Modulo 3: El Microscopio PDF

MÓDULO 3 Módulo 3 El Microscopio 1 Competencias del módulo Capacidad investigativa. 2 Objetivo Argumentar sobre la importancia de la microbiología en la vida diaria. 3 Contexto El microscopio es un instrumento que aumenta el tamaño de los objetos, estructuras u organismos muy pequeños o q...

MÓDULO 3 Módulo 3 El Microscopio 1 Competencias del módulo Capacidad investigativa. 2 Objetivo Argumentar sobre la importancia de la microbiología en la vida diaria. 3 Contexto El microscopio es un instrumento que aumenta el tamaño de los objetos, estructuras u organismos muy pequeños o que no se pueden observar a simple vista. Es la herramienta que más ha contribuido al desarrollo de la microbiología. En términos generales, se distinguen dos tipos de microscopios: el simple -o “lupa”-, el cual está constituido por un sólo lente o un sistema de lentes que actúa como si fuera un lente simple. A su vez, existe también el microscopio compuesto que se compone de la combinación de dos o más sistemas de lentes convergentes. En el transcurso de esta unidad, habremos de aprender sobre su trasfondo histórico, aspectos importantes, tipos de microscopios, manejos y cuidados a tomar en consideración al utilizar este indispensable instrumento. 4 Propósito  Identificar las partes y el manejo adecuado del microscopio.  Diferenciar los conceptos de “magnificación” y “resolución”.  Reconocer al microscopio como una de las herramientas indispensable para el estudio de la Microbiología. 5 Expectativa ¿Qué vamos hacer? Deben leer y estudiar los recursos que aparecen en la unidad. De usted tener alguna duda al respecto, exponerla en el foro. 2 Módulo 3 El Microscopio ¿Cómo lo vamos hacer? Luego de leer el material usted deberá completar las actividades de aplicación cuyas instrucciones detalladas sobre las mismas la encontrarán en la sección correspondiente. 6 Desarrollo de contenidos del módulo MICROSCOPIO: DESCUBRIMIENTO Y EVOLUCIÓN 6.1 Trasfondo histórico Microscopio es una palabra procedente del griego, micro – que significa pequeño y scopein – mirar. Este instrumento es indispensable en el campo microbiológico porque el mismo nos permite observar todo aquello que no puede observarse a simple vista. La historia del microscopio comienza con el descubrimiento del microscopio compuesto, o sea, el uso de más de un lente para observar objetos de manera mas amplia. El origen de este instrumento comienza a finales del siglo XVI, con la contribución del científico Zacharias Jannsen, aunque no se puede afirmar con certeza quien fue el verdadero creador del microscopio. Janssen, quien trabajaba con su padre como fabricante de anteojos, conectó dos lentes mediante un tubo. Por medio de este diseño, pudo percatarse que podía observar objetos con aumentos significativamente mayores que los que conseguía con un sólo lente. Al momento, Zacharias Janssen desconocía del potencial que tenía ese instrumento. Sin embargo, uno de los primeros científicos en utilizar el microscopio con fines científicos fue Robert Hooke, quien en 1665 publicó una de sus obras mas importantes, “Micrographia”. Esta obra presentó imágenes de insectos, plantas, etc. que pudo observar a través de un microscopio compuesto. Una de las aportaciones más importantes de este científico fue introducir la palabra “célula” para describir estructuras que observó en una muestra de corcho. A su vez, este científico introdujo la iluminación de las muestras por medio de una vela; esto es equivalente al sistema utilizado actualmente por medio del foco y el condensador de luz. 3 Módulo 3 El Microscopio Fig#8: Anton Van Leewenhoek. Recuperado de: https://fineartamerica.com/featured/anton-van-leeuwenhoekgranger.html?product=poster Anton Van Leewenhoek (Fig.