Microscópio óptico

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O microscópio óptico (português brasileiro) ou microscópio ótico (português europeu)[1] é um instrumento usado para ampliar e regular, com uma série de lentes multicoloridas e ultravioleta, capazes de enxergar através da luz estruturas pequenas e grandes, impossíveis de visualizar a olho nu, por isso também conhecido como microscópio de luz (utilizando luz ou "fótons").

É constituído por uma parte mecânica, que suporta e permite controlar e por uma parte óptica que amplia as imagens.

Alternativas à microscopia óptica que não usam a luz visível incluem a microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão.

Configurações ópticas[editar | editar código-fonte]

Diagrama do microscópio simples

Há duas configurações básicas do microscópio óptico convencional: o microscópio simples e o microscópio composto. A grande maioria dos modernos microscópios de pesquisa são microscópios compostos, enquanto alguns microscópios digitais comerciais mais baratos são simples microscópios de lente única.

Microscópio simples[editar | editar código-fonte]

Um microscópio simples é um microscópio que usa uma lente ou conjunto de lentes para ampliar um objeto através de ampliação angular sozinho, dando ao espectador uma imagem virtual ampliada ereto.[2] [3] . Foi Galileu quem trabalhou com o primeiro microscópio[4] . A utilização de uma única lente convexa ou grupos de lentes ainda se encontram em dispositivos de ampliação simples, tais como a lupa, e oculares como telescópios e microscópios.[5]

Microscópio composto[editar | editar código-fonte]

Diagrama do microscópio composto

Um microscópio composto é um microscópio que utiliza uma lente perto do objeto que está sendo visto para coletar a luz (chamado de lente objetiva) que se concentra uma imagem real do objeto no interior do microscópio (imagem 1). Aquela imagem é então aumentada por uma segunda lente ou um grupo de lentes (chamado ocular) que dá ao observador uma imagem virtual ampliada invertida do objeto (imagem 2). [6] A utilização de um microscópio composto permite tanto maior ampliação, redução da aberração cromática e lentes objetivas intercambiáveis ​​para ajustar a ampliação. Um microscópio composto também faz ajustes de iluminação mais avançadas, tais como contraste possível de fase. Ele é muito utilizado para ampliar imagens que não são vistas a olho nu.[7]

História[8] [editar | editar código-fonte]

Microscópio de 1751
  • 1608 Zacharias Jansen constrói um microscópio com duas lentes convergentes.
  • 1611 Johannes Kepler sugere como fazer um microscópio composto.
  • 1665 Robert Hooke utiliza um microscópio composto a estudar cortes de cortiça e descreve os pequenos poros na forma de células que ele chama de "células". Publicou seu livro Micrographia.
  • 1674 Leeuwenhoek relatou sua descoberta de protozoários. Observará bactérias nove anos depois.
  • 1828 W. Nicol desenvolve microscopia de luz polarizada.
  • 1838 Schleiden e Schwann propõem a teoria celular e afirmam que a célula nucleada é a unidade estrutural e funcional de plantas e animais.
  • 1849 J. Quekett publica um tratado prático sobre o uso do microscópio.
  • 1876 ​​Abbé analisa os efeitos da difracção na formação da imagem no microscópio e mostra como aperfeiçoar a concepção do microscópio.
  • 1881 Retzius descreve muitos tecidos animais com um detalhe que não foi superado por nenhum outro microscopista luz. Nas próximas duas décadas, ele, Cajal e outros histologistas desenvolvem novos métodos de coloração e propõem as bases da anatomia microscópica.
  • 1886 Carl Zeiss fabrica uma série de lentes, com design de Abbé que permite ao microscopista resolver estruturas nos limites teóricos de luz visível.
  • 1908 Köhler e Siedentopf desenvolvem o microscópio de fluorescência..
  • 1930 Lebedeff projeta e constrói o primeiro microscópio de interferência.
  • 1932 Zernike inventa o microscópio de contraste de fase.
  • 1937 Ernst Ruska e Max Knoll, físicos alemães, constróem o primeiro microscópio eletrônico.
  • 1952 Nomarski inventa e patenteia o sistema de contraste de interferência diferencial para o microscópio de luz.

