Microscopio pticoUn microscopio ptico es un microscopio basado en lentes pticos. Tambin se le conoce como microscopio de luz, (que utiliza luz o "fotones") o microscopio de campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los trabajos de Anton van Leeuwenhoek. Los microscopios de Leeuwenhoek constaban de una nica lente pequea y convexa, montada sobre una plancha, con un mecanismo para sujetar el material que se iba a examinar (la muestra o espcimen). Este uso de una nica lente convexa se conoce como microscopio simple, en el que se incluye la lupa, entre otros aparatos pticos.

Historia 1608 Zacharias Jansen construye un microscopio con dos lentes convergentes. 1611 Kepler sugiere la manera de fabricar un microscopio compuesto. 1665 Robert Hooke utiliza un microscopio compuesto para estudiar cortes de corcho y describe los pequeos poros en forma de caja a los que l llam "clulas". Publica su libro Micrographia. 1674 Leeuwenhoek informa su descubrimiento de protozoarios. Observar bacterias por primera vez 9 aos despus. 1828 W. Nicol desarrolla la microscopa con luz polarizada. 1838 Schleiden y Schwann proponen la teora de la clula y declaran que la clula nucleada es la unidad estructural y funcional en plantas y animales. 1849 J. Quekett publica un tratado prctico sobre el uso del microscopio. 1876 Abb analiza los efectos de la difraccin en la formacin de la imagen en el microscopio y muestra cmo perfeccionar el diseo del microscopio. 1881 Retzius describe gran nmero de tejidos animales con un detalle que no ha sido superado por ningn otro microscopista de luz. En las siguientes dos dcadas l, Cajal y otros histlogos desarrollan nuevos mtodos de tincin y ponen los fundamentos de la anatoma microscpica. 1886 Carl Zeiss fabrica una serie de lentes, diseo de Abb que permiten al microscopista resolver estructuras en los lmites tericos de la luz visible. 1908 Khler y Siedentopf desarrollan el microscopio de fluorescencia. 1930 Lebedeff disea y construye el primer microscopio de interferencia. 1932 Zernike inventa el microscopio de contraste de fases. 1937 Ernst Ruska y Max Knoll, fsicos alemanes, construyen el primer microscopio electrnico. 1952 Nomarski inventa y patenta el sistema de contraste de interferencia diferencial para el microscopio de luz.Partes del microscopio ptico y sus funciones

Tubo.

Ocular.

Tornillos macro y micromtrico.

Objetivo.

Diafragma - Condensador.

Platina.

Revlver.1 * Ocular: lente situada cerca del ojo del observador. Capta y ampla la imagen formada en los objetivos.2 * Objetivo: lente situada cerca del revolver. Ampla la imagen de sta, lo que significa que es muy importante este elemento del microscopio, es un elemento vital que permite ver a travs de los oculares3 * Condensador: lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparacin.4 * Diafragma: regula la cantidad de luz que llega al condensador.5 * Foco: dirige los rayos luminosos hacia el condensador.6 * Tubo: es una cmara oscura unida al brazo mediante una cremallera.7 * Revlver: Es un sistema que agarra los objetivos, y que rota para utilizar un objetivo u otro.8 * Tornillos macro y micromtrico: Son tornillos de enfoque, mueven la platina hacia arriba y hacia abajo. El macromtrico lo hace de forma rpida y el micromtrico de forma lenta. Llevan incorporado un mando de bloqueo que fija la platina a una determinada altura.9 * Platina: Es una plataforma horizontal con un orificio central, sobre el que se coloca la preparacin, que permite el paso de los rayos procedentes de la fuente de iluminacin situada por debajo. Dos pinzas sirven para retener el portaobjetos sobre la platina y un sistema de cremallera guiado por dos tornillos de desplazamiento permite mover la preparacin de delante hacia atrs o de izquierda a derecha y viceversa.10 * Base: Es la parte inferior del microscopio que permite el sostn del mismo.Sistema de iluminacinLa fuente de luz (1), con la ayuda de una lente (o sistema) (2), llamada colector, se representa en el plano del diafragma iris de abertura (5) del condensador (6). Este diagrama se instala en el plano focal anterior del condensador (6) y puede variar su abertura numrica. El diagrama iris (3) dispuesto junto al colector (2) es el diafragma de campo. La variacin del dimetro del diafragma de campo permite obtener su imagen igual al campo visual lineal del microscopio. La abertura numrica del condensador (6) supera, generalmente la de la abertura del objetivo microscpico. es la iluminacion que permite ver mejor lo que queremos observar como las clulas o las membranas celulares entre otrosMicroscopio ptico compuestoMicroscopio compuestoUn microscopio compuesto es un microscopio ptico con ms de un lente. Se utilizan especialmente para examinar objetos transparentes, o cortados en lminas tan finas que se transparentan.Principales elementos de un microscopio bsico

