Il Critical Point Dryer (CPD) è uno strumento utilizzato per essiccare campioni biologici e non biologici in modo da preservarne la struttura tridimensionale originale, evitando i danni causati dalla tensione superficiale dell’acqua durante l’essiccamento convenzionale.
Il principio su cui si basa il CPD è il raggiungimento del “punto critico”, ovvero la condizione termodinamica in cui le fasi liquida e gassosa diventano indistinguibili e la tensione superficiale si annulla.
Il campione, precedentemente trattato con solventi organici come l’etanolo o l’acetone, viene immerso in CO₂ liquida, che poi viene portata oltre il suo punto critico (circa 31°C a 73 bar). A questo punto la CO₂ passa allo stato supercritico e, riducendo gradualmente la pressione, viene eliminata in fase gassosa senza che si formi alcuna interfaccia liquido-gas: la struttura del campione rimane intatta.
Il CPD trova applicazione in ambiti molto diversi tra loro. In campo biologico è la tecnica di riferimento per cellule, tessuti, insetti e campioni vegetali, dove membrane e strutture subcellulari collasserebbero irrimediabilmente con un essiccamento convenzionale.
È altrettanto importante nel mondo dei materiali: aerogel, idrogel, scaffold polimerici e dispositivi MEMS richiedono l’assenza totale di tensione superficiale per non deformarsi o rompersi.
Prerequisito fondamentale in tutti i casi è la completa disidratazione del campione: l’acqua va sostituita con etanolo anidro attraverso lavaggi in concentrazioni crescenti, poiché non è miscibile con la CO₂ liquida.
Grazie alla preservazione ottimale della struttura, è possibile eseguire una vasta gamma di analisi al SEM:
- osservare dettagli ultrastrutturali (microvilli, giunzioni cellulari, spine dendritiche) ad alta risoluzione
- effettuare misurazioni dimensionali accurate di membrane, organelli e strutture cellulari
- valutare porosità e connettività interna di scaffold, aerogel e membrane polimeriche
Il Critical Point Dryer è uno strumento indispensabile nei laboratori di microscopia avanzata; il CPD di Tousimis, Autosamdri®-931, porta questa tecnologia a un livello superiore, mettendo nelle mani dell’operatore la flessibilità di adottare un protocollo di lavoro personalizzato.
Sono qui riportate (Figura 1 e 2) alcune immagini che richiamano i possibili campi applicativi per il critical point drying. I campioni sono stati preparati con l’utilizzo di strumentazione Tousimis:
Fig. 1. Immagini al Microscopio elettronico a scansione di campioni preparati con Critical Point Dryer (CPD) Tousmis.
Fig. 2. Immagini al Microscopio elettronico a scansione di campioni preparati con Critical Point Dryer (CPD) Tousmis.