Estrutura do instrumento[9] [editar | editar código-fonte]

Composição mecânica de um microscópio óptico
Parte Imagem Descrição
Pé ou base Talpazat.jpg Peça fixa à base, na qual estão aplicadas todas as outras partes constituintes do microscópio..
Coluna ou Braço
Tubustarto.jpg
Fixo à base, serve de suporte aos outros elementos.
Mesa ou Platina Asztal.jpg Onde se fixa a lâmina a ser observada, possui uma janela por onde passam os raios luminosos e também parafusos dentados que permitem deslocar a preparação.
Charriot Peça ligada à platina que possibilita mover a lâmina, permitindo a melhor centralização da mesma.
Tubo ou canhão MikTub.jpg Cilindro que suporta os sistemas de lentes, localizando-se na extremidade superior a ocular e na inferior o revólver com objectivas.
Revólver ou Óptico Revolver02.jpg Disco adaptado à zona inferior do tubo, que suporta duas a quatro objectivas de diferentes ampliações: por rotação é possível trocar rápida e comodamente de objectiva.
Composição óptica de um microscópio óptico
Parte Imagem Descrição
Condensador Kondenzor.jpg Conjunto de duas ou mais lentes convergentes que orientam e espalham regularmente a luz emitida pela fonte luminosa sobre o campo de visão do microscópio.
Diafragma É constituído por palhetas que podem ser aproximadas ou afastadas do centro através de uma alavanca ou parafuso, permitindo regular a intensidade da luz que incide no campo de visão do microscópio.
Lentes Objectivas Darkfiled objective.jpg Permitem ampliar a imagem do objecto 10x, 40x, 50x, 90x ou 100x. Existem:
    • As objectivas de 10x, 40x e 50x são designadas objectivas secas pois entre a preparação e a objectiva existe somente ar.
    • As objectivas de imersão, uma vez que, para as utilizar, é necessário colocar uma gota de óleo de imersão entre elas e a preparação, o qual, por ter um índice de refracção semelhante ao do vidro, evita o desvio do feixe luminoso para fora da objectiva.
Lentes Oculares' Zeissok.JPG Sistema de lentes que permitem ampliar a imagem real fornecida pela objectiva, formando uma imagem virtual que se situa a aproximadamente 25 cm dos olhos do observador. As oculares mais utilizadas são as de ampliação 10x, mas nos microscópios binoculares também existem oculares de 12,5, 8x e 6x.
Esquema do microscópio óptico.

Aplicações[editar | editar código-fonte]

Nas ciências, a microscopia óptica foi de suma importância, sendo aplicada na área da química (no estudo de cristais), física (na a investigação das propriedades físicas dos materiais), a geologia (na análise da composição mineralógica e textura de rochas) e, evidentemente, no campo da biologia (estudo das estruturas microscópicas da matéria viva), entre outros.[10]

A microscopia óptica é usada para o diagnóstico médico, campo que está sendo chamado de histopatologia quando se trata de tecidos, ou em testes de esfregaço em células livres ou fragmentos de tecido.

Em uso industrial, microscópios binoculares são comuns. Além de aplicações que necessitem verdadeira percepção de profundidade, o uso de oculares duplos reduz o cansaço visual associado com longos dias de trabalho em uma estação de microscopia. Em certas aplicações, microscópios de longo foco são benéficos.[11]

Operação[editar | editar código-fonte]

A intensidade luminosa é regulável: aumenta-se a intensidade luminosa sobindo-se o condensador e abre-se o diafragma ou diminui-se a intensidade luminosa descendo o condensador e baixa-se o diafragma.[12]

A ampliação consiste no grau de aumento da imagem em relação ao objeto. A ampliação total obtida com o microscópio óptico consiste no produto da ampliação da objetiva pela ampliação da ocular. Esta, sem distorção, não ultrapassa as 1200x.

