Hay cosas tan pequeñas que el ojo humano simplemente no puede verlas. Para ello es necesario algo que pueda aumentarlas, y por ese motivo existen unos instrumentos tan relacionados con el mundo científico como lo son los microscopios.
El primero de ellos fue inventado por Anton van Leeuwenhoek y, desde entonces, se ha ido no solo sofisticando su invención sino que, también, se han creado otros tipos que funcionan para observar cosas que este comerciante neerlandés jamás hubiera creído que existen.
Hoy vamos a descubrir los diferentes tipos de microscopio, además de ver para qué sirven, de qué se componen y cómo funcionan. No te los pierdas.
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Los 18 tipos de microscopio (explicados)
El microscopio es un instrumento que, de nunca haberse inventado, desde luego la ciencia no estaría tan avanzada como hoy en día. La ciencia y la tecnología se han visto fuertemente potenciadas desde que un comerciante neerlandés de nombre Anton van Leeuwenhoek, un poco aburrido el buen hombre, decidiera experimentar con varias lupas a mediados del siglo XVII e inventara, como quien no quiere la cosa, un instrumento a través del cual observar cosas tan pequeñas como glóbulos rojos o espermatozoides.
Han pasado cuatro siglos desde que este señor inventara el prototipo del microscopio y los científicos, en su deseo por conocer cómo es ese mundo tan minúsculo que el ojo humano no puede ver a simple vista, han ido diseñando nuevos tipos de microscopios, algunos tan sofisticados y potentes que nos permiten ver hasta virus y átomos. Las mejoras técnicas de los múltiples microscopios que se han inventado han supuesto mejoras tanto en la medicina como en la tecnología industrial y biología.
A lo largo de este artículo vamos a descubrir los 18 tipos de microscopios que existen, cómo funcionan y para qué campos del saber se usan fundamentalmente.
1. Microscopio óptico
El microscopio óptico fue el primer microscopio de la historia. Este instrumento marcó un antes y un después en la biología y la medicina pues esta invención, pese a su relativa sencillez tecnológica, permitió ver por primera vez células.
La principal característica de este instrumento es que la luz visible es el elemento que permite ver la muestra. Un haz de luz ilumina el objeto a observar, atravesándolo y siendo conducido hasta el ojo del observador quien recibe una imagen ampliada gracias a un sistema de lentes. El microscopio óptico es útil para la mayoría de las tareas de microscopía, pues permite ver células y detalles de tejidos que a simple vista no podríamos observar.
Sin embargo, este microscopio es de todos el más simple. Su límite de resolución viene marcado por la difracción de la luz, un fenómeno por el cual los rayos de luz se desvían inevitablemente por el espacio. Como consecuencia de ello lo máximo que se puede obtener con un microscopio óptico es 1.500 aumentos.
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2. Microscopio electrónico de transmisión
El microscopio electrónico de transmisión fue inventado durante la década de 1930 y supuso una verdadera revolución durante la primera mitad del siglo pasado. Este microscopio permite llegar a un número de aumentos mayor que el óptico, ya que no utiliza la luz visible como elemento de visualización sino que usa electrones.
Los microscopios electrónicos de transmisión son mucho más complejos que los ópticos y esto se evidencia en la forma en cómo se observan las muestras.
El mecanismo de este microscopio se basa en hacer incidir electrones sobre una muestra ultrafina, mucho más fina que las que se preparan normalmente para su observación en el microscopio óptico. La imagen se obtiene a partir de los electrones que atraviesan la muestra y que, posteriormente, impactan sobre una placa fotográfica. Para conseguir el correcto flujo de electrones por el interior de estos microscopios, se requiere que estén vacíos.
Los electrones son acelerados hacia la muestra usando un campo magnético. Una vez inciden sobre ella, algunos electrones la atravesarán mientras que otros rebotarán en ella y se dispersarán. Esto da como resultado imágenes con zonas oscuras, donde los electrones han rebotado, y zonas claras, que son las que los electrones han atravesado, conformando una imagen en blanco y negro de la muestra.
