Os 14 tipos de microscópios e suas funções - Ciência - 2023

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Existem diferentes tipos de microscópios: óptico, composto, estereoscópico, petrográfico, confocal, fruorescência, eletrônico, transmissão, varredura, sonda de varredura, tunelamento, campo iônico, digital e virtual.

Um microscópio é um instrumento usado para permitir ao homem ver e observar coisas que não podiam ser vistas a olho nu. É usado em diferentes áreas de comércio e pesquisa, que vão da medicina à biologia e química.

Até mesmo um termo foi cunhado para o uso deste instrumento para fins científicos ou de pesquisa: microscopia.

A invenção e os primeiros registros do uso do microscópio mais simples (funcionava por sistema de lupa) datam do século XIII, com atribuições diferentes a quem poderia ter sido seu inventor.

Em contraste, estima-se que o microscópio composto, mais próximo dos modelos que conhecemos hoje, tenha sido usado pela primeira vez na Europa por volta do ano de 1620.

Mesmo assim, houve vários que buscaram reivindicar a invenção do microscópio, e surgiram diferentes versões que, com componentes semelhantes, conseguiam atender ao objetivo e ampliar a imagem de uma amostra muito pequena diante do olho humano.

Entre os nomes mais reconhecidos atribuídos à invenção e ao uso de suas próprias versões de microscópios estão Galileo Galilei e Cornelis Drebber.

A chegada do microscópio aos estudos científicos levou a descobertas e novas perspectivas sobre elementos essenciais para o avanço das diferentes áreas da ciência.

O avistamento e a classificação de células e microorganismos, como bactérias, são uma das conquistas mais populares, possíveis graças ao microscópio.

Desde suas primeiras versões, há mais de 500 anos, hoje o microscópio mantém sua concepção básica de operação, embora seu desempenho e finalidades especializadas tenham mudado e evoluído até os dias de hoje.

Principais tipos de microscópios

Microscópio óptico

Também conhecido como microscópio de luz, é o microscópio com a maior simplicidade estrutural e funcional.

Funciona por meio de uma série de óticas que, juntamente com a entrada da luz, permitem a ampliação de uma imagem que está bem localizada no plano focal da ótica.

É o microscópio de design mais antigo e suas primeiras versões são atribuídas a Anton van Lewenhoek (século 17), que usou um protótipo de lente única em um mecanismo que continha a amostra.

Microscópio composto

O microscópio composto é um tipo de microscópio óptico que funciona de maneira diferente do microscópio simples.

Possui um ou mais mecanismos óticos independentes que permitem um maior ou menor grau de ampliação da amostra. Eles tendem a ter uma composição muito mais robusta e permitem maior facilidade de observação.

Estima-se que seu nome não seja atribuído a um maior número de mecanismos ópticos na estrutura, mas ao fato de a formação da imagem ampliada ocorrer em duas etapas.

Uma primeira etapa, onde a amostra é projetada diretamente nas objetivas, e uma segunda, onde é ampliada através do sistema ocular que chega ao olho humano.

Microscópio estereoscópico

É um tipo de microscópio óptico de baixa ampliação usado principalmente para dissecções. Possui dois mecanismos óticos e visuais independentes; um para cada extremidade da amostra.

Trabalhe com a luz refletida na amostra, e não através dela. Permite visualizar uma imagem tridimensional da amostra em questão.

Microscópio petrográfico

Utilizado especialmente para a observação e composição de rochas e elementos minerais, o microscópio petrográfico trabalha com os fundamentos ópticos dos microscópios anteriores, com a qualidade de incluir material polarizado em suas objetivas, o que permite reduzir a quantidade de luz e brilho que os minerais eles podem refletir.

O microscópio petrográfico permite, através da imagem ampliada, elucidar os elementos e estruturas de composição de rochas, minerais e componentes terrestres.

Microscópio confocal

Este microscópio óptico permite o aumento da resolução óptica e do contraste da imagem graças a um dispositivo ou "orifício" espacial que elimina o excesso ou luz desfocada que é reflectida através da amostra, especialmente se esta tiver uma maior tamanho do que o permitido pelo plano focal.

O dispositivo ou "pinola" é uma pequena abertura no mecanismo óptico que evita que o excesso de luz (aquela que não está em foco na amostra) seja espalhado sobre a amostra, reduzindo a nitidez e o contraste que ela possa apresentar.

Por causa disso, o microscópio confocal funciona com uma profundidade de campo bastante limitada.

Microscópio de fluorescência

É outro tipo de microscópio óptico em que ondas de luz fluorescentes e fosforescentes são utilizadas para melhor detalhamento no estudo de componentes orgânicos ou inorgânicos.

Eles se destacam simplesmente pelo uso da luz fluorescente para gerar a imagem, não tendo que depender inteiramente da reflexão e absorção da luz visível.