Diagrama simple de la ptica de un microscopio.Los microscopios de este tipo suelen ser ms complejos, con varias lentes en el objetivo como en el ocular. El objetivo de stas lentes es el de reducir la aberracin cromtica y la aberracin esfrica. En los microscopios modernos el espejo se sustituye por una lmpara que ofrece una iluminacin estable y controlable.Los microscopios compuestos se utilizan para estudiar especmenes delgados, puesto que su profundidad de campo es muy limitada. Por lo general, se utilizan para examinar cultivos, preparaciones trituradas o una lmina muy fina del material que sea. Normalmente depende de la luz que atraviese la muestra desde abajo y usualmente son necesarias tcnicas especiales para aumentar el contraste de la imagen.La resolucin de los microscopios pticos est restringida por un fenmeno llamado difraccin que, dependiendo de la apertura numrica (AN o AN) del sistema ptico y la longitud de onda de la luz utilizada (), establece un lmite definido (d) a la resolucin ptica. Suponiendo que las aberraciones pticas fueran despreciables, la resolucin sera:

Normalmente, se supone una de 550 nm, correspondiente a la luz verde. Si el medio es el aire, la AN prctica mxima es de 0,95, y en el caso de aceite de hasta 1,5.Ello implica que incluso el mejor microscopio ptico est limitado a una resolucin de unos 0,2 micrmetros.Poder separador, objetivos de inmersin y aumento til Poder separadorDe la teora de la difraccin sobre la formacin de imgenes mediante un microscopio se obtiene que la distancia mnima entre dos puntos visibles por separado es:

Donde es la longitud de onda de la luz monocromtica en la que se observa el objeto y A es la abertura del microscopio. Objetivos de inmersinEl medio ptico lquido que rellena el espacio entre el objeto y el objetivo se le denomina lquido de inmersin. El ndice de refraccin de este es prximo al del vidrio (se utiliza agua, glicerina, aceites de cedro y de enebro, monobromonaftalina, entre otros).[1]Correcciones Tipos de objetivos y sus caractersticas.Aunque todos los componentes que constituyen un microscopio son importantes, los objetivos son de suma importancia, puesto que la imagen, en definitiva, depende en gran medida de su calidad. Los mejores objetivos son aquellos que estn corregidos para las aberraciones.Las aberracionesSon alteraciones pticas en la formacin de la imagen debidas a las propias lentes del objetivo. aberraciones geomtricas (efecto Keystone)[2] aberraciones cromticasCorreccin de las aberracionesPara evitar las aberraciones geomtricas se construyen los llamados objetivos planos o planticos, lo cual suele estar indicado en el propio objetivo con la inscripcin PLAN. Los objetivos que estn corregidos para las aberraciones cromticas se denominan acromticos (corregidos para el rojo y el azul), semiapocromticos (corregidos para el rojo y el azul y tienen una mayor apertura numrica) y finalmente los apocromticos (que son de mayor calidad y estn corregidos para el rojo, el azul y el verde).Aplicaciones del microscopio pticoEste instrumento ha sido de gran utilidad, sobre todo en los campos de la ciencia en donde la estructura y la organizacin microscpica es importante, incorporndose con xito a investigaciones dentro del rea de la qumica (en el estudio de cristales), la fsica (en la investigacin de las propiedades fsicas de los materiales), la geologa (en el anlisis de la composicin mineralgica de algunas rocas) y, por supuesto, en el campo de la biologa (en el estudio de estructuras microscpicas de la materia viva), por citar algunas disciplinas de la ciencia.Hasta ahora se da uso en el laboratorio de histologa y anatoma patolgica, donde la microscopa permite determinadas aplicaciones diagnsticas, entre ellas el diagnstico de certeza del cncer, numerosas estructuras cristalinas, pigmentos, lpidos, protenas, depsitos seos, depsitos de amiloide, etctera.Microscopio estereoscpico

Microscopio estereoscpico.

