Explicamos los tipos de microscopios que existen y sus características.
¿Cuáles son los tipos de microscopios?
Existen diferentes tipos de microscopios, como el óptico, compuesto, estereoscópico, petrográfico, confocal, de fluorescencia, electrónico, de transmisión, de barrido, de sonda de barrido, de efecto túnel, de iones en campo, digital o virtual, entre otros.
Un microscopio es un instrumento utilizado para permitir al ser humano ver y observar cosas que no pueden apreciarse a simple vista. Es utilizado en distintas áreas científicas de investigación, que van desde la medicina hasta la biología y la química.
La invención y primeros registros de uso del microscopio más sencillo (funcionaba a través de un sistema de lupas) se remonta al siglo XIII, con distintas atribuciones a quien pudo ser su inventor.
En cambio, el microscopio compuesto, más cercano a los modelos que conocemos hoy, se piensa que fue utilizado por primera vez en Europa en 1590, por el fabricante de lentes neerlandés Zacharias Janssen.
Tipos principales de microscopios
Microscopio óptico
También conocido como microscopio de luz, es el microscopio de mayor sencillez estructural y funcional.
Trabaja a través de una serie de lentes que, en conjunto con la entrada de luz, permiten la magnificación de una imagen que se encuentre bien ubicada en el plano focal de las lentes.
Es el microscopio de diseño más antiguo y sus primeras versiones las hizo Anton van Lewenhoek (siglo XVII), el cual utilizaba un prototipo de una sola lente sobre un mecanismo que sostenía la muestra.
Microscopio compuesto
El microscopio compuesto es un tipo de microscopio óptico que trabaja de manera distinta al microscopio simple.
Cuenta con más mecanismos de ópticas independientes que permiten un mayor o menor grado de magnificación sobre la muestra. Suelen tener una composición mucho más robusta y permitir mayor facilidad de observación.
Se cree que su nombre no se atribuye a una mayor cantidad de mecanismos ópticos en la estructura, sino a que la formación de la imagen magnificada ocurre en dos etapas.
Una primera etapa, donde la muestra se proyecta directamente en los objetivos sobre ella, y una segunda, donde es magnificada a través del sistema ocular que llega al ojo humano.
Microscopio estereoscópico
Es un tipo de microscopio óptico de bajo nivel de magnificación utilizado principalmente para disecciones. Cuenta con dos mecanismos ópticos y visuales independientes, uno para cada extremo de la muestra.
Trabaja con luz reflejada sobre la muestra en vez de a través de esta. Permite visualizar una imagen tridimensional de la muestra en cuestión.
Microscopio petrográfico
Utilizado especialmente para la observación y composición de rocas y elementos minerales, el microscopio petrográfico trabaja con los fundamentos ópticos de los microscopios anteriores, con la cualidad de incluir material polarizado en sus objetivos, lo que permite reducir la cantidad de luz y brillo que los minerales pueden reflejar.
El microscopio petrográfico permite, a través de la imagen magnificada, dilucidar los elementos y estructuras de la composición de rocas, minerales y componentes terrestres.
Microscopio confocal
Este microscopio óptico permite el aumento de la resolución óptica y el contraste de la imagen gracias a un dispositivo, o “pinhole”, espacial que elimina la luz excedente o fuera de foco que se refleja a través de la muestra, sobre todo si esta tiene un mayor tamaño que el permitido por el plano focal.
El dispositivo o “pinole” es una pequeña abertura en el mecanismo óptico que evita que la luz excedente (aquella que no se encuentra en foco sobre la muestra) se disperse sobre la muestra, disminuyendo la nitidez y el contraste que esta pueda presentar.
Por ello, el microscopio confocal trabaja con una profundidad de campo bastante limitada.
Microscopio de fluorescencia
Es otro tipo de microscopio óptico que utiliza ondas lumínicas fluorescentes y fosforescentes para un mejor detalle sobre el estudio de componentes orgánicos o inorgánicos.
Se destaca por el uso de la luz fluorescente para generar la imagen, sin depender enteramente de la reflexión y absorción de la luz visible.
A diferencia de otros tipos de microscopios analógicos, el microscopio fluorescente presenta ciertas limitaciones por el desgaste que puede sufrir el componente lumínico fluorescente debido a la acumulación de elementos químicos causados por el impacto de los electrones, desgastando las moléculas fluorescentes.
El desarrollo del microscopio fluorescente les valió el premio Nobel de Química en 2014 a los científicos Eric Betzig, William Moerner y Stefan Hell.
Microscopio electrónico
El microscopio electrónico representa una categoría en sí mismo frente a los microscopios anteriores, debido a que cambia el principio físico básico que permitía la visualización de una muestra: la luz.
El microscopio electrónico sustituye la utilización de luz visible por electrones como fuente de iluminación. El uso de electrones genera una imagen digital que permite una mayor ampliación de la muestra que los componentes ópticos.
