Différents types de microscopes en biologie

Un microscope est un appareil qui permet aux gens de voir des spécimens en détail trop petits pour être vus à l'œil nu. Ils le font par grossissement et résolution. Le grossissement est le nombre de fois où l'objet est agrandi dans la lentille de vision. La résolution est la façon dont l'objet apparaît détaillé lorsqu'il est affiché. Les microscopes sont particulièrement utiles en biologie, où de nombreux biologistes étudient des organismes trop petits pour être vus sans aide. Ils peuvent utiliser des stéréoscopes, des microscopes composés, des microscopes confocaux, des microscopes électroniques ou l'un des microscopes spécialisés de chaque catégorie. L'échantillon sous observation détermine le microscope nécessaire.

Le stéréoscope, également appelé microscope à dissection et microscope stéréo, est un microscope à éclairage lumineux qui permet une vue en trois dimensions d'un échantillon. Pour ce faire, il utilise deux oculaires à des angles différents qui ne sont en réalité qu'une paire de microscopes composés. L'image du spécimen est également latérale et verticale. Cependant, les stéréoscopes ont une puissance inférieure à celle des microscopes composés. Les images ne sont agrandies que jusqu'à environ 100x. Les stéréoscopes permettent aux étudiants et aux scientifiques de manipuler des spécimens sous observation.

Comme les stéréoscopes, les microscopes composés sont éclairés par la lumière. Ils donnent une vue en deux dimensions d'un spécimen sous observation mais peuvent avoir des grossissements compris entre 40x et 400x, avec des versions plus puissantes jusqu'à 2000x. Bien que le grossissement puisse être élevé, la résolution est limitée par la longueur d'onde de la lumière. Les microscopes composés ne peuvent pas voir les détails à moins de 200 nanomètres de distance. Quoi qu'il en soit, les microscopes composés peuvent être trouvés dans de nombreuses salles de classe de biologie et laboratoires de recherche.

Les microscopes confocaux sont également des microscopes optiques, mais présentent les avantages des stéréoscopes et des microscopes composés. Les microscopes confocaux permettent des grossissements élevés d'échantillons avec des images tridimensionnelles. Ils ont également des résolutions plus élevées, capables de différencier les détails jusqu'à 120 nanomètres. Le type de microscope confocal le plus courant est le microscope à fluorescence. Ce microscope utilise une lumière intense pour exciter les molécules d'un échantillon. Ces molécules émettent de la lumière, ou une fluorescence qui est observée, permettant un grossissement et une résolution plus élevés.

Le premier microscope électronique était un microscope électronique à transmission (MET) inventé en Allemagne en 1931 par Max Knoll et Ernst Ruska. Il a été créé comme un moyen de grossir les objets plus que ce que les microscopes optiques étaient capables de faire. Si les microscopes optiques pouvaient grossir jusqu'à 1000x ou 2000x au mieux, alors le microscope électronique pourrait grossir les objets jusqu'à 10 000x. Un MET fonctionne en focalisant un faisceau d'électrons à énergie unique suffisamment puissant pour traverser un échantillon très mince. Les images résultantes sont ensuite visualisées par diffraction électronique ou imagerie électronique directe.

Il y a des divergences sur la façon dont le SEM a été inventé, mais il a été créé au début des années 1930. Cependant, ce n'est qu'en 1965 que Cambridge Instrument Company commercialise le premier SEM. Cela était dû à la complexité de la technologie de numérisation du SEM, qui était plus compliquée à utiliser que le TEM. Le MEB fonctionne en balayant la surface d'un échantillon avec un faisceau d'électrons. Ce faisceau crée différents signaux, des électrons secondaires, des rayons X, des photons et autres, qui contribuent tous à caractériser l'échantillon. Les signaux sont affichés sur un écran qui cartographie les propriétés du matériau de l'échantillon.