ELS 14 TIPUS DE MICROSCOPIS I LES SEVES FUNCIONS - CIÈNCIA - 2025

Hi ha diferents tipus de microscopis: òptic, compost, estereoscòpic, petrogràfic, confocal, de fruorescencia, electrònic, de transmissió, d'escombratge, de sonda de rastreig, d'efecte túnel, d'ions en camp, digital i virtual.

Un microscopi és un instrument utilitzat per permetre a l'home veure i observar coses que no podrien apreciar-se a simple vista. És utilitzat en diferents àrees d'ofici i investigació que van des de la medicina fins a la biologia i la química.

Microscopis de segle XVIII de l'Musée des Arts et Métiers, París

Fins i tot s'ha encunyat un terme per a l'ús d'aquest instrument amb finalitats científiques o investigatius: microscòpia.

La invenció i primers registres d'ús de l'microscopi més senzill (funcionava a través d'un sistema de lupes) es remunta a el segle XIII, amb diferents atribucions a qui va poder ser el seu inventor.

En canvi, el microscopi compost, més proper als models que coneixem avui, s'estima que va ser utilitzat per primera vegada a Europa al voltant de l'any 1620.

Fins i tot llavors, van ser diversos els que van buscar atribuir la invenció de l'microscopi, i van sorgir diferents versions que, amb components similars, aconseguien complir l'objectiu i magnificar la imatge d'una molt petita mostra davant de l'ull humà.

Entre els noms més reconeguts als quals se'ls atribueix la invenció i ús de les seves pròpies versions de microscopis es troben Galileu Galilei i Cornelis Drebber.

L'arribada de l'microscopi als estudis científics va conduir a descobriments i noves perspectives sobre elements essencials per a l'avanç de les diferents àrees de la ciència.

L'albirament i classificació de les cèl·lules i microorganismes com els bacteris són uns dels èxits més populars que van ser possible gràcies a l'microscopi.

Des de les primeres versions de fa més de 500 anys, avui el microscopi manté la seva concepció bàsica de funcionament, encara que el seu acompliment i finalitats especialitzades han anat canviant i evolucionant fins al dia d'avui.

Tipus principals de microscopis

microscopi òptic

També conegut com microscopi de llum, és el microscopi de major senzillesa estructural i funcional.

Treballa a través d'una sèrie d'òptiques que, en conjunt amb l'entrada de llum, permeten la magnificació d'una imatge que es trobi bé situada en el pla focal de les òptiques.

És el microscopi de disseny més antic i les seves primeres versions s'atribueixen a Anton van Lewenhoek (segle XVII), el qual utilitzava un prototip d'una sola lent sobre un mecanisme que sostenia la mostra.

microscopi compost

El microscopi compost és un tipus de microscopi òptic que treballa de manera diferent a l'microscopi simple.

Compta amb un més mecanismes d'òptiques independents que permeten un major o menor grau de magnificació sobre la mostra. Solen tenir una composició molt més robusta i permetre major facilitat d'observació.

S'estima que el seu nom no s'atribueix a una major quantitat de mecanismes òptics en l'estructura, sinó al fet que la formació de la imatge magnificada ocorre en dues etapes.

Una primera etapa, on la mostra es projecta directament en els objectius sobre ella, i una segona, on és magnificada a través del sistema ocular que arriba a l'ull humà.

microscopi estereoscòpic

És un tipus de microscopi òptic de baix nivell de magnificació utilitzat principalment per disseccions. Compta amb dos mecanismes òptics i visuals independents; un per a cada extrem de la mostra.

Treballa amb llum reflectida sobre la mostra en lloc de a través d'aquesta. Permet visualitzar una imatge tridimensional de la mostra en qüestió.

microscopi petrogràfic

Utilitzat especialment per a l'observació i composició de roques i elements minerals, el microscopi petrogràfic treballa amb els fonaments òptics dels microscopis anteriors, amb la qualitat d'incloure material polaritzat en els seus objectius, el que permet reduir la quantitat de llum i brillantor que els minerals poden reflectir.

El microscopi petrogràfic permet, a través de la imatge magnificada, dilucidar els elements i estructures de composició de roques, minerals, i components terrestres.

microscopi confocal

Aquest microscopi òptic permet l'augment de la resolució òptica i el contrast de la imatge gràcies a un dispositiu o "pinhole" espacial que elimina la llum excedent o fora de focus que es reflecteix a través de la mostra, sobretot si aquesta té un major mida que el permès pel pla focal.

El dispositiu o "pinole" és una petita obertura en el mecanisme òptic que evita que la llum excedent (aquella que no es troba en focus sobre la mostra) es dispersi sobre la mostra, disminuint la nitidesa i el contrast que aquesta pugui presentar.

A causa d'això, el microscopi confocal treballa amb una profunditat de camp força limitada.

Microscopi de fluorescència

És un altre tipus de microscopi òptic en el qual s'utilitzen ones lumíniques fluorescents i fosforescents per a un millor detall sobre l'estudi de components orgànics o inorgànics.

Es destaquen senzillament per l'ús de la llum fluorescent per generar la imatge, no havent de dependre enterament de la reflexió i absorció de la llum visible.

