Definición de Microscopio

Rodrigo Arredondo Fernández
Lic. en Biología

El microscopio es el instrumento más antiguo y básico para el estudio de los microorganismos, y desde que se inventó, ha evolucionado junto a las novedades tecnológicas que han ido surgiendo a lo largo de la historia, generando distintos tipos de microscopía que se utilizan para distintos propósitos en el campo de la microbiología y la biología celular.

Clasificación: 1. El microscopio óptico

Este es el tipo básico de microscopio, en el que se dirige un haz de luz visible que pasa través de una serie de lentes de vidrio curvo hasta el objeto o microorganismo que se desea observar. Las partes más importantes del microscopio son los lentes que están apilados dentro de cilindros metálicos conocidos como objetivos, por donde pasa la luz generada por una lámpara que se dirige hasta los oculares, donde se ubican los ojos del observador, quien controla el enfoque con unas perillas ubicadas en el costado del aparato.

La estructura de los lentes hace que la luz se desvíe de tal forma que amplifica la imagen tantas veces los mismos lentes lo permitan. Aunque suena sencillo, hay limitantes que dependen de las propiedades físicas de la luz, pero hay diferentes técnicas y modificaciones que sirven para mejorar la calidad de la imagen. Para entender esto, hay que tener en mente el concepto de resolución, que es la capacidad de identificar dos objetos que están juntos como distintos e independientes. En general, el límite de resolución de un microscopio óptico es de 0.2 µm. Por otro lado, el aumento es el número de veces que el tamaño de una imagen incrementa, y el aumento total de un microscopio es el resultado del producto del aumento que tienen los lentes que lo componen.

El aumento y la resolución tienen que estar equilibrados para tener una imagen. De calidad aumentada hasta 2000 veces, y esto está indicado por la apertura numérica, una característica del lente que está en función de la capacidad de captar la longitud de onda de la utilizada, entre más aumento tenga una lente, mayor debe ser su apertura numérica. En biología se utilizan microscopios cuyos objetivos y oculares, en conjunto, alcanzan alrededor 2000 aumentos.

Tinciones

Para mejorar la imagen en los microscopios ópticos, se mejora el contraste utilizando colorantes orgánicos de acuerdo a lo que se desea observar, esto permite diferenciar tipos de bacterias o resaltar algunas estructuras internas o externas de las células.

Algunos de los más usados son el azul de metileno, el cristal violeta y la safranina, que al tener una carga positiva se unen por afinidad a estructuras celulares con carga negativa, como los ácidos nucleicos y los polisacáridos ácidos.

La tinción de Gram es un proceso muy importante en microbiología cuyo resultado permite diferenciar bacterias entre Gram positivas (de color morado) y Gram negativas (color rosa); de acuerdo a la estructura de la pared celular. Este es un procedimiento básico para caracterizar bacterias recién aisladas.

Contraste de fases y campo oscuro

Aunque los colorantes son muy usados, estos matan a las células y alteran sus características. Sin embargo, existen técnicas que mejoran el contraste sin teñirlas, manteniéndolas vivas. El contraste de fases es una de estas técnicas y se basa en el principio de que las células tienen un índice de refracción distinto al medio que las rodea. La refracción es una propiedad que hace que la luz pase lentamente cuando atraviesa un material, por lo que al colocar un anillo de fases en el objetivo, se genera una imagen oscura con fondo claro con un mayor contraste aprovechando esta propiedad.

Por otro lado, el campo oscuro consiste en aprovechar únicamente la luz que dispersa la muestra, de modo que se observa una imagen clara sobre un fondo oscuro. Esta técnica tiene una mayor resolución y contraste, permitiendo observar estructuras que en los otros tipos de microscopía son difíciles de observar.

Microscopía de fluorescencia

Esta se aplica para observar muestras capaces de emitir luz de diferente color al de la luz que están absorbiendo, es decir, que emiten fluorescencia. Se usa para muestras que contienen sustancias fluorescentes naturales como la clorofila o aquellas que se tiñen con componentes fluorescentes como el DAPI (4´,6-diamidino-2-fenillindol) un componente que forma complejos fluorescentes con el ADN de células de muestras de suelo, agua y alimentos, por lo que es una herramienta en el diagnóstico clínico y para estudios de ecología microbiana.

Microscopia de contraste por interferencia diferencial

Los microscopios con esta tecnología permiten observar la estructura interna de las células a través del uso de un polarizador de luz montado sobre el condensador, que dirige la luz polarizada hacia un prisma que genera dos haces de luz que atraviesan la muestra para después volverse a unir en el objetivo con indices de refracción distinta. Esta interferencia hace que la muestra adquiera un aspecto tridimensional, dando un relieve al interior de la célula, permitiendo ver el núcleo de las células eucariontes o endosporas e inclusiones en células bacterianas.

2. Microscopio confocal de barrido láser

Se trata de un dispositivo controlado por computadora en el que un láser acoplado a un microscopio genera imágenes tridimensionales de la muestra con diferentes planos de enfoque. Esta tecnología permite observar células de superficies gruesas, como la superficie de una biopelícula bacteriana, en la que se pueden ver las células que crecen sobre ella. Además, se pueden colorear y reconstruir digitalmente para obtener imágenes tridimensionales completas de muestras de ecología microbiana, entre otros.

3. Microscopio electrónico

En estos microscopios se utilizan haces de electrones en lugar de luz visible para generar imágenes de las células y sus estructuras. En biología se utiliza la microscopía electrónica de transmisión y de barrido.

Microscopia electrónica de transmisión

Es un tipo de microscopía con un alto poder de resolución. Esto es gracias a que la longitud de onda de los electrones resulta más corta que dada en la luz visible, que al chocar con la muestra, se genera una imagen digital con detalles tan finos que es posible observar moléculas tan pequeñas como una proteína individual.

Microscopia electrónica de barrido

Con está tecnología se pueden recrear imágenes tridimensionales. Para ello, la muestra se debe cubrir finamente con una capa de metal pesado, que luego se somete al haz de electrones que recorre la muestra varias veces. De esa forma, los electrones desviados y recogidos por un sensor que reconstruye la imagen digitalmente y con uno de los valores más altos de resolución y de aumento, hasta 100,000 veces de aumento.

Por: Rodrigo Arredondo Fernández. Licenciado en biología, de la UNAM. Experiencia en la participación en investigaciones sobre la microbiología de alimentos fermentados tradicionales.

Art. actualizado: Sept. 2022; sobre el original de noviembre, 2009.

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