Qué es el microscopio
Etimológicamente hablando la palabra microscopio proviene del griego μικρός σκοπέω, que quiere decir «dispositivo o aparato para observar pequeñas cosas, que no son visibles a simple vista», vocablo formado por «micro» que significa «pequeño» y «scopio» alude a «aparato para ver u observar».
Dicho de otra manera, el microscopio no es más que una herramienta óptica sumamente valiosa y relevante para la ciencia, pues gracias a él, se pueden observar tanto microorganismos como elementos diminutos.
Esta herramienta está compuesta por unos lentes que se encargan de ampliar las imágenes pequeñas que se están enfocando y que no pueden apreciarse a simple vista por el ojo humano.
El primer microscopio creado en la historia de la humanidad, fue el óptico y sigue en uso debido a su funcionamiento, pues se basa en la propiedad de diversos materiales que logran el cambio de dirección de los rayos de luz.
Desde ese momento, los científicos comenzaron a crear lentes especiales que permitieran converger los rayos de luz, de manera que, con la combinación de ambos, se pudiera generar la imagen aumentada de cualquier tipo de objeto que se estuviera estudiando. Un ejemplo práctico de esto, sería utilizar un solo lente (como una lupa, por ejemplo), para reproducir una imagen más aumentada de una muestra determinada.
Cuando se trata de un microscopio óptico, la imagen aumentada es generada a partir de diferentes lentes, algunas montadas en el objetivo de la herramienta y otras en el ocular. Es importante destacar que los lentes ubicados en el objetivo, generan una imagen aumentada real de la muestra, luego, la imagen se amplia a través de los lentes del ocular, dando lugar a una muestra virtual con un tamaño superior a la original.
También es importante mencionar el hecho de que uno de los elementos esenciales de estos aparatos, es la luz, quizás sea por eso que los microscopios vienen equipados con un foco y condensador, de esta manera, logran focalizar el haz de luz hacia las muestras. Luego de que la luz atraviesa la muestra, los lentes se encargan de desviarla correctamente para lograr una imagen aumentada.
Historia del microscopio
Hace algunos siglos atrás, mucho antes de que se creara el primer microscopio, las personas hacían uso de diferentes lentes que pudieran ampliar la imagen de las muestras que se estaban estudiando, estos lentes son conocidos como lupas que, de hecho, siguen usándose en muchas partes del mundo.
Sin embargo, Roger Bacon, durante el siglo XIII, fue el encargado de estudiar estas lupas y darle un giro total a su uso, realizando investigaciones eficaces para cambiar el uso de las lupas por otras herramientas que le dieran mejor efectividad a la ampliación de muestras.
El origen del microscopio se remonta al año de 1590, siendo su inventor Zacharias Janssen, nacido en Middelburg, en los Países Bajos; para luego Antón Van Leeuwenhoek, comerciante y científico de origen neerlandés, en 1674 perfeccionar dicha creación, pues gracias él, se descubrieron los glóbulos rojos y bacterias en la sangre. El microscopio óptico es el más utilizado y el primero en ser creado debido a su simplicidad técnica, ya que consta de uno o más lentes que permiten conseguir una imagen aumentada del objeto o elemento en observación.
Cabe destacar que estas lentes pueden aumentar un objeto hasta 15 veces por medio de la refracción. Estas lentes son vidrios, plásticos o cualquier otro tipo de materiales traslúcidos de forma circular, que cambia la dirección de la luz que incide sobre ellos. Pero para esas mismas fechas, Galileo Galilei también elaboró un microscopio haciendo uso de un lente convexo y otro cóncavo.
Por eso, aun cuando han pasado muchísimos años, se tienen dudas sobre quién es el verdadero inventor de esta herramienta tan útil. Lo único que si se mantiene en claro, es que la primera persona en utilizar el término de microscopio, fue Giovanni Faber en el año 1625.
Luego, para lo que fue parte del siglo XVII, comienzan a aparecer las primeras investigaciones que documentaba observaciones realizadas bajo el seguimiento de un microscopio. La primera de estas investigaciones tiene el título de Micrographia y fue escrita por Robert Hooke, misma que fue publicada en el año 1665. En esta obra, se encuentran todo tipo de ilustraciones de insectos y plantas. Todas ellas tomadas por medio de esta herramienta óptica.
Con el paso de los siglos, la tecnología de estas herramientas fueron perfeccionándose hasta obtener los dispositivos que se están empleando hoy en día en todo el mundo, siendo Carl Zeiss uno de los fabricantes de microscopios más famosos del siglo XIX porque su empresa modernizó totalmente la herramientas e incorporó muchas teorías ópticas desarrolladas por Ernst Abbe, un científico de renombre. Más tarde, los avances del siglo XX permitieron que se desarrollaran nuevas técnicas microscópicas, obteniendo como resultado, nuevos tipos de microscopios, entre ellos, el electrónico, mismo que se explicará a cabalidad más adelante en este mismo post.
Partes del microscopio
Como toda herramienta científica, los microscopios poseen varias partes que integran todo su funcionamiento. Sus partes se pueden clasificar de acuerdo a las que pertenecen a su sistema mecánico y las que pertenecen a su sistema óptico. Sin estas, es imposible que se lleve a cabo el microscopio funcione correctamente.
Sistema óptico
El microscopio óptico es uno de los inventos que ha marcado un antes y un después en la historia de la ciencia, especialmente materias medicinales y biológicas. Esencialmente se puede definir como un instrumento que permite observar en un tamaño aumentado elementos que son imperceptibles a simple vista y que, gracias a él, se fueron creando muchos otros microscopios, mismo que poseen un sistema óptico y otro mecánico. El óptico incluye un conjunto de elementos y lentes de manipulación de la luz que permiten generar una imagen más aumentada.
