Diversi tipi di microscopi e loro usi

Mentre la maggior parte delle persone immagina il modello composto dalla classe di laboratorio quando pensa ai microscopi, sono effettivamente disponibili molti tipi di microscopi. Questi utili dispositivi sono quotidianamente impiegati da ricercatori, tecnici medici e studenti; il tipo che scelgono dipende dalle loro risorse e necessità. Alcuni microscopi forniscono una risoluzione maggiore con un ingrandimento inferiore e viceversa, e il loro costo varia da decine a migliaia di dollari.

Il microscopio semplice è generalmente considerato il primo microscopio. È stato creato nel XVII secolo da Antony van Leeuwenhoek, che ha combinato una lente convessa con un supporto per campioni. Ingrandendo tra le 200 e le 300 volte, era essenzialmente una lente d'ingrandimento. Sebbene questo microscopio fosse semplice, era ancora abbastanza potente da fornire a van Leeuwenhoek informazioni sui campioni biologici, inclusa la differenza di forma tra i globuli rossi. Oggi i microscopi semplici non vengono usati spesso perché l'introduzione di una seconda lente ha portato al microscopio composto più potente.

Con due lenti, il microscopio composto offre un ingrandimento migliore di un microscopio semplice; la seconda lente ingrandisce l'immagine della prima. I microscopi composti sono microscopi a campo chiaro, il che significa che il campione è illuminato da sotto e possono essere binoculare o monoculare. Questi dispositivi forniscono un ingrandimento di 1.000 volte, che è considerato elevato, sebbene la risoluzione sia bassa. Questo elevato ingrandimento, tuttavia, consente agli utenti di osservare da vicino oggetti troppo piccoli per essere visti ad occhio nudo, comprese le singole celle. I campioni sono generalmente piccoli e hanno un certo grado di trasparenza. Poiché i microscopi composti sono relativamente economici ma utili, vengono utilizzati ovunque, dai laboratori di ricerca alle aule di biologia delle scuole superiori.

Lo stereomicroscopio, chiamato anche microscopio da dissezione, fornisce un ingrandimento fino a 300 volte. Questi microscopi binoculari vengono utilizzati per guardare oggetti opachi o troppo grandi per essere visualizzati con un microscopio composto, poiché non richiedono una preparazione del vetrino. Sebbene il loro ingrandimento sia relativamente basso, sono comunque utili. Forniscono una vista 3D ravvicinata delle trame superficiali degli oggetti e consentono all'operatore di manipolare l'oggetto durante la visualizzazione. Gli stereomicroscopi sono utilizzati in applicazioni di scienze biologiche e mediche, nonché nell'industria elettronica, ad esempio da coloro che realizzano circuiti stampati o orologi.

A differenza dei microscopi stereo e composti, che utilizzano la luce normale per la formazione dell'immagine, il microscopio confocale utilizza una luce laser per scansionare i campioni che sono stati tinti. Questi campioni vengono preparati su vetrini e inseriti; quindi, con l'ausilio di uno specchio dicromatico, il dispositivo produce un'immagine ingrandita sullo schermo di un computer. Gli operatori possono anche creare immagini 3D assemblando più scansioni. Come il microscopio composto, questi microscopi offrono un alto grado di ingrandimento, ma la loro risoluzione è molto migliore. Sono comunemente usati nella biologia cellulare e nelle applicazioni mediche.

Il microscopio elettronico a scansione, o SEM, utilizza gli elettroni anziché la luce per la formazione dell'immagine. I campioni vengono scansionati in condizioni di vuoto o quasi vuoto, quindi devono essere preparati appositamente prima sottoposti a disidratazione e quindi rivestiti con un sottile strato di un materiale favorevole, come l'oro. Dopo che l'oggetto è stato preparato e posizionato nella camera, il SEM produce un'immagine 3D in bianco e nero sullo schermo di un computer. Offrendo un ampio controllo sulla quantità di ingrandimento, i SEM sono utilizzati dai ricercatori nelle scienze fisiche, mediche e biologiche per esaminare una vasta gamma di campioni, dagli insetti alle ossa.

Come il microscopio elettronico a scansione, il microscopio elettronico a trasmissione (TEM) utilizza gli elettroni per creare un'immagine ingrandita e i campioni vengono scansionati nel vuoto, quindi devono essere preparati appositamente. A differenza del SEM, tuttavia, il TEM utilizza una preparazione del vetrino per ottenere una vista 2-D dei campioni, quindi è più adatto per visualizzare oggetti con un certo grado di trasparenza. Un TEM offre un alto grado di ingrandimento e risoluzione, rendendolo utile nelle scienze fisiche e biologiche, nella metallurgia, nelle nanotecnologie e nelle analisi forensi.