#8), un comerciante holandés, realizó un paso importante en el campo de la Microbiología. Su interés hacia este instrumento comenzó con el objetivo de fabricar mejores lentes para analizar la calidad de las telas con las que comerciaba. El uso de lentes para ese entonces, lo llevó a la confección y desarrollo del microscopio monocular. Este comerciante construyó más de 250 microscopios los cuales podía magnificar hasta 300 veces el tamaño de un microbio. Algunas de las observaciones importantes que documento incluyen las fibras musculares, distintos tipos de bacterias y los glóbulos rojos de la sangre. Su contribución a la ciencia hizo que todavía, hoy en día, se le reconozca como el “Padre de la Microbiología”. Eventualmente, en el 1800, se desarrolló el microscopio compuesto, con magnificación de más de 1,000 veces el tamaño. 6.2 Aspectos Importantes del Microscopio El microscopio, herramienta indispensable para la visualización, y por consecuente, el estudio de los microorganismos, nos permite determinar dos aspectos: Magnificación: cuantas veces se aumenta el tamaño de lo observado. Está determinado por los lentes del microscopio. Para determinar la magnificación total a la que se observa una muestra, se toma en cuenta la magnificación del ocular y la del objetivo. 4 Módulo 3 El Microscopio Ejemplo: La magnificación del ocular es de 10X y se está utilizando el objetivo de 4X para observar la muestra. Para obtener la magnificación del ocular por la del objetivo que se está utilizando. (10X) (4X) = (40X) Resolución: habilidad de distinguir dos puntos cercanos como puntos separados. Está determinado por las propiedades de la luz. Mientras más bajo sea el número mayor es la resolución del microscopio. 6.3 Microscopio Compuesto El microscopio compuesto de uso común también se le conoce con el nombre de microscopio óptico, en base a que sus propiedades derivan del empleo de lentes ópticas. Este instrumento está constituido por cuatro grupos de dispositivos o sistemas articulados de tal manera que garantizan un funcionamiento óptimo y ergonómico: A. Sistema Mecánico B. Sistema Óptico C. Sistema de Iluminación A. Sistema Mecánico 5 Módulo 3 El Microscopio Fig. #9: Estructuras del Microscopio Fuente: http://profjhanethlucas.blogspot.com/2013/08/el-microscopio.html La parte mecánica del microscopio (Fig. #9), también se denomina “montura” y es de forma y dimensiones muy variables, dependiendo del fabricante y el precio del instrumento. Este sistema está compuesto por las siguientes estructuras, con sus respectivas funciones: 1. Base = Se encuentra en la parte inferior del microscopio, sostiene todas las estructuras. Proporciona equilibrio y estabilidad al microscopio 2. Brazo = Pieza intermedia del microscopio, la cual conecta toda sus partes 3. Tornillo macrométrico = Se utiliza para obtener un enfoque con prontitud; permite ajustar la posición vertical de la muestra respecto al objetivo de forma rápida 4. Tornillo micrométrico = Nos permite conseguir un enfoque más preciso de la muestra 5. Tornillo de desplazamiento = Permite mover la preparación o la muestra por la platina; desplazan la platina hacia arriba y hacia abajo permitiendo el enfoque del objeto a observar en la preparación 6. Platina = Superficie donde se coloca la muestra la cual se quiere observar 6 Módulo 3 El Microscopio 7. Pinzas = Mantienen fija la preparación una vez esta se ha colocado sobre la platina 8. Tubo = Pieza unida al brazo del microscopio, la misma permite conectar el ocular con los objetivos 9. Revólver = Pieza giratoria donde se encuentran los objetivos B. Sistema Óptico Los microscopios modernos están diseñados para proporcionar imágenes aumentadas y nítidas de los especímenes que se observan. En este sistema, los componentes ópticos están colocados en una base estable que permite un intercambio rápido y alineamiento preciso. El sistema óptico está constituido por dos juegos de lentes, cuya función es la siguiente: 1. Objetivo = Representa el componente óptico más importante de este instrumento; su principal función consiste en colectar la luz proveniente del espécimen y proyectar una imagen nítida, real, invertida y aumentada hacia el cuerpo del microscopio. El objetivo principal de estos objetivos es aumentar el tamaño de la muestra. Este juego de lentes posee diferentes magnificaciones: * Rastreo: magnifica cuatro veces (4X) * Baja potencia: 10X * Alta potencia: 40X * Inmersión de aceite: 100X El objetivo de inmersión o 100X se utiliza para observar estructuras y organismos sumamente pequeños. Para su utilización requiere colocar una gota de aceite de inmersión sobre el cubre objeto de la laminilla antes de utilizar este lente objetivo. La función de este aceite es evitar la fricción entre el lente y la muestra, debido a que la distancia entre ambos es mínima. 