- Foco: se encarga de emitir los rayos de luz que van dirigidos a la muestras que se está estudiando.
- Condensador: su función principal es concentrar cada uno de los rayos de luz sobre la muestra que se va a observar.
- Diafragma: el condensador tiende a estar acoplado con el diafragma, mismo que se encarga de regular la cantidad de luz incidente empleada en la muestra.
- Objetivo: esta parte fundamental de la herramienta se basa en un conjunto de lentes que reciben la luz que proviene de la muestra, de esta manera, permite aumentar la imagen de la muestra que se está observando.
- Ocular: se encarga de ampliar la imagen que proviene del objetivo, de hecho, es a través de esta parte que se puede observar la muestra totalmente.
Sistema Mecánico
Este sistema se basa en la proporción del soporte estructural de todos los elementos que han sido mencionados con anterioridad en este mismo apartado. Acá ocurre exactamente lo mismo que con el sistema óptico, si no se están todos, entonces no se puede cumplir el microscopio función de manera correcta.
Se clasifica de la siguiente manera:
- Base: también conocido como pie, es el encargado de mantener el microscopio en una posición estable.
- Brazo: se trata de la estructura principal de la herramienta, además, conecta la base con el sistema óptico del mismo.
- Platina: es la pieza horizontal de la herramienta de ampliación de muestras y, allí, se coloca la muestra que será observada.
- Tornillos micrométricos y macrométricos: debido a que la platina no se conectada fijamente con el brazo, esta debe regular su posición mediante los tornillos micrométricos y macrométrico.
- Revólver: se trata de la parte donde se encuentran ubicados los objetivos, generalmente son de 3 o 4 y puede girar para seleccionar el objetivo adecuado.
- Tubo: se encarga de conectar los objetivos con el ocular.
Tipos de microscopios
Además del óptico, también existen otros tipos de microscopios, con diferentes funciones y características, entre ellos se encuentran microscopio simple, microscopio compuesto, de luz ultravioleta, de fluorescencia, petrográfico, microscopio en campo oscuro, de contraste, de fase de luz polarizada, confocal electrónico, microscopio electrónico de transmisión, electrónico de barrido, entre otros. En este apartado se van a explicar los más importantes en todo el mundo, así como sus características dominantes.
Microscopio compuesto
Este se categoriza por ser elemental para el óptico. Su término “compuesto” hace referencia a que se utilizan desde dos a más lentes para obtener la imagen aumentada de la muestra. La denominación es empleada en contraposición a la de una herramienta simple, pues esta hace referencia a microscopios que funcionan con un solo lente, es decir, lupas.
Microscopio monocular
Tal como su nombre lo indica, posee un solo ocular que permite observar la muestra con un solo ojo.
Debido a esta característica sencilla, es utilizado por estudiantes o personas que encuentran su pasión en la microscopía. Esta herramienta no es cómoda, menos aún cuando se tienen que analizar las muestras por horas, es por ello que los profesionales no lo utilizan y le abren paso a la herramienta binocular. Este tipo herramienta óptica posee dos oculares, por lo que se pueden usar ambos ojos para analizar muestras, es más cómodo y la imagen del objetivo es dividida en dos a través de un prisma óptico.
Microscopio trinocular
El cual tiene dos oculares que permiten la observación de la muestra, pero que también incluye un ocular adicional para conectar una cámara que capture las imágenes de las observaciones realizadas.
También está el digital, este en vez de poseer un ocular, tiene una cámara, que permite capturar digitalmente las imágenes de la muestra, la cual se visualiza en tiempo real a través de una pantalla, aunque también se puede transmitir en una pc mediante conexiones USB.
Microscopio invertido
Tal como su nombre lo indica, invierte la posición de la fuente de luz y el objetivo, así la muestra se ilumina desde la parte de arriba y el objetivo se ubica debajo de la platina. La ventaja de esta herramienta es que se pueden apreciar los elementos que se encuentran en el fondo del recipiente de observación. Es empleado para ver los tejidos y células vivas que se encuentran dentro del recipiente y constantemente hidratadas.
Estereoscópico
Es una herramienta binocular, pues posee dos oculares, pero, con esta herramienta óptica, cada ocular proporciona una imagen diferente. La combinación de las dos imágenes que proporcionan los oculares produce un efecto de ver la imagen en tres dimensiones. Para poder obtener ese efecto, se deben utilizar dos objetivos, uno diferente para cada ocular. Con los dispositivos convencionales se tiende a teñir la muestra con sustancias, de esta manera, se aumenta el contraste en relación a un fondo brillante.
Cuando no se tiñe la muestra, el contraste tiende a ser bajo y los detalles no se aprecian totalmente, entonces, para remediar este tipo de problemas, se crearon estos aparatos que se emplean con técnicas de tratamiento del haz de luz. Estos hacen que se puedan observar las muestras con los adecuados niveles de contraste. Estos microscopios son:
- Microscopio de campo oscuro
- Microscopio petrográfico o de luz polarizada
- Microscopio de contraste de fases
- Microscopio de contraste por interferencia diferencial
- Algunos también tienden a incluir luces infrarrojas, ultravioleta y con fluorescencia.
Imágenes de microscopios
En este apartado encontrarán una galería de imágenes de microscopios para saber de primera mano cómo luce cada uno de los que se han mencionado en este post, comenzando con fotografías reales hasta microscopio dibujo.