Los microscopios electrónicos de transmisión no están limitados por la longitud de onda de la luz visible, lo cual hace que tengan la capacidad de ampliar un objeto hasta 1.000.000 de veces. Gracias a esto no solo podemos ver bacterias con estos instrumentos, sino también cuerpos mucho más pequeños como, por ejemplo, virus.
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3. Microscopio electrónico de barrido
El microscopio electrónico de barrido se basa en hacer incidir electrones sobre la muestra para lograr la visualización de la misma, pero se diferencia del de transmisión por el hecho de que en este caso las partículas no impactan sobre toda la muestra a la vez, sino que lo hacen recorriendo distintos puntos. Se podría decir que lleva a cabo un escaneado de la muestra.
Con este microscopio la imagen no se obtiene de los electrones que impactan sobre una placa fotográfica después de atravesar la muestra. Aquí su funcionamiento se basa en las propiedades de los electrones, que después de impactar sobre la muestra sufren cambios. Una parte de su energía inicial se transforma en rayos X o en emisión de calor. Midiendo estos cambios se puede conseguir toda la información necesaria para hacer una reconstrucción ampliada de la muestra, como si fuera un mapa.
4. Microscopio de fluorescencia
Los microscopios de fluorescencia forman una imagen gracias a las propiedades fluorescentes de la muestra que se observa a través de ellos. Esta muestra es iluminada mediante una lámpara de xenón o de vapor de mercurio. No se usa un haz de luz tradicional sino que se trabaja con gases.
Estas sustancias iluminan la preparación con una longitud de onda muy concreta, la cual permite que los elementos que conforman la muestra empiecen a emitir luz propia. En otras palabras, aquí la propia muestra es la que emite luz en vez de iluminarla para poder observarla. Este instrumento es muy recurrido en microscopía biológica y analítica, siendo una técnica que otorga mucha sensibilidad y especificidad.
5. Microscopio confocal
El microscopio confocal se podría considerar un tipo de microscopio de fluorescencia en el que no se ilumina la muestra por completo, sino que se hace un escaneado como en el caso del microscopio electrónico de barrido. Su principal ventaja con respecto a la fluorescencia tradicional es que el confocal permite hacer una reconstrucción de la muestra obteniendo imágenes tridimensionales.
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6. Microscopio de efecto túnel
El microscopio de efecto túnel nos permite ver la estructura atómica de las partículas. Este instrumento usa los principios de la mecánica cuántica, capturando electrones y logrando una imagen de alta resolución en la que se puede distinguir cada átomo de los demás. Se trata de una herramienta fundamental en el campo de la nanotecnología, siendo usados para producir cambios en la composición molecular de sustancias y permitiendo la obtención de imágenes tridimensionales.
7. Microscopio de rayos X
El microscopio de rayos X, como su nombre indica, no usa ni la luz tradicional ni los electrones, sino que para ver la muestra le aplica rayos X. Esta radiación de muy baja longitud de onda es absorbida por los electrones de la muestra, lo que permite conocer la estructura electrónica de la preparación.
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8. Microscopio de fuerza atómica
El microscopio de fuerza atómica no detecta ni la luz ni los electrones. Su funcionamiento se basa en hacer un escaneo de la superficie de la preparación para detectar las fuerzas que se dan entre los átomos de la sonda del microscopio y los átomos de la superficie. Este instrumento detecta las fuerzas de atracción y repulsión de los átomos, energías muy leves, lo que permite hacer un mapeado de la superficie de la muestra obteniendo así imágenes tridimensionales como si se estuviera haciendo un mapa topográfico.
9. Microscopio estereoscópico
Los microscopios estereoscópicos son una variante de los ópticos tradicionales, aunque estos tienen la peculiaridad de que permiten una visualización tridimensional de la preparación. Están equipados con dos oculares, a diferencia de los tradicionales que solo tienen uno, y la imagen que llega a cada uno de ellos sea ligeramente distinta. Al combinarse lo captado por los dos oculares captan se forma el efecto tridimensional buscado.
