Microscopul este unul dintre cele mai importante instrumente ale microbiologului. A fost inventat în anii 1600 când Anton van Leeuwenhoek a construit pe un model simplu de tub, lentilă de mărire și scenă pentru a face primele descoperiri vizuale ale bacteriilor și ale celulelor sanguine circulante. În zilele noastre, microscopia este esențială în domeniul medical pentru a face noi descoperiri celulare, iar tipurile de microscopuri pot fi clasificate pe baza principiilor fizice pe care le folosesc pentru a genera o imagine.
Microscoape cu lumină
Unele dintre cele mai comune scopuri găsite în laboratoare folosesc lumina proiectată vizibilă pentru a ilumina și a mări un obiect. Cea mai simplă lună de lumină, o disecare sau un stereomicroscop, permite vizualizarea simultană a unui întreg organism în timp ce afișează detalii precum antenele unui fluture la o mărire de 100x până la 150x. Lunetele compuse, utilizate pentru detalii celulare mai mari, conțin două tipuri de lentile care funcționează pentru mărirea organismelor unicelulare de 1000 până la 1500 de ori. Mai specializați sunt microscoapele cu câmp întunecat și contrast de fază, care împrăștie lumina pentru a captura nu numai celulele vii, ci chiar părțile celulare interne, cum ar fi mitocondriile.
Microscoape fluorescente
Microscopul fluorescent sau confocal folosește lumina ultravioletă ca sursă de lumină. Când lumina ultravioletă lovește un obiect, excită electronii obiectului, emițând lumină în diferite culori, care pot ajuta la identificarea bacteriilor din interiorul unui organism. Spre deosebire de scopurile compuse și de disecare, microscopii fluorescenți arată obiectul printr-un orificiu confocal, astfel încât nu este prezentată o imagine completă a probei. Acest lucru crește rezoluția prin oprirea luminii fluorescente externe și construirea unei imagini tridimensionale curate a probei.
Microscoape electronice
Sursa de energie utilizată în microscopul electronic este un fascicul de electroni. Fasciculul are o lungime de undă extrem de scurtă și crește rezoluția imaginii în mod semnificativ la microscopia cu lumină. Obiectele întregi sunt acoperite cu aur sau paladiu, care deviază fasciculul de electroni, creând zone întunecate și luminoase ca imagini 3D vizualizate pe un monitor. Detalii precum învelișurile complexe de silice ale diatomeelor marine și detaliile de suprafață ale virușilor pot fi capturate. Atât microscoapele electronice cu transmisie (TEM), cât și cele mai noi microscopii electronice cu scanare (SEM) se încadrează în această categorie specializată de microscopie.
Microscoape cu raze X
După cum sugerează și numele, aceste microscoape folosesc un fascicul de raze X pentru a crea o imagine. Spre deosebire de lumina vizibilă, razele X nu se reflectă sau se refractează ușor și sunt invizibile pentru ochiul uman. Rezoluția imaginii unui microscop cu raze X se încadrează între cea a unui microscop optic și cea a unui electron microscop și este suficient de sensibil pentru a determina plasarea individuală a atomilor în moleculele a cristal. Spre deosebire de microscopia electronică, în care obiectul este uscat și fixat, aceste microscoape foarte specializate sunt capabile să arate celule vii.