1.2: Microscopía

El Microscopio de Luz

Celda de Hooke

En 1665, Robert Hooke publicó Micrographia, un libro que ilustraba artículos muy magnificados que incluían insectos y plantas. Este libro estimuló el interés en las ciencias para examinar el mundo microscópico usando lentes, pero también es notable por las observaciones de Hooke del corcho donde utilizó la palabra “célula” en un sentido biológico por primera vez.

El Padre de la Microbiología: van Leeuwenhoek

El comerciante holandés Antonie van Leeuwenhoek utilizó lentes de aumento de alta potencia para examinar las partes de los insectos y examinar la calidad de la tela en su negocio de telas. Comenzó a experimentar tirando de vidrio para generar lentes y desarrolló un microscopio simple para observar muestras. Utilizando una lente simple con un espécimen montado en una punta, pudo identificar los primeros “animalcules” microscópicos (animalitos) que posteriormente serán conocidos como protozoos (animales originales).

Aunque el aparato de van Leeuwenhoek era sencillo, el poder de aumento de sus lentes y su curiosidad le permitieron realizar grandes observaciones científicas sobre el mundo microscópico. Fue ridiculizado por fabricar sus observaciones de protistas al principio. Siempre el científico, van Leeuwenhoek examinó muestras de su propia diarrea para descubrir Giardia intestinalis. Si bien no hizo la conexión de la naturaleza causal de este microorganismo, describió los detalles de la forma en que este organismo podría impulsarse a través del medio con gran detalle.

Microscopio compuesto moderno

A diferencia del microscopio de lente única de van Leeuwenhoek, ahora combinamos el poder de aumento de múltiples lentes en lo que se llama un microscopio compuesto.

1. Lente ocular u ocular
2. Pieza de nariz/ carrusel de lentes
3. Lente de objetivo
4. Perilla de enfoque de curso
5. Perilla de enfoque fino
6. Escenario
7. Lámpara
8. Condensador
9. Control de etapa

Uso del Microscopio de Luz

Mundo Microscópico

Escala

Ampliación

La ampliación es el proceso de agrandar la apariencia de un objeto. Calculamos el aumento de un objeto indicando el cambio de tamaño del pliegue. Entonces, si algo parece ser el doble del tamaño del artículo real, entonces obviamente se magnifica 2X. Debido a que hay una ampliación por el ocular (lente ocular), así como las lentes del objetivo, nuestra ampliación final de un artículo es producto de esas dos lentes.

La lente objetivo de menor aumento (generalmente 4X o 5X) se conoce como una lente de escaneo. También suele haber una lente de baja potencia a 10X y una lente de mayor aumento a 40X. Puede haber una lente de mayor aumento a 100X, pero estos generalmente requieren aceite para funcionar correctamente y a menudo están reservados para laboratorios de microbiología.

• ¿Cuál es el poder del cristalino ocular?
• Podemos calcularlo como:
  Aumento _total = _Objetivo de aumento X Ampliación _ocular
• Con esto en mente, rellene la siguiente tabla:

Campo de visión (FOV)

En un microscopio, normalmente observamos cosas dentro de un espacio circular (o campo) como lo definen las lentes. Nos referimos a esta área observable como el campo de visión (FOV). Comprender el tamaño del campo de visión es importante porque los tamaños reales del objeto se pueden calcular usando el aumento de las lentes.

FOV se puede describir como el área de un círculo:

¿Cuáles son los efectos del aumento en el FOV?

1) Aumento más bajo

2) Aumento bajo

3) Aumento alto

4) Aumento más alto

En la imagen 1, podemos ver un modelo de ADN sobre una mesa con una botella de agua y una gran área de la habitación. La imagen 2 muestra menos de la habitación en el fondo pero el modelo de ADN es más grande en apariencia debido a que el aumento es mayor. En la imagen 3, ya no vemos evidencia de una puerta y el modelo de ADN es mucho más grande que antes. En la imagen 4, ya no vemos la mesa sobre la que descansa el modelo y la botella de agua. Si bien la última imagen es más grande, vemos menos de los objetos circundantes. Tenemos mayor aumento a costa del campo de visión. El FOV está inversamente relacionado con el nivel de aumento.

