Os 18 tipos de microscópio (e suas características) - Médico - 2023

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A ciência e a tecnologia percorreram um longo caminho desde que Anton van Leeuwenhoek observou, em meados do século 17, glóbulos vermelhos e espermatozoides com um primeiro protótipo de microscópio feito em casa feito de lupas.

Atualmente, quatro séculos depois, não somos apenas capazes de observar todas essas formas de vida microscópicas para entender sua natureza e buscar aplicações em diferentes disciplinas. Hoje podemos ver vírus, estruturas tão pequenas que com microscópios tradicionais são impossíveis de ver.

E não só isso, existem microscópios que não só nos permitem observar vírus, mas alguns já são capazes de nos dar imagens reais de átomos. Para entender, se as células que van Leeuwenhoek observou fossem do tamanho da Terra, um átomo seria pouco mais do que um campo de futebol dentro dele.

Essa façanha técnica se deve ao aprimoramento contínuo no campo da microscopia, uma vez que foram projetados dispositivos capazes de detectar objetos com tamanhos muito além do nosso limite de visão.

Quantos tipos de microscópios existem?

Apesar de ser o mais utilizado e tradicional, não existe apenas o microscópio óptico, cujas características e peças que o compõem revisamos em um artigo anterior.

Artigo relacionado: "As 14 partes de um microscópio (e suas funções)"

A tecnologia nos deu muitos mais tipos de microscópios que, apesar de terem um uso mais restrito pelo custo e pela dificuldade de uso, têm nos permitido avançar em muitas disciplinas científicas, principalmente nas ciências da saúde.

Neste artigo iremos revisar quais são os principais tipos de microscópios que existem atualmente e veremos para que serve cada um deles.

1. Microscópio óptico

O oculista foi o primeiro microscópio da história. Marcou um antes e um depois na biologia e na medicina porque, apesar de sua relativa simplicidade tecnológica, permitiu-nos observar pela primeira vez estruturas unicelulares.

A principal característica do microscópio óptico é que a luz visível é o elemento que permite a visualização da amostra.Um feixe de luz ilumina o objeto a ser observado, passa por ele e é conduzido ao olho do observador, que percebe uma imagem ampliada graças a um sistema de lentes.

É útil para a maioria das tarefas de microscopia, pois permite uma visualização correta de tecidos e células. No entanto, seu limite de resolução é marcado pela difração da luz, fenômeno pelo qual o feixe de luz é inevitavelmente desviado no espaço. É por isso que o máximo que pode ser obtido com um microscópio óptico é de 1.500 ampliações.

2. Microscópio eletrônico de transmissão

O microscópio eletrônico de transmissão foi inventado durante a década de 1930 E foi, como o oculista de sua época, uma revolução completa. Este tipo de microscópio permitiu atingir um número muito maior de ampliações, uma vez que não utilizou a luz visível como elemento de visualização, mas utilizou elétrons.

O mecanismo de um microscópio eletrônico de transmissão é baseado no acerto de elétrons em uma amostra ultrafina, muito mais do que aqueles preparados para visualização no microscópio de luz. A imagem é obtida a partir dos elétrons que passaram pela amostra e posteriormente impactaram uma placa fotográfica.

Tecnologicamente são muito mais complexos que os ópticos, pois para conseguir o fluxo correto de elétrons pelo seu interior, é necessário que seja no vácuo. Os elétrons são acelerados em direção à amostra por um campo magnético.

Ao atingi-lo, alguns elétrons passarão por ele e outros "saltarão" e se espalharão. Isso resulta em imagens com áreas escuras (onde os elétrons saltaram) e áreas claras (onde os elétrons passaram pela amostra), que em sua totalidade formam uma imagem em preto e branco da amostra.

Por não serem limitados ao comprimento de onda da luz visível, os microscópios eletrônicos podem ampliar um objeto em até 1.000.000 vezes. Isso permite a visualização não só de bactérias, mas também de vírus; algo impossível com um microscópio óptico.

3. Microscópio eletrônico de varredura

O microscópio eletrônico de varredura também depende da colisão de elétrons na amostra para obter a visualização., mas neste caso as partículas não impactam em toda a amostra simultaneamente, mas sim ao viajar através de pontos diferentes. Como se fosse uma varredura.

No microscópio eletrônico de varredura, a imagem não é obtida a partir dos elétrons que impactam uma placa fotográfica após passarem pela amostra. Nesse caso, seu funcionamento é baseado nas propriedades dos elétrons, que após impactarem a amostra sofrem alterações: uma parte de sua energia inicial é transformada em raios X ou emissão de calor.

Medindo essas mudanças, todas as informações necessárias podem ser obtidas, como se fosse um mapa, para fazer uma reconstrução ampliada da amostra.

4. Microscópio de fluorescência

Os microscópios de fluorescência geram uma imagem graças às propriedades fluorescentes da amostra observada. O preparo é iluminado por meio de uma lâmpada de xenônio ou vapor de mercúrio, ou seja, não se utiliza um feixe de luz tradicional, mas funciona com gases.

Esses gases iluminam a amostra com um comprimento de onda muito específico que permite que as substâncias na amostra comecem a emitir sua própria luz. Em outras palavras, é a própria amostra que gera a luz. Não o iluminamos, mas o encorajamos a produzir luz.

É amplamente utilizado em microscopia biológica e analítica, pois é uma técnica que proporciona grande sensibilidade e especificidade.

5. Microscópio confocal

Em consonância com o que um microscópio eletrônico de varredura fez, o microscópio confocal é um tipo de microscópio de fluorescência em que a amostra inteira não é iluminada, mas sim uma varredura é feita.

