Desde a invenção do microscópio por volta de 1590, houve uma ampliação dos conhecimentos de biologia básica, pesquisa biomédica, diagnósticos médicos e ciência dos materiais. Os microscópios de luz podem ampliar objetos em até 1000 vezes e revelar detalhes mínimos. A tecnologia da microscopia de luz evoluiu muito desde os microscópios de Robert Hooke e Antoni van Leeuwenhoek. Técnicas especiais e ópticas foram desenvolvidas para revelar as estruturas e a bioquímica da vida nas células. Os microscópios entraram na era digital usando dispositivos acoplados de carga acoplada (CCDs) e câmeras digitais para capturar imagens. Apesar disso, os princípios básicos dos modelos mais avançados são muito parecidos com os dos microscópios mais simples usados nas aulas de biologia.
Um microscópio de luz funciona de maneira muito parecida com um telescópio de refração, mas com algumas diferenças nos espelhos. Recapitulemos brevemente como um telescópio funciona.
Um telescópio deve capturar muita luz de um objeto fosco e distante. Por este motivo, ele precisa de uma grande lente objetiva para captar o máximo de luz possível trazendo-a para um foco brilhante. Como a objetiva é grande, a imagem do objeto forma-se um pouco mais longe. Por essa razão, os telescópios são muito maiores do que os microscópios. A ocular do telescópio amplia a imagem quando a traz para o alcance da visão do observador.
Ao contrário de um telescópio, o microscópio capta luz de uma área minúscula, de um espécime fino, bem iluminado e que está próximo. Por isso o microscópio não precisa de uma grande objetiva. Essa lente em um microscópio é pequena e esférica, o que significa que a distância focal é muito menor em cada lado. Assim a imagem do objeto é focalizada a uma curta distância e dentro do tubo do microscópio. Essa imagem é ampliada por uma segunda lente, chamada lente ocular ou, simplesmente, ocular, que a traz para o seu campo de visão.
O microscópio é provavelmente a melhor analogia para a Ciência que existe: é um instrumento que muda a nossa percepção da realidade e nos faz perceber coisas incríveis que acontecem à nossa volta mas que são imperceptíveis pelos nossos sentidos.
As células foram descobertas colocando-se um pedaço de cortiça debaixo de um dos primeiros microscópios. Em uma gota retirada de uma poça de chuva revelou uma variedade insana de organismos novos. Tudo isso à nossa volta, tudo isso escondido até que a combinação esperta de algumas lentes convexas aumentassem nossa percepção da realidade. Mas microscópios também têm limites, inclusive os eletrônicos, que substituem os fótons por elétrons. A pergunta que fica é: que maravilhas se escondem por trás das limitações impostas pelos microscópios atuais?
A revista Nature (http://www.nature.com/news/1. Microscopia SPIM
Um dos microscópios que mais contribuiu para o avanço da Biologia é o microscópio confocal. Neste microscópio, marcadores específicos brilham ao receber lasers de certos comprimentos de onda. Podemos marcar mitocôndrias, por exemplo, e ver o efeito que drogas têm sobre elas acompanhando o seu brilho. Um dos problemas do confocal é o mesmo dos microscópios de luz: as amostras têm que ser finas, o que sacrifica a tridimensionalidade do sistema. Um segundo problema é que o uso de lasers pode danificar as amostras, limitando o seu uso. A SPIM, ou microscopia por iluminação de plano único, diminui a espessura do laser que chega às amostras e ainda permite a sua visualização em três dimensões.
2. Microscópio optofluídico
Já imaginou um microscópio sem lentes? O microscópio optofluídico detecta as sombras que uma amostra faz nele ou não enquanto ela flutua por cima de seus sensores. A combinação do sensor com uma camada de metal com buracos de 500 nanômetos ajuda a sua resolução ser melhor do que a de microscópios convencionais. O resultado é um microscópio que dá uma ampliação de 20x e que tem o tamanho de uma moeda de um real, usando menos processamento que um iPod. Esta pode ser a chave para microscópios baratíssimos que podem ser usados para identificar pacientes com malária na África. Veja abaixo a comparação de uma imagem gerada por um microscópio convencional (STD) e um pequeno optofluídico (OFM):
3. Microscópio UHVEM
Do menor microscópio para o maior: o microscópio eletrônico de voltagem ultra-alta de Osaka tem somente 13 metros de altura. Tudo isso para aumentar a espessura da amostra a ser bombardeada com elétrons, que são acelerados por um tubo de quase 6 metros a até 3500 kiloeletrovolts! O UHVEM permite a visualização de das delicadas estruturas nas pontas dos neurônios, que mal podem ser vistas, eram somente imaginadas, nos demais microscópios:
4. Microscopia SRSPara leigos, a microscopia de espalhamento Raman estimulada parece pior que a convencional. Esta técnica detecta a vibração entre ligações químicas entre átomos, permitindo a localização destas moléculas na amostra desejada sem a utilização de marcadores. Muito útil se você quer saber como uma substância, como uma gordura, está se comportando dentra da célula.
5. Microscopia STED
Há um limite nos microscópios de luz que limita a sua resolução mais ou menos nos 200 a 300 nanômetros. Todos diziam impossível superá-lo. A microscopia STED, ou microscopia de depleção estimulada da emissão, consegue uma resolução menor que 20 nanômetros! Isso utilizando luz! Como? simplesmente focando-se um laser em forma circular em uma região ponto e um segundo laser que cancela a ação do primeiro em forma de rosca em volta. Desta forma, o segundo laser cancela a emissão de luz de muitos marcadores, eliminando-se assim, a interferência que acabava com a resolução do centro da rosca. É como se Miguilim consertasse seu microscópio de fluorescência:
Fontes:Revista Nature,HowStuffWorks e Carlos Hotta
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