Microscopio estereoscpico.El diseo de este instrumento es distinto al del diagrama de ms arriba y su utilidad es diferente, pues se utiliza para ofrecer una imagen estereoscpica (3D) de la muestra. Para ello, y como ocurre en la visin binocular convencional, es necesario que los dos ojos observen la imagen con ngulos ligeramente distintos. Obviamente todos los microscopios estereoscpicos, por definicin, deben ser binoculares (con un ocular para cada ojo), por lo que a veces se confunden ambos trminos. Existen dos tipos de diseo, denominados respectivamente convergente (o Greenough) y de objetivo comn (o Galileo).El diseo convergente consiste en usar dos microscopios idnticos inclinados un cierto ngulo uno con respecto a otro y acoplados mecnicamente de tal forma que enfocan la imagen en el mismo punto y con el mismo aumento. Aunque es un diseo econmico, potente y en el que las aberraciones resultan muy fciles de corregir, presenta algunas limitaciones en cuanto a modularidad (capacidad de modificar el sistema para poner accesorios) y la observacin durante tiempos largos resulta fatigosa.El microscopio estereoscpico es apropiado para observar objetos de tamaos relativamente grandes, por lo que no es necesario modificar los objetos a ver, (laminar) ni tampoco lo es que la luz pase a travs de la muestra. Este tipo de microscopios permite unas distancias que van desde un par de centmetros a las decenas de ellos desde la muestra al objetivo, lo que lo hace muy til en botnica, mineraloga y en la industria (microelectrnica, por ejemplo) como en medicina (microscopios quirrgicos) e investigacin, fundamentalmente en aplicaciones que requieren manipular el objeto visualizado (donde la visin estereoscpica es esencial). En la fotografa se aprecia una concha de 4 cm de dimetro.Podramos decir que un microscopio estereoscpico sirve para las disecciones de animales.Conectar una cmara digital a un microscopio ptico