Ao contrário de outros tipos de microscópios analógicos, o microscópio fluorescente pode apresentar certas limitações devido ao desgaste que o componente de luz fluorescente pode apresentar devido ao acúmulo de elementos químicos causado pelo impacto dos elétrons, desgastando as moléculas fluorescentes.

O desenvolvimento do microscópio fluorescente rendeu aos cientistas Eric Betzig, William Moerner e Stefan Hell o Prêmio Nobel de Química em 2014.

Microscópio eletrônico

O microscópio eletrônico representa uma categoria em si mesmo em relação aos microscópios anteriores, pois muda o princípio físico básico que permitia a visualização de uma amostra: a luz.

O microscópio eletrônico substitui o uso de luz visível por elétrons como fonte de iluminação. O uso de elétrons gera uma imagem digital que permite uma ampliação maior da amostra do que os componentes ópticos.

No entanto, grandes ampliações podem causar perda de fidelidade na imagem da amostra. É usado principalmente para investigar a ultra-estrutura de amostras micro-orgânicas; capacidade que os microscópios convencionais não possuem.

O primeiro microscópio eletrônico foi desenvolvido em 1926 por Han Busch.

Microscopia eletrônica de transmissão

Seu principal atributo é que o feixe de elétrons passa pela amostra, gerando uma imagem bidimensional.

Devido ao poder energético que os elétrons podem ter, a amostra deve ser submetida a um preparo prévio antes de ser observada ao microscópio eletrônico.

Microscópio eletrônico de varredura

Ao contrário do microscópio eletrônico de transmissão, neste caso o feixe de elétrons é projetado na amostra, gerando um efeito rebote.

Isso permite a visualização tridimensional da amostra devido ao fato de que as informações são obtidas na superfície desta.

Microscópio de sonda de varredura

Este tipo de microscópio eletrônico foi desenvolvido após a invenção do microscópio de tunelamento.

É caracterizada por utilizar um tubo de ensaio que faz a varredura das superfícies de uma amostra para gerar uma imagem de alta fidelidade.

O tubo de ensaio faz a varredura, e por meio dos valores térmicos da amostra é capaz de gerar uma imagem para sua posterior análise, demonstrada através dos valores térmicos obtidos.

Microscópio de Tunelamento

É um instrumento usado especialmente para gerar imagens em nível atômico. Sua capacidade de resolução pode permitir a manipulação de imagens individuais de elementos atômicos, operando através de um sistema de elétrons em um processo de túnel que funciona com diferentes níveis de tensão.

É necessário um grande controle do ambiente para uma sessão de observação em nível atômico, bem como o uso de outros elementos em ótimo estado.

No entanto, foram observados casos em que microscópios desse tipo foram construídos e usados de forma doméstica.

Foi inventado e implementado em 1981 por Gerd Binnig e Heinrich Rohrer, que receberam o Prêmio Nobel de Física em 1986.

Microscópio de campo iônico

Mais do que um instrumento, conhece-se com este nome uma técnica implementada para a observação e estudo da ordenação e rearranjo ao nível atômico de diferentes elementos.

Foi a primeira técnica que permitiu discernir a disposição espacial dos átomos em um determinado elemento. Ao contrário de outros microscópios, a imagem ampliada não está sujeita ao comprimento de onda da energia da luz que passa por ela, mas tem uma capacidade única de aumentar.

Foi desenvolvido por Erwin Muller no século 20 e tem sido considerado o precedente que tem permitido uma visualização melhor e mais detalhada dos elementos em nível atômico hoje, por meio de novas versões da técnica e dos instrumentos que o tornam possível.

Microscópio digital

O microscópio digital é um instrumento de caráter predominantemente comercial e generalizado. Funciona por meio de uma câmera digital cuja imagem é projetada em um monitor ou computador.

Tem sido considerado um instrumento funcional para a observação do volume e contexto das amostras trabalhadas. Da mesma forma, possui uma estrutura física muito mais fácil de manipular.

Microscópio virtual

O microscópio virtual, mais do que um instrumento físico, é uma iniciativa que visa a digitalização e arquivamento de amostras trabalhadas até agora em qualquer área da ciência, com o objetivo de que qualquer interessado possa acessar e interagir com versões digitais de amostras orgânicas ou inorgânico por meio de uma plataforma certificada.

Dessa forma, o uso de instrumentos especializados ficaria para trás e a pesquisa e o desenvolvimento seriam promovidos sem os riscos de destruir ou danificar uma amostra real.

Referências

(2010). Recuperado de History of the Microscope: history-of-the-microscope.org
Keyence. (s.f.). Noções básicas de microscópios. Obtido da Keyence - Microscópio Biológico Site: keyence.com
Microbehunter. (s.f.). Teoria. Obtido de Microbehunter - Recurso de Microscopia Amadora: microbehunter.com
Williams, D. B., & Carter, C. B. (s.f.). Microscopia Eletrônica de Transmissão. Nova York: Plenum Press.