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31 jul 2024

Historia del Microscopio

1590 Zacharias Janssen: Era un fabricante de gafas.

1610 Galileo Galilei: También citado a veces como inventor del microscopio compuesto, parece haber descubierto que podía enfocar de cerca su telescopio para ver objetos pequeños y, tras ver un microscopio compuesto construido por Drebbel expuesto en Roma en 1624, construyó su propia versión mejorada.

1619 Cornelius Drebbel: Invento un microscopio con lentes convexas.

1625 Giovanni Faber: Acuñó el nombre de microscopio para el microscopio compuesto que Galileo presentó a la Accademia dei Lincei en 1625.

1665 Robert Hooke: Fabricó él mismo un microscopio.

1668 Antonie van Leeuwenhoek: Fabricó unas pequeñas lentes que pudo ampliar imágenes más de 300 veces, esto debido a que era un experto en el pulido de lentes; asimismo, su microscopio consistía en una pequeña bola de vidrio colocada dentro de un marco de metal. Utilizando un sencillo microscopio de una sola lente, colocó una lente esférica de vidrio muy pequeña entre los orificios de dos placas metálicas remachadas entre sí, y con una aguja ajustable mediante tornillos para montar el espécimen.

Siglo XVIII: El microscopio tuvo diversos adelantos mecánicos que aumentaron su estabilidad y su facilidad de uso, aunque no se desarrollaron por el momento mejoras ópticas. Continuó el progreso y se lograron objetivos acromáticos por la asociación de Chris Neros y Flint Crown, obtenidos en 1740 por Harvey Monroe Hall y mejorados por John Dollond en 1830.

1877 Ernst Abbe: Mejoró la microscopia de inmersión sustituyendo el agua por aceite de cedro, lo que permite obtener aumentos de 2000.

1884 Carl Zeiss: Fabricó el microscopio con dos lentes y un objetivo,

Siglo XIX: Al descubrirse que la dispersión y la refracción se podían modificar con combinaciones adecuadas de dos o más medios ópticos, se lanzan al mercado objetivos acromáticos excelentes.

1931 Max Knoll y Ernst Ruska: Desarrollaron el microscopio electrónico de transmisión (TEM), el cual, utiliza un haz de electrones en vez de luz para enfocar la muestra, consiguiendo aumentos de 100.000X.

1942 Manfred Von ardenne: Desarrolló el microscopio electrónico de barrido, el cual produce imágenes topográficas en tres dimensiones, basado en la transmisión de un haz de electrones las cuales interactúan con l amuestra produciendo diversos efectos que serán captados en la pantalla.

2015 Nipón Hitchi: Desarrolló el microscopio electrónico de transmisión con mayor resolución del mundo, basado en la transmisión de electrones y capaz de realizar observaciones a nivel atómico produciendo una imagen en dos dimensiones sobre una pantalla fosforescente.

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21 jul 2024

Partes del Microscopio

Partes Mecánicas

Tiene la finalidad de sostener la preparación a examinar y soportar todo el sistema óptico del microscopio.

*Tubo ocular: Se trata básicamente de un tubo alargado de metal cuyo interior es negro, sirve como sostén al lente ocular.

*Revólver: Es un sistema que en su interior contiene a los lentes objetivos, puede tener un sistema de giro que permite el intercambio de estos lentes para variar el aumento. 

*Tornillo macrométrico: Es una perilla que al girarla actúa acercando o alejando al objeto que se está observando.

*Tornillo micrométrico: Es lo que permite afinar y enfocar correctamente la imagen. Haciéndola más clara.

*Platina: Se trata de una plataforma donde se coloca al objeto o a la preparación que se desea observar.

*Pinzas: Se encuentran en el carro y sirven para sujetar la muestra y evitar movimiento.

*Brazo o columna: Es el soporte físico que une la base del microscopio con los lentes y el visor óptico.