Adaptador digital LM para la Canon EOS 5D.Un adaptador ptico mecnico es importante en fotografa digital. Dicho adaptador sirve de enlace entre la cmara y el microscopio. Es especialmente importante que la conexin mecnica sea firme, pues cualquier movimiento mnimo, es decir, vibraciones de la cmara, reducira la calidad de la imagen notablemente. Adicionalmente, se requiere un adaptador ptico para el trayecto de luz con el que se lograr as que el sensor CCD/CMOS de la cmara proyecte una imagen de total nitidez e iluminacin.La fotomicrografa (fotografa realizada con la ayuda de un microscopio compuesto) es un campo muy especializado de la fotografa, para la que hay disponibles equipos de precio muy elevado, y no simples equipos de estudio.Con un microscopio de calidad adecuada, como los que se encuentran en la mayora de los laboratorios cientficos, se pueden realizar fotomicrografas de una calidad razonable, utilizando una cmara de uso general, de objetivo fijo o intercambiable.Mtodos bsicosHay dos mtodos bsicos de tomar fotografas por medio del microscopio. En el primer mtodo el objetivo de la cmara realiza una funcin parecida a la del cristalino del ojo y proyecta sobre el sensor una imagen real de la imagen virtual que se ve por el ocular del microscopio. Este mtodo es el nico adecuado para utilizacin de cmaras con objetivo fijo, esto es, no intercambiable.El segundo mtodo, adecuado para cmaras con objetivo intercambiable, implica retirar el objetivo de la cmara y ajustar el microscopio de modo que el ocular forme una imagen directamente sobre el sensor.La calidad de la ptica de un microscopio (objetivo y ocular) es fundamental en la determinacin de la calidad de una imagen fotogrfica. Los objetivos y oculares de microscopio se encuentran en diferentes calidades, determinadas por la precisin con que han sido corregidos de aberraciones. Los objetivos ms econmicos estn corregidos de aberracin esfrica para un solo color, generalmente el amarillo verdoso, pero no de aberracin cromtica para la totalidad del espectro visible, sino slo para dos o tres colores, primarios. Estos objetivos se llaman acromticos, y tambin muestran cierta cantidad de curvatura de campo; esto es, que la totalidad del campo de visin del objetivo no puede llevarse simultneamente a foco fino.Existen los acromticos de campo plano, en los que la curvatura de campo ha sido casi totalmente corregida, se denominan planacromticos.Los apocromticos estn corregidos de aberracin esfrica para dos colores y de aberracin cromtica para los tres colores primarios. Aun as, mostrarn curvatura de campo a menos que sean planapocromticos, los mejores objetivos de que se dispone. Los oculares tambin tienen diferentes calidades. Los ms simples son los de campo ancho.Los oculares compensadores se disean para compensar ciertas aberraciones cromticas residuales del objetivo, y dan su mejor resultado cuando se utilizan con objetivos apocromticos, aunque tambin pueden utilizarse con xito con los acromticos de mayor potencia. Existen los oculares foto, especiales para fotomicrografa, y cuando se utilizan con los objetivos planapocromticos dan la mejor calidad posible de fotografa.DesorEl diseo de objetivo comn utiliza dos rutas pticas paralelas (una para cada ojo) que se hacen converger en el mismo punto y con un cierto ngulo con un objetivo comn a ambos microscopios. El diseo es ms sofisticado que el convergente, con mejor modularidad y no genera fatiga en tiempos de observacin largos. Sin embargo es ms costoso de fabricar y las aberraciones, al generarse la imagen a travs de la periferia del objetivo comn y en un ngulo que no coincide con el eje ptico del mismo, son ms difciles de corregir.Los microscopios estereoscpicos suelen estar dotados, en cualquiera de sus variantes, de un sistema pancrtico (zoom) o un sistema de cambiador de aumentos que permite observar la muestra en un rango de aumentos variable, siempre menor que el de un microscopio compuesto.