Sin embargo, magnificaciones muy grandes pueden generar una pérdida de fidelidad en la imagen de la muestra. Se utiliza principalmente para investigar la ultra estructura de especímenes microorgánicos, capacidad con la que no cuentan los microscopios convencionales.
El primer microscopio electrónico fue desarrollado en 1926 por Han Busch.
Microscopio electrónico de transmisión
Su principal atributo es que el rayo de electrones pasa a través de la muestra, generando una imagen bidimensional.
Debido a la potencia enérgica que pueden tener los electrones, la muestra debe someterse a una preparación previa antes de ser observada a través de un microscopio electrónico.
Microscopio electrónico de barrido
A diferencia del microscopio electrónico de transmisión, el rayo de electrones es proyectado sobre la muestra, generando un efecto de rebote.
Esto permite la visualización tridimensional de la muestra, pues se obtiene información sobre la superficie de esta.
Microscopio de sonda de barrido
Este tipo de microscopio electrónico fue desarrollado después de la invención del microscopio de efecto túnel.
Se caracteriza por utilizar una probeta que escanea las superficies de una muestra para generar una imagen de alta fidelidad.
La probeta escanea, y mediante los valores térmicos de la muestra, es capaz de generar una imagen para su posterior análisis, mostrada a través de los valores térmicos obtenidos.
Microscopio de efecto túnel
Es un instrumento utilizado especialmente para generar imágenes a nivel atómico. Su capacidad de resolución permite la manipulación de imágenes individuales de elementos atómicos, funcionando a través de un sistema de electrones en un proceso de túnel que trabaja con diferentes niveles de voltaje.
Se necesita un gran control del entorno para una sesión de observación a nivel atómico, así como la utilización de otros elementos en estado óptimo.
Fue inventado e implementado en 1981 por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer, quienes obtuvieron el premio Nobel de Física en 1986.
Microscopio de iones en campo
Más que un microscopio, se conoce con este nombre a una técnica implementada para la observación y estudio del ordenamiento y reordenamiento a nivel atómico de distintos elementos.
Fue la primera técnica que permitió discernir la disposición espacial de los átomos en un elemento dado. A diferencia de otros microscopios, la imagen magnificada no está sujeta a la longitud de onda de la energía lumínica que cruce a través de ella, sino que cuenta con una capacidad única de magnificación.
Fue desarrollada por Erwin Muller en el siglo XX, y ha sido considerado el precedente que ha permitido una mejor y más detallada visualización de elementos a nivel atómico hoy en día, a través de nuevas versiones de la técnica e instrumentos que lo hacen posible.
Microscopio digital
Un microscopio digital es un instrumento con un carácter mayormente comercial y generalizado. Funciona a través de una cámara digital cuya imagen es proyectada en un monitor o computadora.
Es considerado un instrumento funcional para la observación de volumen y contexto de las muestras trabajadas. También tiene una estructura física mucho más sencilla de manipular.
Microscopio virtual
El microscopio virtual, más que un instrumento físico, es una iniciativa que busca la digitalización y archivo de muestras trabajadas hasta el momento en cualquier campo de la ciencia, con el objetivo de que cualquier interesado pueda acceder e interactuar con versiones digitales de muestras orgánicas o inorgánicas a través de una plataforma certificada.
De esta manera se estaría dejando atrás la utilización de instrumentos especializados y se fomentaría la investigación y el desarrollo sin los riesgos que conlleva destruir o perjudicar una muestra real.
Microscopio de campo oscuro
Esta técnica implementada en los microscopios ilumina la muestra de forma oblicua. Esto permite que los rayos de luz no incidan directamente en el objetivo, sino que son dispersados primero por la muestra.
Entre las ventajas que tiene esta técnica es que no se requiere teñir la muestra para lograr observarla.
Microscopio simple
Es el microscopio menos complejo, utiliza una sola lente para ampliar la muestra. En consecuencia, la capacidad que posee para aumentar el tamaño de los objetos es menor.
Microscopio de luz ultravioleta
La luz que ilumina la muestra es luz ultravioleta. Esta longitud de onda es más corta que la usada en los microscopios ópticos.
La mayor ventaja que posee el uso de la luz ultravioleta es conseguir un mejor contraste y mayor resolución.
Microscopio binocular
Los microscopios binoculares disponen de dos oculares y permiten observar la muestra con ambos ojos al mismo tiempo. Es el más utilizado en los centros de investigación. La distancia entre los dos oculares se puede ajustar de acuerdo a las necesidades del usuario.
Microscopio trinocular
El microscopio trinocular cuenta con tres oculares, dos para observar la muestra y el tercero para conectar una cámara. El beneficio de conectar una cámara digital es que se puede visualizar la muestra a través de una computadora en vivo y la posibilidad de tomar fotografías y almacenarlas para posteriormente estudiarlas en detalle.
Referencias
- (2010). Recuperado de history-of-the-microscope.org
- Basics of Microscopes. Recuperado de keyence.com
- Theory. Recuperado de microbehunter.com
- Williams, D. B., & Carter, C. B. (s.f.). Transmission Electron Microscopy. New York: Plenum Press.