Por Stephanie Montero Trujillo

Definitivamente el invento de los microscopios ha sido uno de los hitos más importantes en la ciencia, permitiendo la observación a detalle de estructuras orgánicas e inorgánicas, abriendo paso incluso a una nueva disciplina científica, la Microbiología. Su creación se le atribuye a figuras del siglo XV como Galileo Galilei y Zacharias Janssen, sin embargo fue Antonie van Leeuwenhoek quien modificando un microscopio rústico logró observar por primera vez elementos biológicos microscópicos, aumentándolos 200 veces, así, pudo observar bacterias, protozoos, glóbulos rojos y  espermatozoides.

El sistema de un microscopio óptico consiste en un conjunto de lentes que magnifican el tamaño del elemento que queremos observar, el aumento no es infinito y está limitado por la capacidad que tenga para observar el elemento con nitidez, a esto le llamamos poder de resolución. Por ejemplo, cuando usted toma una fotografía digital a algún objeto que se encuentre alejado y utiliza la función zoom para aumentar el tamaño de la imagen, llegará un punto en el cual la imagen se observará borrosa, es decir cuando se ha sobrepasado el límite de resolución, de la misma forma funciona el microscopio. El poder de resolución se define como la capacidad para percibir separados dos puntos próximos entre sí.

En las ciencias biológicas utilizamos principalmente microscopios ópticos y microscopios electrónicos. El microscopio óptico sirve para ver estructuras diminutas cuya medida va desde los nanómetros hasta las micras. Está conformado por 2 tipos de lentes ópticos (de vidrio); los oculares y los objetivos, que generan aumentos de hasta 1 000 veces. Básicamente, un haz de luz atraviesa el aparato de sur a norte, atravesando en principio la muestra (inmovilizada en una lámina de vidrio) y luego los lentes respectivos, generando una imagen amplificada. Las muestras que se utilizan pueden ser cortes histológicos o frotis de fluidos biológicos (sangre y secreciones) para observar células y estructuras del citoplasma, y muestras especiales para observar organismos como microalgas, protozoarios, bacterias, levaduras, hongos, huevos de parásitos y ácaros. Hay también algunas variantes del microscopio óptico; de contraste de fases, de campo oscuro, de fluorescencia, invertido, etc., utilizados para distintos fines.

Micrograph Contest – Microscopia electrónica de barrido. Plaquetas atrapadas en un vaso capilar – 12 031 aumentos (Scipioni, 2010). Nanotubos de carbón – 12 000 aumentos (Häffner, 2008).

La tecnología ha permitido desarrollar nuevos sistemas de microscopía, siendo el microscopio electrónico de barrido y el microscopio electrónico de transmisión los más universalmente usados, en ambos casos se utiliza como fuente de energía un haz de electrones que cumplen la función del haz de luz en los microscopios ópticos, permite observar la muestra en “vacio” (por definición es la ausencia total de materia, pero en sentido estricto, es decir no hay partículas y se produce la mínima cantidad de energía, un ejemplo de ambiente “vacío” sería el espacio interestelar). Asimismo, utilizan lentes electromagnéticos y no lentes ópticos, ya que la penetración de los electrones es muy baja en lentes de vidrio. Con este sistema se alcanzan aumentos del orden de 100 000 con una excelente calidad de imagen.

En el caso del microscopio electrónico de transmisión, el haz de electrones atraviesa la muestra, y lo que observamos es el interior de ésta, que sería análogo a las placas radiográficas (con rayos x) que nos toman cuando se nos ha fracturado algún hueso. Para obtener este tipo de imágenes se trabaja con cortes ultrafinos de 1 micra de grosor aproximadamente (es decir 1 milímetro dividido en mil partes), el procedimiento de preparación de la muestra es bastante complejo, involucra procesos sucesivos de fijación con diferentes productos, deshidratación, inclusión de la muestra en resinas, obtención de secciones ultrafinas con equipos sofisticados y tinciones. En el microscopio electrónico de barrido, los haces de electrones “barren” o “escanean” la muestra, obteniéndose imágenes de la superficie; altamente resueltas (por el poder de resolución de aparato) y en tercera dimensión, ya que el equipo puede detectar la profundidad del campo. En la preparación se realiza la fijación, deshidratación, desecación y metalización de la muestra.

Micrografía electrónica de barrido (de izquierda a derecha y de arriba abajo): Ojo de Musca domestica (mosca). Cristales de nieve. Polen de Hibiscus sp. (Cucarda). Bacteria Pseudomonas aeruginosa inmovilizada en poliestireno (Montero, 2011).

El uso de los microscopios electrónicos tiene aplicación en muchas ramas de las ciencias e ingenierías, en Perú tenemos pocas instituciones que tienen estos equipos; existen microscopios electrónicos de barrido en la UNMSM y en el Centro de Microscopía Electrónica y Aplicaciones en el Perú (MYAP),  microscopios electrónicos de transmisión en el Hospital Nacional Arzobispo Loayza y ambos equipos en el Centro Internacional de la Papa. Elemento vivos o no se observan completamente diferente a lo que nuestra visión por sí sola puede capturar, las imágenes que se obtienen con los microscopios electrónicos de barrido son realmente impresionantes, un grano de polen, aparentemente simple e insignificante, revela una estructura hermosa, compleja y de perfecta simetría. Aquí, una selección de mis micrografías electrónicas de barrido favoritas y algunas tomadas del EIPBM – Micrograph Contest (concurso de micrografías)