A diferència d'altres tipus de microscopis analògics, el microscopi fluorescent pot presentar certes limitacions a causa de el desgast que pot presentar el component lumínic fluorescent causa de l'acumulació d'elements químics causats per l'impacte dels electrons, desgastant les molècules fluorescents.

El desenvolupament de l'microscopi fluorescent els va valer el Premi Nobel de Química en 2014 als científics Eric Betzig, William Moerner i Stefan Hell.

microscopi electrònic

El microscopi electrònic representa una categoria en si mateix enfront dels microscopis anteriors, pel fet que canvia el principi físic bàsic que permetia la visualització d'una mostra: la llum.

El microscopi electrònic substitueix la utilització de llum visible per electrons com a font d'il·luminació. L'ús d'electrons genera una imatge digital que permet una major ampliació de la mostra que els components òptics.

No obstant això, grans magnificacions poden generar una pèrdua de fidelitat a la imatge de la mostra. S'utilitza principalment per investigar la ultraestructura d'espècimens microorgánicos; capacitat amb la qual no compten els microscopis convencionals.

El primer microscopi electrònic va ser desenvolupat en el 1926 per Han Busch.

Microscopi electrònic de transmissió

El seu principal atribut és que el raig d'electrons passa a través de la mostra, generant una imatge bidimensional.

A causa de la potència enèrgica que poden tenir els electrons, la mostra ha de ser sotmesa a una preparació prèvia abans de ser observada a través d'un microscopi electrònic.

Microscopi electrònic de rastreig

A diferència de l'microscopi electrònic de transmissió, en aquest cas el raig d'electrons és projectat sobre la mostra, generant un efecte de rebot.

Això permet la visualització tridimensional de la mostra pel fet que s'obté informació sobre la superfície d'aquesta.

Microscopi de sonda de rastreig

Aquest tipus de microscopi electrònic va ser desenvolupat després de la invenció de l'microscopi d'efecte túnel.

Es caracteritza per utilitzar una proveta que escaneja les superfícies d'una mostra per poder generar una imatge d'alta fidelitat.

La proveta escaneja, i mitjançant els valors tèrmics de la mostra és capaç de generar una imatge per a la seva posterior anàlisi, mostrada a través dels valors tèrmics obtinguts.

Microscopi d'efecte túnel

És un instrument utilitzat especialment per a generar imatges a nivell atòmic. La seva capacitat de resolució pot permet la manipulació d'imatges individuals d'elements atòmics, funcionant a través d'un sistema d'electrons en un procés de túnel de treballar amb diferents nivells de voltatge.

Es necessita un gran control de l'entorn per a una sessió d'observació a nivell atòmic, així com la utilització d'altres elements en estat òptim.

Això no obstant, s'han vist casos en què s'han construït i utilitzats microscopis d'aquest tipus de manera domèstica.

Va ser inventat i implementat el 1981 per Gerd Binnig i Heinrich Rohrer, els qui van obtenir el Premi Nobel de Física el 1986.

Microscopi de ions en camp

Més que un instrument, es coneix amb aquest nom a una tècnica implementada per a l'observació i estudi de l'ordenament i reordenament a nivell atòmic de diferents elements.

Va ser la primera tècnica que va permetre discernir la disposició espacial dels àtoms en un element donat. A diferència d'altres microscopis, la imatge magnificada no està subjecta a la longitud d'ona de l'energia lumínica que creui a través d'ella, sinó que compta amb una capacitat única de magnificació.

Va ser desenvolupada per Erwin Muller al segle XX, i ha estat considerat el precedent que ha permès una millor i més detallada visualització d'elements a nivell atòmic avui en dia, a través de noves versions de la tècnica i instruments que el fan possible.

microscopi digital

Un microscopi digital és un instrument amb un caràcter majorment comercial i generalitzat. Funciona a través d'una càmera digital la imatge és projectada en un monito o ordinador.

Ha estat considerat un instrument funcional per a l'observació de volum i context de les mostres treballades. De la mateixa manera té una estructura física molt més senzilla de manipular.

microscopi virtual

El microscopi virtual, més que un instrument físic, és una iniciativa que busca la digitalització i arxiu de mostres treballades fins al moment en qualsevol camp de la ciència, amb l'objectiu que qualsevol interessat pugui accedir i interactuar amb versions digitals de mostres orgàniques o inorgàniques a través d'una plataforma certificada.

D'aquesta manera s'estaria deixant enrere la utilització d'instruments especialitzats i es fomentaria la investigació i el desenvolupament sense els riscos que comprenen destruir o perjudicar una mostra real.

referències

1. (2010). Obtingut de History of the Microscope: history-of-the-microscope.org
2. Keyence. (Sf). Basics of Microscopes. Obtingut de Keyence - Biological Microscope Site: keyence.com
3. Microbehunter. (Sf). Theory. Obtingut de Microbehunter - Amateur Microscopy Resource: microbehunter.com
4. Williams, DB, & Carter, CB (sf). Transmission Electron Microscopy. New York: Plenum Press.