Cálculo de campo de visión

1. Examinar una regla bajo aumento de escaneo
   • Mida el diámetro en mm.
   • Diámetro= _________________
   • Radio= ____________________
   • Calcular el campo de visión con esta ampliación= __________________
2. Examine una regla bajo aumento bajo (10x)
   • Mida el diámetro en mm.
   • Diámetro= _________________
   • Radio= ____________________
   • Calcular el campo de visión con esta ampliación= ____________________
3. ¿Cuál es la relación entre la ampliación y el campo de visión? _______________________________________________________________________________
4. ¿Cuál es la proporción de cambio en el campo de visión al duplicar la ampliación? ______________________________________________________________________

La letra “e”

1. Orientar una diapositiva con la letra “e” para que se lea como una “e” sin aumento
2. Dibuje la “e” al escanear, aumento bajo y alto

Profundidad de Campo

1. Examine la diapositiva de hilos de colores bajo la potencia de escaneo para que el punto de cruce de los hilos esté en el centro del campo.

2. Elevar el aumento al objetivo de baja potencia

• ¿Qué notamos sobre los hilos y el enfoque?
• ¿Cómo podemos explicar esta observación con respecto a los hilos?
• Cierre el diafragma para permitir un punto de luz a través de la diapositiva. ¿Qué efecto tiene esto en la imagen?

Notamos que cuando observamos 3 hilos superpuestos de diferente color bajo un microscopio, podemos enfocarnos en un hilo a la vez. De igual manera, cuando acercamos mucho el modelo de ADN a continuación, notamos que la impresión en la botella de agua no es nítida.

Aumento más alto con poca profundidad de campo. Observe cómo la etiqueta en la botella de agua es borrosa mientras que las letras en el modelo de ADN son nítidas.

Sabemos que la botella de agua está detrás de la molécula de ADN. Bajo el microscopio, los hilos de diferente color también se apilan uno encima del otro. Reconocemos que están en diferentes planos porque son tridimensionales. Cada hilo tiene profundidad y no ocupa el mismo espacio exacto. Si nos enfocamos en la impresión de la botella de agua en la imagen de arriba, ya no veríamos las letras en la molécula de ADN bruscamente. Nos referimos a este concepto como Profundidad de Campo (DOF). Bajo el microscopio, a bajo aumento, podemos distinguir menos detalles más finos. Sin embargo, la mayoría de los artículos aparecen en el mismo plano en este caso y o comparablemente afilados. Pero a medida que aumentamos la ampliación y vemos detalles más finos, las distancias entre los diversos planos a la vista se hacen más evidentes. Podemos ver un fenómeno similar a baja ampliación del modelo de ADN. Con el bajo aumento, es posible que no podamos leer la impresión en la botella de agua, pero la botella y la molécula de ADN están a una distancia similar de nuestra opinión de que la pequeña diferencia en la profundidad aparente no es tan notable. Todavía podemos basarnos en otras señales visuales para saber que la botella está detrás del modelo, pero la nitidez de ambos artículos son equivalentes.

Examen de células

1. Elija una diapositiva preparada de un Protista (Euglena, Amoeba, Paramecium)
2. Prepara una montura húmeda de una gota de agua de estanque y coloca un cubreobjetos sobre la gota.
3. Hisopo el interior de tu mejilla
   1. Enrolle el hisopo sobre una diapositiva
   2. Deja caer un poco de azul de metileno en el porta
   3. Coloca un cubreobjetos sobre la gota
   4. Visualiza y dibuja las células de tus mejillas
4. Documente sus observaciones dibujando las celdas y usando su teléfono para tomar una imagen.

Ejemplos Biológicos Reales

Podemos ver los conceptos de FOV y DOF en las siguientes imágenes.

En un primer plano aún más extremo (mayor aumento), tendríamos dificultades para enfocarnos tanto en los ojos como en el pico ya que hay profundidad y distancia entre esas características.

¿Cómo usamos los microscopios?

En nuestro laboratorio, observamos un poco de agua de estanque. ¿Qué vemos? ¿Por qué es esto significativo? ¿Cómo nos ayuda el microscopio a estudiar estos artículos? ¿Cuál es la utilidad de los conceptos de magnificación, FOV y DOF cuando utilizamos microscopios para estudiar muestras biológicas?