microscopio óptico

histología

microscopio óptico

Nora Agirresarobe (158090), Laura Domínguez(163532), Sara Ruiz (162469) y Laura Iglesias (158159)

Empezar

-ÍNDICE-

2. Desarrollo histórico

1. Definición y utilidad

3. Partes del microscopio

6. Microscopio de contraste de fases

5. Microscopio de campo oscuro

4. Microscopio óptico compuesto convencional

9. Microscopio invertido

8. Microscopio de luz polarizada

7. Microscopio de fluorescencia

10. Microscopio esterioscópico

11. Microscopio láser confocal

12. Nuevas tecnologías: digitalización de muestras

Conclusiones

01

DEFINICIÓN Y UTiLIDAD

Definición y utilidad

Importancia: estudiar estructuras que el ojo humano no distingue. Aplicaciones: Biología: células, tejidos, microorganismos. Física/Química: cristales y materiales. Geología: composición de rocas.

02

HISTORIA

historia del microscopio

1590

PRIMER MICROSCOPIO COMPUESTO ÓPTICO

HANS Y ZACHARIAS JANSSEN

ETIMOLOGÍA

Mykros = pequeño Skopein = observar → “observar lo pequeño”

1250 - LUPA

ROGER BACON

PRIMEROS ANTECEDENTES

Grecia, China y Roma → uso de vidrios y gotas de agua para ampliar

USO DE LENTES PARA CONETRA LOS RAYOS DE LUZ EN UN PUNTO

HISTORIA DEL MICROsCOPIO

1604

APORTES TEÓRICOS

JOHANNES KEPLER (IMÁGENES + ÓPTICA)

SIGLOS XVII-XVIII

DESCUBRIMIENTOS BIOLÓGICOS

SIGLO XVII

OBSERVACIONES MICROSCÓPICAS

MICROBIOLOGÍA MODERNA: ANTONIE VAN LEEUWENHOEK

MARCELLO MALPHIGI

ROBERT HOOKE

historia del microscopio

• 1608 – Hans Lippershey: patente telescopio, lente convexa + cóncava
• 1609 – Galileo Galilei: microscopio compuesto *Occhiolino*, lente cóncava + convexa
• Cornelius Drebbel: microscopio compuesto, 2 lentes convexas
• Término “microscopio”: Giovanni Faber y su difusión: Athanasius Kircher

HISTORIA DEL MICROSCOPIO

AVANCES EN ÓPTICA Y MICROCOPÍA

ÓPTICA (S. XVII-XVIII)

SIGLO XIX

Lister: microscopio acromático → elimina aberración cromática. Amici: lentes de inmersión en aceite → más resolución. Abbe y Zeiss: objetivos apocromáticos → máxima resolución. Aplicaciones: Pasteur: vacuna contra la rabia. Koch: Nobel 1905 (microorganismos). Fleming: penicilina (1945).

Kepler: formación de imágenes. Snell: ley de refracción. Newton y Huygens: teorías sobre la luz → mejoran lentes.

SIGLOS XX-XXI

Nuevos microscopios: TEM (transmisión) SEM (barrido) Efecto túnel Fluorescencia de superresolución Fuerza atómica

03

PARTES DEL MICROSCOPIO

PARTES DEL MICROCOPIO ÓPTICO

SISTEMA ÓPTICO(+SIST. DE ILUMINACIÓN)

SISTEMA MECÁNICO

SISTEMA ÓPTICO

CONDENSADOR

OCULAR

DIAFRAGMA

OBJETIVO

FUENTE DE LUZ

SISTEMA MECÁNICO

FOCO

CUERPO

04

TIPOS DE MICROSCOPIO

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPIO ÓPTico compuesto

Usa luz visible y lentes (objetivos 4x–100x y ocular 10x–15x) para ampliar la imagen.

• Investigación biomédica y diagnóstico clínico. • Células, tejidos y microorganismos vivos

VENTAJAS

• Observa muestras vivas y procesos en tiempo real • Sin preparación especial • Compatible con sistemas digitales y varios modos de contraste

DESVENTAJAS

• Resolución limitada (~200 nm) • Baja penetración óptica (~100 μm) en tejidos gruesos • Necesita tinciones para estructuras transparentes

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPIO DE CAMPO OSCURO

VARIANTE que usa iluminación oblicua para aumentar el contraste en muestras transparentes o sin teñir

Solo la luz dispersada por la muestra entra en el objetivo → el fondo queda oscuro • Resalta bordes y estructuras finas

VENTAJAS

• Alto contraste incluso en muestras transparentes • Sin daño celular ni tinciones destructivas • Evita foto blanqueamiento • Mejora la resolución

LIMITACIONES

• Baja sensibilidad diagnóstica y riesgo de falsos positivos • Dispersión interna de luz → limita su uso en células completas • Dificulta distinguir estructuras muy próximas

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPIO DE CONTRASTE DE FASES

Aprovecha diferencias en el índice de refracción para generar contraste en muestras transparentes no teñidas.