7 Módulo 3 El Microscopio 2. Ocular = Está formado por lentes que generalmente son separadas por un diafragma, montadas en las extremidades de un cilindro que va introducido en la parte superior del tubo. El ocular sirve para observar la imagen real e invertida que produce el objetivo ejerciendo dos funciones: aumenta la imagen y la transforma en una imagen virtual & aplana y aclara el campo óptico o plano circular en el que aparece el objeto. C. Sistema de Iluminación Está constituido por las partes del microscopio que producen o captan, reflejan y regulan la intensidad de la luz que se utiliza para la observación microscópica. Uno de los aspectos críticos a considerar en la microscopia óptica es la fuente de luz que se emplea para iluminar el espécimen. La iluminación óptima debe ser brillante, sin resplandores y en lo posible debe dispersarse de manera uniforme en el campo de observación. El sistema de iluminación incluye las siguientes estructuras: -Fuente de luz = Obtenida por medio de una bombilla, permite la iluminación de la muestra. -Condensador = Esta estructura concentra los rayos de luz provenientes de la fuente de luz a la muestra. -Diafragma (iris) = Estructura debajo de la platina; regula la cantidad de luz incidente a la muestra. 6.4 Tipos de Microscopios El Microscopio Óptico puede clasificarse de acuerdo al número de lentes que posee en: Microscopio Simple = Dispone de un lente, más habitualmente conocido como “lupa”. Este fue el tipo de microscopio formulado por Anton Van Leewenhoek y en el cual consiguió observar la muestra con el mayor aumento alcanzado hasta ese momento 8 Módulo 3 El Microscopio Microscopio Compuesto = Consiste de dos lentes; el caso más habitual en todos los microscopios modernos. Los microscopios pueden agruparse también de acuerdo al número de oculares. En base a este criterio, pueden distinguirse los siguientes: Microscopio Monocular = Dispone de un solo ocular en el cual se habrá de observar la muestra. Es el tipo más sencillo, su desventaja principal es que resulta incómodo si el mismo se utiliza por largos periodos de tiempo Microscopio Binocular = Consiste de dos oculares; es el tipo de microscopio mayormente utilizado en los laboratorios de investigación. Este instrumento permite observar la muestra simultáneamente con los dos ojos resultando en una mayor comodidad para el usuario. Microscopio Trinocular = Está conformado por dos oculares para observar la muestra y un tercer ocular conectado a una cámara; en el mismo puede observarse la muestra y al mismo tiempo tomar fotografías o videos con la cámara. Por otro lado, los microscopios pueden clasificarse de acuerdo al sistema de iluminación en los siguientes: Fig. #10: Microscopio de Fluorescencia. Recuperado de: http://todomicroscopios.com/microscopioslaboratorio/90104-Microscopio-Trinocular-para-Fluorescencia-HBO-B-383FL.html MICROSCOPIO CARACTERÍSTICA 9 Módulo 3 El Microscopio De acuerdo al Sistema de Iluminación: Óptico Tipo de microscopio más utilizado; la muestra es iluminada mediante luz visible. Esa misma luz es conducida a través del objetivo y del ocular hasta llegar a formar la imagen en el ojo del observador Electrónico La muestra es iluminada por medio de electrones; estos impactan contra la muestra dentro de una cámara de vacío. Su principal ventaja es obtener un nivel de aumento muy superior al resto de los microscopios Luz Ultravioleta Iluminan la muestra con luz ultravioleta; se alcanza una resolución mejor que con luz visible Luz Polarizada Conocido como “microscopio petrográfico”. Tipo de microscopio óptico al cual se le han añadido dos polarizadores. Es muy útil para observar estructuras cristalinas de rocas y minerales Fluorescencia(Fig.