A pesar de que no llega a tantos aumentos como el óptico tradicional, el microscopio estereoscópico suele ser muy usado en áreas en las que se requiere una manipulación simultánea de la muestra.
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10. Microscopio petrográfico
El microscopio petrográfico, también conocido como microscopio de luz polarizada, se basa en los principios del óptico pero con la peculiaridad de que tiene dos polarizadores, uno en el condensador y el otro en el ocular. Estas partes del microscopio reducen la refracción de la luz y la cantidad de brillo.
Este instrumento es usado para observar minerales y objetos cristalinos, pues si se iluminaran de forma tradicional la imagen obtenida se vería borrosa y difícil de apreciar. También es un tipo de microscopio muy útil cuando se analizan tejidos que pueden provocar refracción de la luz, como el tejido muscular.
11. Microscopio de iones en campo
El microscopio de iones en campo se usa en ciencias de materiales porque permite ver la ordenación de los átomos de la preparación. Su función es similar al microscopio de fuerza atómico, permitiendo medir los átomos de gas absorbidos por una punta de metal para elaborar una reconstrucción de la superficie de la muestra a nivel atómico.
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12. Microscopio digital
El microscopio digital es una herramienta capaz de capturar una imagen de la muestra y proyectarla. Tiene como principal característica de que, en vez de disponer de un ocular, dispone de una cámara. A pesar de que su límite de resolución es menor que el del microscopio óptico tradicional, los digitales pueden ser muy útiles para observar objetos cotidianos y, gracias a que son capaces de conservar las imágenes de las preparaciones, este dispositivo es muy interesante a nivel comercial.
13. Microscopio de luz reflejada
En el caso de los microscopios de luz reflejada, la luz no atraviesa la muestra sino que se refleja al incidir sobre la preparación y es conducida hacia el objetivo. Estos microscopios son usados cuando se trabaja con materiales opacos que, a pesar de haber sido cortados muy finos, no dejan pasar la luz.
14. Microscopio de luz ultravioleta
Los microscopios de luz ultravioleta no iluminan la preparación con luz visible, sino que usan la luz ultravioleta como su propio nombre indica. Este tipo de luz tiene una longitud de onda más corta, haciendo que sea posible conseguirse una resolución mayor.
Además, son capaces de detectar un mayor número de contrastes, haciéndolos especialmente útiles cuando las muestras son demasiado transparentes y no se podrían ver con el microscopio óptico tradicional.
15. Microscopio compuesto
El microscopio compuesto engloba a todo instrumento óptico dotado de, por lo menos, dos lentes. Normalmente los microscopios ópticos originales solían ser simples, mientras que la mayoría de los modernos son compuestos, disponiendo de varias lentes tanto ene l objetivo como en el ocular.
16. Microscopio de campo oscuro
Los microscopios de campo oscuro iluminan la muestra de forma oblicua. Los rayos de luz que llegan al objetivo no vienen directamente del foco de luz, sino que se dispersan por la muestra. En este caso no es necesario teñir la muestra para poder visualizarla, y estos microscopios permiten trabajar con células y tejidos demasiado transparentes como para ser observados con técnicas clásicas de iluminación.
17. Microscopio de luz transmitida
En el microscopio de luz transmitida un haz de luz atraviesa la preparación y se trata del sistema de iluminación más usado en los microscopios ópticos. Debido a este método, la muestra debe ser cortada muy fina para hacerla semitransparente y, así, que la luz pueda atravesarla.
18. Microscopio de contraste de fases
El microscopio de contraste de fases funciona con el principio físico que hace que la luz viaje a distintas velocidades en función del medio por el que viaja. Usando esta propiedad, este instrumento recoge las velocidades a las que ha circulado de luz mientras atravesaba la muestra, hace una reconstrucción y así obtiene una imagen. Este tipo de microscopio permite trabajar con células vivas ya que no se necesita teñir la muestra.
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