*Base o pie: Es la parte inferior del microscopio, en donde se apoya el instrumento y que puede contener la fuente de iluminación (si está incorporada).

*Apertura: Es un orificio en la platina del microscopio, a través del cual la luz transmitida desde la fuente llega a la muestra.

*Carro: Permite mover la muestra hacia adelante, hacia atrás y hacia los lados.

Partes Ópticas

Considera los dos sistemas de lentes convergentes centrados sobre un eje óptico común, denominado ocular y objetivo.

*Lente ocular: Es donde coloca el ojo de la persona observadora. Esta lente puede aumentar la imagen entre 10 a 15 veces su tamaño.

*Lentes objetivos: Es un grupo de 2 a 4 lentes ópticos ubicados en el revólver los cuales ofrecen distintas medidas de aumento y que suelen ser intercambiables entre sí y pueden ser de 5X, 10X, 40X o 100X.

Partes Lumínicas

Facilita la observación microscópica.

*Diafragma: Sirve para regular la cantidad de luz que pasa a través del objeto en observación.

*Condensador: Son lentes que se utilizan para recolectar y enfocar la luz del iluminador en la muestra. Se encuentran debajo de la platina junto al diafragma del microscopio.

*Fuente luminosa artificial o Iluminador: Aparato incorporado o no al microscopio, que brinda la luz necesaria para observar la materia. En los microscopios más básicos debe proveerse una fuente de luz externa.

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11 jul 2024

Tipos de Microscopios

 

Microscopio Óptico (MO)

Consiste en un tubo con lentes de vidrio en cada extremo, debido a que contiene varias lentes, el microscopio óptico moderno se denomina microscopio compuesto. La luz visible pasa a través de la muestra que se está observando y por medio de las lentes; las lentes refractan (desvían) la luz, ampliando la imagen; y las imágenes obtenidas se conocen como micrografías ópticas (MO).

Los mejores microscopios ópticos tienen un poder de resolución de 0,2 micrómetros, o 200 nanómetros, aproximadamente 500 veces mayor que el del ojo, y normalmente amplían un objeto más de 2000 veces. En este sentido, con él se pueden distinguir las estructuras más grandes dentro de las células eucarióticas y también células procarióticas individuales. Sin embargo, no se puede observar la estructura interna de las células procarióticas ni distinguir entre las estructuras más finas de las células eucarióticas.

La luz visible utilizada por los microscopios ópticos tiene longitudes de onda que oscilan de aproximadamente 400 nm (violeta) a 700 nm (rojo); esto limita la resolución de los microscopios ópticos a detalles no más pequeños que el diámetro de una célula bacteriana pequeña (aproximadamente 0.2 μm).

Microscopio Electrónico (ME)

Es una herramienta potente para estudiar las estructuras celulares, pero tiene limitaciones. Los métodos que se utilizan con el fin de preparar las células para microscopia electrónica producen su muerte y pueden alterar su estructura. Además, la microscopia electrónica proporciona pocas pistas acerca de las funciones de los orgánulos o de otros componentes de la célula.

Algunos microscopios electrónicos tienen poder de resolución de tan sólo 1 nm. Esto es posible porque los electrones tienen longitudes de onda muy cortas, del orden de aproximadamente 0.1 a 0.2 nm. Este alto grado de resolución permite amplificaciones de más de 1 millón de veces comparadas con las ampliaciones típicas de no más de 1.500 a 2.000 veces del microscopio óptico.

La imagen formada no es visible directamente; el propio haz de electrones está formado por electrones cargados de energía que, debido a su carga negativa, pueden enfocarse con electroimanes, igual que una imagen se enfoca con las lentes del microscopio óptico. Las micrografías electrónicas son en blanco y negro, y con frecuencia son coloreadas para resaltar diversas estructuras.

