Tipos de Microscopios: Funcionamiento y Aplicaciones en Laboratorio

Tipos de Microscopios Ópticos

• Microscopio de campo claro: El campo está totalmente iluminado mientras que los objetos observados aparecen oscuros. La luz visible tiene una alta longitud de onda, por lo que, para asegurar una imagen clara, se deben teñir las muestras para que contrasten con el medio.
  Aplicaciones:
  • Observación de cortes histológicos finos (Histología).
  • Observación de reacciones de aglutinación (Inmunología).
  • Frotis sanguíneos, contaje de glóbulos rojos y leucocitos (Hematología).
• Microscopio de campo oscuro: El condensador está provisto de espejos que hacen que el objeto disperse los rayos luminosos, de tal forma que la muestra se hace visible al contrastarla con un fondo oscuro, generando una imagen brillante.
  Aplicaciones:
  • Observar muestras vivas, transparentes o sin teñir, permitiendo visualizar detalles morfológicos, flagelos, cilios y motilidad bacteriana.
  • Estudio de bacterias, protozoos, algas y células en cultivo.
  • Detección de organismos en frotis de sangre y aguas no tratadas.
  • Identificación de microorganismos en su estado natural para el diagnóstico de enfermedades infecciosas.
• Microscopio de contraste de fase: Se basa en la propiedad de la luz al incidir sobre una muestra con diferente índice de refracción. La velocidad de la luz cambia, observándose un desfase que permite obtener diferentes luminosidades para distintas estructuras. El condensador tiene un diafragma anular y el objetivo una placa de difracción anular.
  Aplicaciones:
  • Útil para observar microorganismos y células vivas, permitiendo estudiar la mitosis, la migración celular y el comportamiento.
  • Visualización de la interacción entre tipos de células y orgánulos internos.
  • Identificación de células anormales, análisis de líquidos biológicos y estudio de infecciones.
• Microscopio de fluorescencia: Se basa en la propiedad de algunas moléculas (fluorocromos) de absorber luz de una longitud de onda corta (alta energía) y emitir luz de una longitud de onda mayor (menor energía).
  • El haz incide sobre la muestra, el fluorocromo absorbe la luz y los electrones son excitados a un nivel mayor de energía. Al volver a su nivel fundamental, emiten luz de diferente longitud de onda.
  • Se utiliza un filtro que solo deja pasar la radiación con la longitud de onda específica que absorberá el fluorocromo. La luz emitida es separada por un segundo filtro (filtros de excitación) para su visualización.
  • Aplicaciones: Visualización de estructuras celulares individuales e interacciones proteína-proteína.
• Microscopio de luz polarizada: Se basa en la interacción de luz polarizada (onda electromagnética donde el campo eléctrico vibra en un único plano) con la muestra. Se produce mediante reflexión o filtros polarizadores.
  • Se acopla al microscopio de campo claro un analizador sobre el ocular y el polarizador entre la fuente de luz y el objetivo.
  • Permite observar fenómenos como la birrefringencia (las propiedades del material varían según la dirección del rayo de luz), permitiendo analizar fibras de colágeno.
• Microscopio de luz ultravioleta: Utiliza lámparas de mercurio o xenón y lentes de cuarzo. Proporciona mayor resolución y contraste. La muestra se observa a través de pantallas digitales o de fluorescencia.
  Aplicaciones: Análisis de ADN, drogas, identificación de fibras, detección de fluidos biológicos y cristalización de proteínas.

El Microscopio Electrónico

Utiliza como fuente un haz de electrones, que tienen una longitud de onda menor (mayor energía) que la luz visible, permitiendo un mayor poder de resolución y aumentos (tamaños <0.2 µm, como virus).

Componentes principales:

• Fuente de electrones: Filamento de tungsteno que se calienta para emitir electrones con suficiente energía para escapar de los átomos.
• Lentes electromagnéticas: Desvían la trayectoria de los electrones dentro de una cámara de vacío mediante campos electromagnéticos.
• Cámara de vacío: Necesaria para evitar que los electrones sean desviados por las moléculas del aire.
• Detector: Pantallas fluorescentes que reaccionan al impacto de electrones, enviando la información a un ordenador para generar la imagen final.

Tipos de microscopía electrónica

• Microscopio electrónico de transmisión (TEM): El haz de electrones se condensa y focaliza sobre una sección de tejido muy fina, tratada con metales pesados (osmio, plomo, uranilo) que actúan como contraste.
  • Los electrones que chocan con los metales rebotan, mientras que los que atraviesan el tejido impactan en una pantalla fluorescente.
  • Aplicaciones: Análisis de la ultraestructura celular y molecular, y estudio de interacciones moleculares para validar la eficacia de nuevos tratamientos.
• Microscopio electrónico de barrido (SEM): Los electrones interaccionan con la superficie de la muestra (previamente recubierta con una máscara de metales) y rebotan. Los electrones reflejados son captados por una pantalla receptora.
  • Aplicaciones: Estudio de estructuras superficiales, virus, identificación de partículas, hilos micrométricos y tejidos en investigaciones forenses.