Мікроскоп є одним з найважливіших інструментів мікробіолога. Він був винайдений у 1600-х роках, коли Антон ван Левенгук побудував на простій моделі трубки, збільшувальної лінзи та сцени, щоб зробити перші візуальні відкриття бактерій та циркулюючих клітин крові. На сьогоднішній день мікроскопія необхідна в медичній галузі для нових клітинних відкриттів, і типи мікроскопів можна класифікувати на основі фізичних принципів, які вони використовують для створення зображення.
Світлові мікроскопи
Деякі з найпоширеніших областей застосування, що зустрічаються в лабораторіях, використовують видиме проектоване світло для освітлення та збільшення об’єкта. Найпростіший світловий діапазон, розсікаючий або стереомікроскоп, дозволяє одночасно переглядати цілий організм, показуючи деталі, такі як антени метелика зі збільшенням від 100 до 150 разів. Складові сфери, що використовуються для більшої деталізації клітин, містять два типи лінз, які функціонують для збільшення одноклітинних організмів в 1000 - 1500 разів. Більш спеціалізованими є мікроскопи темного поля та фазового контрасту, які розсіюють світло, щоб захопити не тільки живі клітини, але навіть внутрішні частини клітини, такі як мітохондрії.
Флуоресцентні мікроскопи
Флуоресцентний або конфокальний мікроскоп використовує ультрафіолетове світло як джерело світла. Коли ультрафіолетове світло потрапляє на об'єкт, воно збуджує електрони об'єкта, випромінюючи світло різних кольорів, що може допомогти ідентифікувати бактерії всередині організму. На відміну від складного та розсікаючого прицілів, флуоресцентні мікроскопи показують об’єкт через конфокальну щілину, тому повне зображення зразка не відображається. Це збільшує роздільну здатність за рахунок відключення зовнішнього флуоресцентного світла та створення чистого тривимірного зображення зразка.
Електронні мікроскопи
Джерелом енергії, що використовується в електронному мікроскопі, є пучок електронів. Промінь має надзвичайно коротку довжину хвилі і значно збільшує роздільну здатність зображення за допомогою світлової мікроскопії. Цілі предмети покриті золотом або паладієм, який відхиляє електронний промінь, створюючи темні та світлі області у вигляді тривимірних зображень, що переглядаються на моніторі. Такі деталі, як хитромудрі кремнієві оболонки морських діатомових водоростей та деталі поверхні вірусів, можна захоплювати. До цієї спеціалізованої категорії мікроскопії належать як просвічувальні електронні мікроскопи (ТЕМ), так і новіші скануючі електронні мікроскопи (СЕМ).
Рентгенівські мікроскопи
Як випливає з назви, ці мікроскопи використовують промінь рентгенівських променів для створення зображення. На відміну від видимого світла, рентгенівські промені не відбиваються або заломлюються легко, і вони невидимі для людського ока. Роздільна здатність зображення рентгенівського мікроскопа падає між оптичною і електронною мікроскоп, і є досить чутливим для визначення індивідуального розміщення атомів у молекулах a кристал. На відміну від електронної мікроскопії, коли об’єкт висушується і фіксується, ці вузькоспеціалізовані мікроскопи здатні показувати живі клітини.