Tipos

a) Microscopio electrónico de transmisión (MET): El poder de resolución es 1.000 veces respecto del microscopio óptico, esto se logra utilizando “iluminación” de una longitud de onda mucho más corta, que consiste en haces de electrones en lugar de rayos de luz. Por lo que, las áreas del espécimen que permiten la transmisión de más electrones (“regiones electrotransparentes”) aparecen brillantes y las áreas que dispersan los electrones (“regiones electroopacas”) son oscuras.

Asimismo, la microscopia electrónica de transmisión suministra en la actualidad un poder de resolución de aproximadamente 0,2 nanómetros, unas 500 mil veces mayor que el del ojo humano, esa medida equivale más o menos al doble del diámetro de un átomo de hidrógeno. No obstante, la muestra se sumerge en resinas y después se hacen cortes extraordinariamente fi nos (50 a 100 nm de grosor) con una cuchilla de vidrio o de diamante. Después se coloca un corte sobre una pequeña rejilla metálica. El haz de electrones pasa a través de la muestra y después incide sobre una placa fotográfica o sobre una pantalla fluorescente.

b) Microscopio electrónico de barrido (MEB): El poder de resolución es sólo de aproximadamente 10 nanómetros; sin embargo este instrumento se ha transformado en una herramienta valiosa para los biólogos. En la microscopia electrónica de barrido los electrones que se registran provienen de la superficie del espécimen y no de un corte a través de éste. Para ser observadas, las muestras deben ser sometidas a un tratamiento previo. 

El haz de electrones no pasa a través de la muestra, en su lugar, la muestra se recubre con una fina película de oro o algún otro metal. Cuando el haz de electrones golpea varios puntos de la superficie de la muestra, se emiten electrones secundarios cuya intensidad varía dependiendo del contorno de la superficie. Los patrones de emisión registrados de los electrones secundarios proporcionan una imagen 3-D de la superficie. El MEB da información acerca de la forma y características externas de la muestra que no se pueden obtener con el MET.

Comparaciones

El MO, el MET y el MEB se enfocan utilizando principios similares. Un haz de luz o un haz de electrones se proyectan por medio de un condensador sobre la muestra y ésta se amplifica a través del objetivo y el ocular en el caso del microscopio óptico y por el objetivo, y el proyector en el caso del MET. La imagen del MET se proyecta en una pantalla fluorescente y la imagen del MEB se ve en una especie de pantalla de televisión. Realmente, las lentes del microscopio electrónico son imanes que desvían el haz de electrones.

Por lo tanto, en el microscopio óptico como en el microscopio electrónico de transmisión, la formación de una imagen con un contraste perceptible exige que diferentes partes de la célula difieran en su transparencia al haz de iluminación, ya sean rayos de luz o electrones. En este sentido, las partes del espécimen que permiten el paso de la luz o de los electrones aparecen brillantes, mientras que las partes que bloquean el paso del haz de iluminación aparecen oscuras.

En cambio, en el microscopio electrónico de barrido la intensidad de la señal de electrones dispersados por la muestra depende de la inclinación local de la superficie de ésta con respecto al haz. Así, un borde agudo o saliente genera una mayor dispersión de electrones hacia el detector y aparece más claro que una fisura o un hueco. Este hecho posibilita interpretar una micrografía electrónica de manera análoga a una micrografía óptica.

No obstante, para crear suficiente contraste cuando se usa el microscopio óptico, las células deben ser tratadas con colorantes u otras sustancias que se adhieran diferencialmente a componentes subcelulares específicos, o reaccionen con ellos, produciendo regiones de opacidad diferente. Para el microscopio electrónico los especímenes se tratan por lo general con compuestos de metales pesados. Los especímenes que serán estudiados usando un microscopio óptico convencional o un microscopio electrónico de transmisión deben ser fijados, teñidos, deshidratados (para el microscopio electrónico), incluidos y seccionados en cortes finos.