El Microscopio ptico compuesto

PARTES DE UN MICROSCOPIO PTICO

Sistema ptico OCULAR: Lente situada cerca del ojo del observador. Ampla la imagen del objetivo. OBJETIVO: Lente situada cerca de la preparacin. Ampla la imagen de sta. CONDENSADOR: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparacin. DIAFRAGMA: Regula la cantidad de luz que entra en el condensador. FOCO: Dirige los rayos luminosos hacia el condensador. Sistema mecnico SOPORTE: Mantiene la parte ptica. Tiene dos partes: el pie o base y el brazo. PLATINA: Lugar donde se deposita la preparacin. CABEZAL: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular, binocular, .. REVLVER: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos. TORNILLOS DE ENFOQUE: Macromtrico que aproxima el enfoque y micromtrico que consigue el enfoque correcto.MANEJO Y USO DEL MICROSCOPIO PTICO1. Colocar el objetivo de menor aumento en posicin de empleo y bajar la platina completamente. Si el microscopio se recogi correctamente en el uso anterior, ya debera estar en esas condiciones.2. Colocar la preparacin sobre la platina sujetndola con las pinzas metlicas. 3. Comenzar la observacin con el objetivo de 4x (ya est en posicin) o colocar el de 10 aumentos (10x) si la preparacin es de bacterias. 4. Para realizar el enfoque: d. Acercar al mximo la lente del objetivo a la preparacin, empleando el tornillo macromtrico. Esto debe hacerse mirando directamente y no a travs del ocular, ya que se corre el riesgo de incrustar el objetivo en la preparacin pudindose daar alguno de ellos o ambos.d. Mirando, ahora s, a travs de los oculares, ir separando lentamente el objetivo de la preparacin con el macromtrico y, cuando se observe algo ntida la muestra, girar el micromtrico hasta obtener un enfoque fino.1. Pasar al siguiente objetivo. La imagen debera estar ya casi enfocada y suele ser suficiente con mover un poco el micromtrico para lograr el enfoque fino. Si al cambiar de objetivo se perdi por completo la imagen, es preferible volver a enfocar con el objetivo anterior y repetir la operacin desde el paso 3. El objetivo de 40x enfoca a muy poca distancia de la preparacin y por ello es fcil que ocurran dos tipos de percances: incrustarlo en la preparacin si se descuidan las precauciones anteriores y mancharlo con aceite de inmersin si se observa una preparacin que ya se enfoc con el objetivo de inmersin.1. Empleo del objetivo de inmersin: f. Bajar totalmente la platina.f. Subir totalmente el condensador para ver claramente el crculo de luz que nos indica la zona que se va a visualizar y donde habr que echar el aceite.f. Girar el revlver hacia el objetivo de inmersin dejndolo a medio camino entre ste y el de x40.f. Colocar una gota mnima de aceite de inmersin sobre el crculo de luz.f. Terminar de girar suavemente el revlver hasta la posicin del objetivo de inmersin.f. Mirando directamente al objetivo, subir la platina lentamente hasta que la lente toca la gota de aceite. En ese momento se nota como si la gota ascendiera y se adosara a la lente.f. Enfocar cuidadosamente con el micromtrico. La distancia de trabajo entre el objetivo de inmersin y la preparacin es mnima, aun menor que con el de 40x por lo que el riesgo de accidente es muy grande.f. Una vez se haya puesto aceite de inmersin sobre la preparacin, ya no se puede volver a usar el objetivo 40x sobre esa zona, pues se manchara de aceite. Por tanto, si desea enfocar otro campo, hay que bajar la platina y repetir la operacin desde el paso 3.f. Una vez finalizada la observacin de la preparacin se baja la platina y se coloca el objetivo de menor aumento girando el revlver. En este momento ya se puede retirar la preparacin de la platina. Nunca se debe retirar con el objetivo de inmersin en posicin de observacin.f. Limpiar el objetivo de inmersin con cuidado empleando un papel especial para ptica. Comprobar tambin que el objetivo 40x est perfectamente limpio.MANTENIMIENTO Y PRECAUCIONES1. Al finalizar el trabajo, hay que dejar puesto el objetivo de menor aumento en posicin de observacin, asegurarse de que la parte mecnica de la platina no sobresale del borde de la misma y dejarlo cubierto con su funda.2. Cuando no se est utilizando el microscopio, hay que mantenerlo cubierto con su funda para evitar que se ensucien y daen las lentes. Si no se va a usar de forma prolongada, se debe guardar en su caja dentro de un armario para protegerlo del polvo.3. Nunca hay que tocar las lentes con las manos. Si se ensucian, limpiarlas muy suavemente con un papel de filtro o, mejor, con un papel de ptica.4. No dejar el portaobjetos puesto sobre la platina si no se est utilizando el microscopio.5. Despus de utilizar el objetivo de inmersin, hay que limpiar el aceite que queda en el objetivo con pauelos especiales para ptica o con papel de filtro (menos recomendable). En cualquier caso se pasar el papel por la lente en un solo sentido y con suavidad. Si el aceite ha llegado a secarse y pegarse en el objetivo, hay que limpiarlo con una mezcla de alcohol-acetona (7:3) o xilol. No hay que abusar de este tipo de limpieza, porque si se aplican estos disolventes en exceso se pueden daar las lentes y su sujecin.6. No forzar nunca los tornillos giratorios del microscopio (macromtrico, micromtrico, platina, revlver y condensador).7. El cambio de objetivo se hace girando el revlver y dirigiendo siempre la mirada a la preparacin para prevenir el roce de la lente con la muestra. No cambiar nunca de objetivo agarrndolo por el tubo del mismo ni hacerlo mientras se est observando a travs del ocular.8. Mantener seca y limpia la platina del microscopio. Si se derrama sobre ella algn lquido, secarlo con un pao. Si se mancha de aceite, limpiarla con un pao humedecido en xilol.9. Es conveniente limpiar y revisar siempre los microscopios al finalizar la sesin prctica y, al acabar el curso, encargar a un tcnico un ajuste y revisin general de los mismos.