O fator mais significativo para a obtenção de uma boa imagem é, contudo, o poder de resolução, que corresponde à distância mínima que é necessário existir entre dois pontos para que possam ser distinguidos ao microscópio. Para o microscópio óptico essa distância é de 0,2 µm devido ao comprimento de onda das radiações visíveis. Com efeito, a propriedade da ampliação só tem interesse prático se for acompanhada de um aumento do poder de resolução.[13]

No que respeita a microscopia óptica vulgar existem dois métodos fundamentais de observação, de acordo com o tipo de preparação a observar:

  • Se a lâmina não está corada (exame a fresco): a observação é feita com objetivas secas, do seguinte modo:
    1. Desce-se o condensador e sobe-se o diafragma para que a iluminação não seja muito intensa, já que as lâminas não estão coradas.
    2. Com a objetiva de 10x escolhe-se o pormenor a observar.
    3. Seguidamente foca-se com a objetiva de 40x, fazendo uma primeira aproximação da objetiva à lâmina por controlo visual externo, e só depois a focagem por afastamento usando o parafuso macrométrico e posteriormente o micrométrico para focagem final.
  • Se a lâmina está corada: a observação é feita com objetivas de imersão, procedendo do seguinte modo.
    1. Sobe-se o condensador, abre-se o diafragma e regula-se a iluminação da fonte luminosa no máximo, de modo a conseguir-se uma iluminação intensa, apropriada à observação de lâmina coradas.
    2. Coloca-se na lâmina uma gota de óleo de imersão e procede-se à focagem. Primeiro aproximando a objectiva à lâmina com controlo visual externo, seguidamente a focagem propriamente dita com o parafuso macrométrico e finalmente o aperfeiçoamento da focagem com o parafuso micrométrico.

Alguns microorganismos estão no limiar do poder de resolução do microscópio óptico. A sua observação pode ser facilitada com o emprego de técnicas especiais de microscopia óptica.[14]

Microscópio óptico. 1-Ocular; 2-Revólver; 3-Objectiva; 4-Parafuso macrométrico; 5-Parafuso micrométrico; 6-Platina; 7-Espelho; 8-Condensador

Microscopia de fundo escuro[editar | editar código-fonte]

É uma aplicação do princípio de Tyndall. Assim os corpúsculos a examinar são fortemente iluminados por feixes luminosos que penetram lateralmente, o que é conseguido com condensadores especiais. Deste modo, a única luz que penetra na objectiva é a difractada pelas partículas presentes na preparação, pelo que passam a ser visíveis em fundo escuro também.

Microscopia de fluorescência[editar | editar código-fonte]

Permite observar microorganismos capazes de fixar substâncias fluorescentes (fluorocromos). A luz UV, ao incidir nessas partículas, provoca a emissão de luz visível e observa-se os microorganismos a brilhar em fundo escuro. Como exemplo, o bacilo da tuberculose fixa a auramina, pelo que o diagnóstico da doença pode ser feito por microscopia de fluorescência.

Microscopia de contraste de fase[editar | editar código-fonte]

Permite visualização de microrganismos vivos, sem coloração, através do contraste devido à diferença de fase dos raios luminosos que atravessam o fundo relativamente à fase da luz que atravessa os microrganismos. Esta diferença de fase é conseguida por utilização de uma objectiva de fase, que consiste num disco de vidro com um escavação circular, de modo que a luz que atravessa a escavação tem diferença de 1/4 de fase em relação à que travessa a outra porção do vidro. Assim, os objectos não corados podem funcionar como verdadeiras redes de difracção, pois os pormenores da sua estrutura resultam de pequenas diferenças nos índices de refracção dos componentes celulares, e estes originam diferenças de fase nas radiações que os atravessam.

Referências