Se basa en la interferencia entre la luz dispersada por la muestra y la luz de fondo • Muestra detalles internos de la célula

VENTAJAS

• Alta precisión y resolución submicrónica • Captura rápida de imágenes • Ver objetos translúcidos sin dañarlos

LIMITACIONES

• Aparición de halos → dificulta el análisis y conteo automático • Resolución y profundidad limitadas • Requiere procesamiento especializado

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPIO DE FLUORESCENCIA

PERMITE OBSERVAR MOLECULAS MEDIANTE EXCITACIÓN Y EMISIÓN DE FLUORÓFOROS

Genera contraste óptico usando filtros especializados y detección de fluorescencia. Técnica mínimamente invasiva, adecuada para estudios prolongados sin dañar las muestras. Uso de fluoróforos para marcar biomoléculas o estructuras específicas. Alta resolución espacial, manteniendo condiciones fisiológicas naturales. Limitación de resolución: ~200 nm (no apta para procesos de 1–100 nm).

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPIO DE FLUORESCENCIA

MODALIDADES PRINCIPALES

Confocal de barrido láser: análisis y representación 3D. TIRF: observación de eventos en la superficie celular. Iluminación estructurada (SIM): técnica de superresolución. Hoja de luz (LSFM): secciones ópticas no destructivas. Sondas moleculares FRET: estudio de interacciones moleculares. Generación de segundo armónico: análisis de estructuras nativas (ej. colágeno).

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPíA DE LUZ POLARIZADA

Técnica para observar materiales anisotrópicos o birrefringentes.

USOS MEDICOS

Herramienta diagnóstica en patología. Detección de tejidos anormales y fibras de colágeno (biomarcadores tumorales). Diferenciación entre células normales y tumorales.

AVANCES RECIENTES

Implementaciones cuantitativas de bajo costo con componentes comerciales. Sistemas con aprendizaje profundo que requieren un solo polarizador-analizador. Microscopios de matriz de Mueller con alta precisión (error ≤ 0.01). Sistemas hiperespectrales polarizados que mejoran la visualización celular.

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPIO INVERTIDO

instrumento especializado que se caracteriza por tener los objetivos situados por debajo de la muestra

CARACTERISTICAS TÉCNICAS

Peso reducido (~135 g en versiones portátiles). Modo dual: transmisión y reflexión. Rotación controlada: 2–4° (ejes x, y) y ~24° (eje z), precisión < 0.1°.

APLICACIONES

Investigaciones electrofisiológicas (patch-clamp). Imágenes de secciones cerebrales vivas en cámaras de perfusión. Microscopía confocal de neuronas cultivadas del hipocampo. Telemedicina en entornos con recursos limitados.

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPIO INVERTIDO

instrumento especializado que se caracteriza por tener los objetivos situados por debajo de la muestra.

VENTAJAS

Movimiento libre de micromanipuladores y pipetas. Corrección precisa de aberraciones ópticas. Económico y actualizable. Excelente acceso a muestras biológicas vivas

herramienta versátil y esencial en investigación científica y biomédica.

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPIO ESTEREOSCÓPICO

Ofrece visión 3D de muestras con aumentos bajos a moderados.

VENTAJAS TÉCNICAS

Fácil de usar y de preparar muestras. Visualización 3D directa de estructuras gruesas. Mayor claridad y profundidad de campo.

VENTAJAS CUANTITATIVAS

>97% de precisión en identificación genérica o específica. Ahorro de tiempo y reducción de pasos manipulativos. Menor uso de medios de cultivo. Mayor sensibilidad sin perder precisión.

• Listado de puntos
• Listado de puntos

MICROSCOPIO ESTEREOSCÓPICO

Ofrece visión 3D de muestras con aumentos bajos a moderados.

AVANCES RECIENTES

Microscopía de super-resolución (supera límite de difracción). Mejor calidad de imagen y procesamiento más eficiente. Sistemas automatizados 3D para secciones ópticas de alta resolución. Exploración de tejidos a escala milimétrica con gran detalle.

APLICACIONES TÉCNICAS

Tecnología 3D estereoscópica mejora la percepción de profundidad. Mayor precisión y seguridad en cirugías.

MICROSCOPIO LÁSER CONFOCAL

deriva del microscopio de fluorescencia

mayor nítidez y contraste

se obtienen imágenes de un único plano focal

LÁSER

Ilumina un punto muy pequeño de la muestra

PINHOLE

Bloquea la luz que está fuera del plano focal

MICROSCOPIO LÁSER CONFOCAL

rastern pattern

EPILUMINACIÓN

• Exploración punto por punto de la muestra
• Obtención de imágenes bi o tridimensional
• Facilita el estudio de la muestra.

• Muestras que reflejan la luz o emiten fluorescencia
• Mejora del contraste y resolución

MICROSCOPIO LÁSER CONFOCAL

APLICACIONES

Diagnóstico de cáncer

Estructuras en el interior de las células y tejidos

Procesos biológicos dinámicos

05

Nuevas tecnologías

Avances tecnológicos han comenzado a modificar la apariencia y las funcionalidades de los microscopios ópticos tradicionales

microscopio digital

escáneres de alta resolución

• Microscopía óptica: formación de la imagen
• Sistema computarizado: análisis, el registro y almacenamiento de los datos

• Proceso completamente digital
• Captura rápida y detallada de una lámina entera
• Eliminan la observación ocular directa

ventajas

hacer diagnósticos clínicos a distancia

mejorar la eficiencia y precisión del diagnóstico

inteligencia artificial para el análisis de las muestras

06

conclusión

el microscopio óptico ha sido una herramienta fundamental en el desarrollo de la ciencia, revolucionando campos como la biología y la medicina.

La digitalización y el uso de la inteligencia artificial

Cambios e incorporaciones de nuevas técnicas

Bibliografía

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