊มใบพัดโรตารี่จังหวะเดียวเพียงพอสําหรับทางเข้าก๊าซ และมักจะใช้ปั๊มแห้งตามหลักสโครลหรือโรตารี่จังหวะหลายจังหวะ ไอออนจะถูกเร่งความเร็วเข้าสู่ช่องการวิเคราะห์หนึ่งช่องหรือหลายช่อง

ห้องเหล่านี้ต้องมีสุญญากาศสูง และในบางกรณี ต้องมีสุญญากาศสูงเป็นพิเศษเพื่อให้เข้าถึงระบบเครื่องตรวจจับ ในกรณีส่วนใหญ่จะใช้ปั๊มเทอร์โบโมเลกุลที่เรียกว่าปั๊มหลายทางเข้าหรือปั๊มแบบแยกการไหล แทนที่จะเป็น TMP แบบแยกหลายเครื่อง รุ่นนี้มีพอร์ตปั๊มหลายพอร์ตสําหรับห้องสุญญากาศต่างๆ ของเครื่องมือ ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนและพื้นที่ การออกแบบของเครื่องมือเหล่านี้มีขนาดกะทัดรัดมากเพื่อประหยัดพื้นที่ ดังที่คุณเห็นในมุมมองด้านในในภาพที่ 2 

เครื่องมืออื่นที่ใช้สําหรับการวิเคราะห์ทางการแพทย์และการวิจัยคือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

เนื่องจากความยาวคลื่นที่สัมพัทธ์กันของแสง (380 - 780 nm) ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แสงถูกจํากัดไว้ที่ประมาณ 500 nm แบคทีเรียส่วนใหญ่มีขนาด 1 - 10 um แต่ขนาดเฉลี่ยของไวรัสคือ 100 - 200 nm (ไวรัสโคโรนา: 160 nm) ดังนั้นจึงไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แสง ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนอาจต่ําถึง 0.5 นาโนเมตร! กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้ความยาวคลื่นของอิเล็กตรอนพลังงานสูงที่ 1 - 100 นาโนเมตร

เพื่อให้แน่ใจว่าอิเล็กตรอนจะผ่านจากปืนอิเล็กตรอนผ่านเลนส์และตัวอย่างโดยไม่กระจายตัวโดยโมเลกุลอากาศ เครื่องมือทั้งหมดจะต้องอยู่ในสุญญากาศ

เพื่อให้แน่ใจว่ามีเส้นทางอิสระเฉลี่ยไม่กี่เมตร จําเป็นต้องมีสุญญากาศที่ดีกว่า 10-04 mbar ซึ่งเพิ่มขึ้นเป็น 10-06 mbar ในเครื่องมือขนาดใหญ่ การป้องกันการสั่นสะเทือนเป็นสิ่งสําคัญเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้โครงสร้างขนาดเล็กในตัวอย่างพร่ามัว

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนรุ่นแรก (1932, Ernst Ruska, Physics Nobel Price 1986) ใช้ปั๊มกระจายน้ํามัน ปัจจุบัน ระบบสุญญากาศแบบคลาสสิกคือปั๊มเทอร์โบโมเลกุล (แบริ่งกลไกหรือแบริ่งแม่เหล็ก) ตัวป้องกันการสั่นสะเทือน รวมถึงปั๊มใบพัดโรตารี่ 2 จังหวะหรือปั๊มสโครลแบบแห้ง เพื่อประหยัดต้นทุนในเครื่องมือส่วนใหญ่ ไม่มีวาล์วประตูที่ด้านบนของ TMP - ตัวอย่างจะถูกใส่โดยการระบายอากาศออกจากระบบสุญญากาศทั้งหมด ซึ่งจําเป็นต้องมีการเร่งความเร็วและการชะลอความเร็วของ TMP อย่างรวดเร็ว

ในบล็อกนี้ เราได้แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีสุญญากาศมีอยู่ในหลายด้านของการวิจัยทางการแพทย์ การรักษา และการวินิจฉัย

เทคโนโลยีสุญญากาศที่นี่อยู่ภายใต้มาตรฐานความปลอดภัยและกฎระเบียบระดับสูง และกําหนดการบํารุงรักษา ในหลายๆ กรณี ผู้ปฏิบัติงานไม่ทราบว่าพวกเขาใช้สุญญากาศ และตอนนี้อาจเข้าใจเสียงที่มาจากภายในเครื่องมือ