Estereomicroscopio, Microscopio de Disección o Lupa Estereoscópica

Es un tipo de microscopio óptico que proporciona un aumento menor que el microscopio compuesto, pero produce una imagen tridimensional. Esto hace que el microscopio de disección sea bueno para ver objetos que son más grandes que unas pocas células, pero demasiado pequeños para verlos en detalle con el ojo humano. Se utiliza con frecuencia para trabajar con muestras que tienen mayor necesidad de ser diseccionadas para ver con más detalle las partes pequeñas que las componen, sean de plantas, insectos e incluso paneles electrónicos. O simplemente para ver objetos como sellos, monedas, rocas, minerales, fósiles, especímenes arqueológicos e incluso joyas (piedras preciosas).

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1 jul 2024

Microscopio

Es un instrumento óptico que se utiliza para ampliar objetos no perceptibles al ojo humano. Esto se logra mediante un sistema óptico compuesto por lentes que forman y amplifican la imagen del objeto que se está observando. No obstante, dos características de un microscopio que determinan la nitidez con la que se puede ver un objeto pequeño son: 

*El aumento: Es la relación entre el tamaño de la imagen vista con el microscopio y el tamaño real del objeto. El aumento total se obtiene multiplicando el número del objetivo por el del ocular que se usan simultáneamente. Entonces es posible observar con los siguientes aumentos: 10 x 4 = 40x (aumentos), 10 x 10 = 100x (aumentos) y 10 x 40 = 400x (aumentos).

*La resolución o poder de resolución: Es la capacidad para distinguir detalles finos en una imagen; se define como la distancia mínima entre dos puntos a la cual ambos se pueden ver por separado y no como un único punto borroso. El poder de resolución depende de la calidad de las lentes y de la longitud de onda de la luz de iluminación. Conforme disminuye la longitud de onda, la resolución aumenta.

Principios

*Refracción: Uno de los dos principios fundamentales de todo microscopio es la refracción de la luz, el cual plantea la desviación de los haces luminosos cuando atraviesan un medio determinado hacia otro. Calculada para obtener un efecto específico mediante la serie de lentes del microscopio, este fenómeno permite el agrandamiento de la imagen hasta varias veces su tamaño real.

*Reflexión: Semejante al caso anterior, el principio de reflexión de la luz es aquel que permite prever el comportamiento de la luz al incidir sobre un cuerpo cuya superficie la rechace. Es el principio que opera en los espejos y permite, en el microscopio, manipular los haces de luz para concentrarlos en el objeto a observar a trasluz.

Avances

Resulta en una amplia gama de aplicaciones en diversos campos científicos. En la actualidad algunos otros tipos de microscopios están disponibles, incluso dos clases más de microscopios electrónicos. También se han inventado microscopios digitales que utilizan cámaras para enviar una imagen digital a un monitor. Así mismo, se está produciendo un rápido progreso en el uso de otras técnicas microscópicas; por ejemplo, acoplando cámaras de televisión a los microscopios ópticos es posible efectuar las observaciones en la pantalla y grabarlas en una cinta de video o en una computadora personal. Las técnicas de televisión aplicadas al estudio de la célula viva revelan procesos no vistos previamente dentro de la célula.

Aportes

*Con el desarrollo del microscopio se descubrieron una gran cantidad de microorganismos bacterias y protistas.

*Se puede estudiar y observar a nivel microscópico las diferentes formas celulares.

*En biología, se utiliza para observar estructuras celulares y moleculares, interacciones entre células y el estudio de procesos biológicos.

*En medicina, la microscopía se utiliza para diagnosticar enfermedades y desarrollar tratamientos.

*La ciencia de los materiales se basa en la microscopía para investigar las propiedades y características de los materiales, 

*En la ingeniería la utiliza para el control de calidad, las pruebas y la inspección de componentes y productos.

*Con la ayuda de la microscopía, los investigadores pueden visualizar y analizar muestras con alta resolución y precisión, lo que les permite hacer nuevos descubrimientos y avances en sus respectivos campos.

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Autor

Prof. Arnaldo Rodríguez

Educación mención Biología

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