A vantagem sobre a fluorescência tradicional é que o microscópio confocal permite a reconstrução da amostra obtendo imagens tridimensionais.

6. Microscópio de tunelamento

O microscópio de efeito túnel permite que a estrutura atômica das partículas seja visualizada. Usando princípios da mecânica quântica, esses microscópios capturam elétrons e uma imagem de alta resolução é obtida em que cada átomo pode ser distinguido do outro.

É um instrumento essencial no campo da nanotecnologia. Eles podem ser usados para produzir mudanças na composição molecular de substâncias e permitir a obtenção de imagens tridimensionais.

7. Microscópio de raios-X

O microscópio de raios-X não usa luz ou elétrons, mas sim para conseguir a visualização da amostra, este é excitado com raios X. Esta radiação de comprimento de onda muito baixo é absorvida pelos elétrons da amostra, o que permite conhecer a estrutura eletrônica desta.

8. Microscópio de força atômica

O microscópio de força atômica não detecta luz ou elétrons, pois seu funcionamento se baseia na varredura da superfície da amostra para detectar as forças que se estabelecem entre os átomos da sonda do microscópio e os átomos na superfície.

Detecta forças atrativas e repulsivas muito leves e permite mapear a superfície, obtendo imagens tridimensionais como se fosse uma técnica de levantamento. Possui inúmeras aplicações em nanotecnologia.

9. Estereomicroscópio

Estereomicroscópios são uma variação da ótica tradicional que permitir uma exibição tridimensional da amostra.

Equipadas com duas oculares (os oculares geralmente possuíam apenas uma), a imagem que atinge cada uma das oculares é ligeiramente diferente entre elas, mas quando combinadas alcançam o efeito tridimensional desejado.

Apesar de não atingir ampliações tão altas quanto com o óptico, o microscópio estereoscópico é amplamente utilizado em tarefas que requerem manipulação simultânea da amostra.

10. Microscópio petrográfico

Também conhecido como microscópio de luz polarizada, o microscópio petrográfico é baseado em princípios ópticos, mas com um recurso adicional- Possui dois polarizadores (um no condensador e outro na ocular) que reduzem a refração da luz e o brilho.

É utilizado na observação de minerais e objetos cristalinos, pois se iluminados de forma tradicional, a imagem obtida ficaria embaçada e de difícil apreciação. Também é útil ao analisar tecidos que podem causar refração da luz, geralmente tecido muscular.

11. Microscópio de campo iônico

O microscópio de íon de campo é usado na ciência dos materiais pois permite visualizar a ordenação dos átomos da amostra.

Com uma operação semelhante ao microscópio de força atômica, essa técnica mede os átomos de gás absorvidos por uma ponta de metal para fazer uma reconstrução da superfície da amostra em nível atômico.

12. Microscópio digital

O microscópio digital é aquele instrumento capaz de capturar uma imagem da amostra e projetá-la.. Sua principal característica é que ao invés de ter uma ocular, está equipado com uma câmera.

Embora seu limite de resolução seja inferior ao de um microscópio óptico convencional, os microscópios digitais são muito úteis para a observação de objetos do cotidiano e o fato de poder armazenar as imagens obtidas é uma reivindicação comercial muito poderosa.

13. Microscópio composto

O microscópio composto é qualquer microscópio óptico equipado com pelo menos duas lentes. Enquanto os tradicionais costumavam ser simples, a grande maioria dos microscópios modernos são compostos, pois têm várias lentes na objetiva e na ocular.

14. Microscópio de luz transmitida

No microscópio de luz transmitida, a luz passa pela amostra e é o sistema de iluminação mais usado em microscópios ópticos.. A amostra deve ser cortada muito fina para torná-la semitransparente, de modo que parte da luz possa passar por ela.

15. Microscópio de luz refletida

Em microscópios de luz refletida, a luz não passa através da amostra, mas é refletida ao atingi-la e direcionada para a objetiva. Este tipo de microscópio é usado para trabalhar com materiais opacos. que, por mais finos que sejam os cortes obtidos, não permitem a passagem de luz.

16. Microscópio de luz ultravioleta

Como seu nome indica, microscópios de luz ultravioleta não iluminam a amostra com luz visível, mas sim com luz ultravioleta. Como seu comprimento de onda é menor, uma resolução mais alta pode ser alcançada.

Além disso, é capaz de detectar um maior número de contrastes, por isso é útil quando as amostras são muito transparentes e não puderam ser visualizadas com um microscópio de luz tradicional.

17. Microscópio de campo escuro

Em microscópios de campo escuro, a amostra é iluminada obliquamente. Desta forma, os raios de luz que atingem a objetiva não vêm diretamente da fonte de luz, mas foram espalhados pela amostra.

Não requer coloração da amostra para visualização e permite trabalhar com células e tecidos transparentes demais para serem observados com as técnicas convencionais de iluminação.

18. Microscópio de contraste de fase

O microscópio de contraste de fase baseia sua operação no princípio físico através do qual a luz viaja em velocidades diferentes, dependendo do meio pelo qual ela viaja.

Usando essa propriedade, o microscópio coleta as velocidades nas quais a luz circulou ao passar pela amostra para fazer uma reconstrução e obter uma imagem. Permite trabalhar com células vivas, uma vez que não requer a coloração da amostra.

Referências bibliográficas

Gajghate, S. (2016) "Introdução à Microscopia". Índia: Instituto Nacional de Tecnologia Agartala.
Harr, M. (2018) "Different Kinds of Microscopes & their Uses". sciencing.com.
Bhagat, N. (2016) "5 Important Types of Microscopes used in Biology (With Diagram)". Discussão de Biologia.