#10) Permite observar sustancias que emiten luz propia cuando son iluminadas con una longitud de onda determinada. La muestra es iluminada con una lámpara xenón o con una lámpara de vapor de mercurio 10 Módulo 3 El Microscopio Además de los microscopios mencionados anteriormente, existen otras técnicas de microscopía adicional optimizadas para tipos de muestras específicas. Podríamos mencionar los siguientes: Microscopio confocal = Tipo de microscopio de fluorescencia; en lugar de iluminar la muestra de forma global se ilumina punto a punto de forma sucesiva y se reconstruye la imagen al final del proceso. Microscopio de campo oscuro = Ilumina la muestra oblicuamente; en este caso los rayos de luz que llegan al objetivo no provienen directamente del foco de luz sino que han sido dispersados primero por la muestra. Esta técnica tiene la ventaja de que no se necesita teñir la muestra para aumentar su contraste y poder observarla. Microscopio de contraste de fase = En este instrumento la luz atraviesa la muestra a con diferentes velocidades en distintas secciones. En esta técnica no hace falta utilizar tintes; se pueden observar las células vivas. 6.5 Manejo del Microscopio Antes de usar el microscopio, verifique que los oculares y los objetivos estén limpios. Nunca toque los lentes con los dedos. Si tiene que limpiar un lente, use papel de lente seco y frótelo suavemente. 1. Enchufe el microscopio a la corriente y encienda el iluminador. a. Algunos microscopios en su base contienen el ajuste de la intensidad de luz, por lo cual la misma puede colocarse a un nivel cómodo para la vista del observador. 2. Si el microscopio es binocular, ajuste la distancia inter-pupilar para adaptar la distancia entre los lentes oculares a la distancia entre sus ojos. 3. La platina debe estar completamente hacia abajo y el lente objetivo de 4X en dirección a la platina. a. Para bajar la platina usa el tornillo macrométrico. b. Para colocar el lente objetivo de 4X, gire el revólver. 11 Módulo 3 El Microscopio 4. Coloque la laminilla en la platina abra las pinzas, coloque la laminilla y cierre las pinzas suavemente. 5. Use los tornillos de ajuste de la platina para centralizar la muestra de la laminilla con la luz. 6. Use el tornillo macrométrico para subir la platina y observe por el lente ocular hasta localizar la muestra y observarla nítidamente. a. Otra opción: subir la platina completamente usando el tornillo macrométrico. Luego mirando por los oculares, bajar lentamente la platina con el tornillo macrométrico hasta conseguir ver la muestra lo más nítida posible. 7. Use el tornillo micrométrico para obtener una imagen en perfecto foco. 8. Si pasa al próximo lente ocular, utilice el tornillo micrométrico para enfocar la imagen. a. Pasar al objetivo de 10X y enfoque la muestra con el tornillo micrométrico. Pasar al objetivo de 40X y volver a enfocar la muestra con el mismo tornillo. b. Usar los tornillos de ajuste de la platina, de ser necesario, para centralizar la muestra nuevamente. c. Una vez la muestra se observe con el objetivo de 4X, al pasar a los próximos objetivos no se requiere bajar la platina sino enfocarla. 6.6 Cuidados en el Manejo del Microscopio El microscopio, como cualquier otro equipo, debe de tratarse adecuadamente para evitar que se dañe. Por tal razón, es importante seguir las siguientes directrices: 1. No arrastres el microscopio sobre la mesa, o dentro del gabinete donde se guarda; esto produce vibraciones que desalinean los lentes. 2. Cuando guarde el microscopio doble el cordón eléctrico, baje la platina, coloque el objetivo de 4X hacia la platina y colócale el forro. 12 Módulo 3 El Microscopio 3. Al llevar el microscopio de un lugar a otro, sosténgalo siempre con ambas manos; una colocada debajo de la base y la otra sosteniendo la columna o el brazo del instrumento. 4. Cuando deposite el microscopio sobre la mesa, hágalo con delicadeza. 5. Limpie los lentes con papel de lentes de microscopio, debido a que no raya el lente ni deja partículas. 13