Microscopio

Qué es un microscopio

Un microscopio es un instrumento que forma una imagen aumentada de un objeto, un organismo o un detalle anatómico cuyo tamaño escapa a la capacidad de resolución del ojo humano, fijada en torno a una décima de milímetro. La imagen se genera por refracción de la luz visible a través de un sistema de lentes, en los modelos ópticos, o por la interacción de un haz de electrones con la muestra, en los electrónicos.

Procede del griego mikrós (pequeño) y skopeîn (observar), voces combinadas en el latín científico microscopium hacia el siglo XVII. El elemento compositivo -scopio, presente también en telescopio y oftalmoscopio, designa según la Real Academia Española un instrumento para ver o examinar, con la terminación en -o marcando aquí el aparato y no la acción. La entrada microscopia recoge la vertiente opuesta: la técnica y el conjunto de métodos que emplean este aparato.

Aumento y resolución: cómo forma la imagen

En un microscopio óptico compuesto, dos sistemas de lentes trabajan en serie. El objetivo, situado junto a la muestra, produce una primera imagen aumentada; el ocular, junto al ojo del observador, la amplía de nuevo. El aumento total resulta de multiplicar la potencia de ambos: un objetivo de 40 aumentos combinado con un ocular de 10 arroja una imagen 400 veces mayor que el objeto original.

Aumentar la imagen no equivale a distinguir más detalle. La resolución, la capacidad de separar dos puntos próximos como entidades distintas, depende de la longitud de onda de la luz empleada y de la apertura numérica del objetivo. El físico alemán Ernst Abbe formuló en 1873 el límite que lleva su nombre: con luz visible, ningún microscopio óptico distingue estructuras separadas por menos de unos 200 nanómetros, por muy potente que sea el ocular. Ampliar digitalmente una fotografía tomada en ese límite no revela ningún dato nuevo.

Historia

La autoría del invento se reparte entre varios artesanos neerlandeses de finales del siglo XVI. Hacia 1590, en la ciudad de Middelburg, el fabricante de lentes Zacharias Janssen y su padre combinaron dos lentes en un tubo deslizante y obtuvieron el primer microscopio compuesto documentado, con un aumento aproximado de nueve veces. La fecha exacta se discute, porque el único testimonio es el propio Zacharias, dado décadas después de los hechos.

En 1625, el médico y naturalista alemán Giovanni Faber acuñó el término microscopio para describir el instrumento que Galileo había presentado en la Academia de los Linces, en Roma. Cuatro décadas más tarde, en 1665, Robert Hooke publicó Micrographia, una recopilación de dibujos e ilustraciones de objetos vistos con su microscopio compuesto. Al observar cortes de corcho, describió unas cavidades poligonales a las que llamó células, término que la biología conservaría.

Antonie van Leeuwenhoek, comerciante holandés sin formación científica, pulió sus propias lentes hasta alcanzar aumentos de 270 veces con un microscopio simple de una sola lente. En 1674 describió por primera vez glóbulos rojos y microorganismos en gotas de agua, un hallazgo que abrió el campo de la microbiología.

El siguiente salto tardaría más de dos siglos y medio en llegar. En 1931, el ingeniero Ernst Ruska y el físico Max Knoll construyeron en Berlín el primer prototipo de microscopio electrónico, que sustituye la luz por un haz de electrones y desplaza mucho más allá el límite de resolución alcanzado con luz visible.

Tipos de microscopios

Según el tipo de radiación que emplean para formar la imagen, los microscopios se agrupan ante todo en dos grandes familias. Los ópticos utilizan luz visible refractada por lentes de vidrio; los electrónicos, un haz de electrones dirigido por lentes magnéticas en el interior de una cámara de vacío. Dentro de la familia electrónica se distinguen el microscopio de transmisión, que atraviesa la muestra, y el de barrido, que recorre su superficie.

A partir de estos dos troncos se han desarrollado variantes especializadas para problemas concretos. El microscopio óptico de contraste de fases resuelve la falta de contraste de las células vivas sin teñir; el microscopio de operaciones adapta la óptica binocular a las exigencias del quirófano. Ambos conservan el mismo principio óptico de base: lentes de vidrio y luz visible.

Preguntas frecuentes

¿Microscopio y microscopia son lo mismo?

No. El sufijo -scopio, de origen griego, nombra el instrumento; el sufijo -scopia nombra la técnica y el conjunto de procedimientos que se sirven de él, como ocurre en artroscopia o laringoscopia. La Real Academia Española recoge ambas voces por separado.

¿Qué diferencia hay entre aumento y resolución?

El aumento indica cuántas veces se agranda la imagen; la resolución, cuánto detalle conserva esa imagen agrandada. Un microscopio puede tener mucho aumento y poca resolución, en cuyo caso la imagen crece pero se vuelve borrosa a partir de cierto punto.

¿Quién inventó el microscopio?

No hay una respuesta única. Los fabricantes de lentes neerlandeses Janssen y Lippershey son los candidatos más citados hacia 1590, pero el término y el reconocimiento científico llegaron después, de la mano de Faber y de Hooke.

¿Cuánto aumenta un microscopio electrónico frente a uno óptico?

Un microscopio óptico convencional alcanza entre 1.000 y 2.000 aumentos, limitado por la longitud de onda de la luz visible. Los electrónicos superan con facilidad el millón de aumentos, porque la longitud de onda asociada a los electrones es miles de veces menor. La diferencia se nota, sobre todo, al intentar observar virus o estructuras subcelulares.

¿Sirve un microscopio óptico para ver una célula viva sin teñir?

Rara vez con nitidez. Las estructuras internas de una célula viva apenas absorben ni desvían la luz, por lo que aparecen casi transparentes en un microscopio óptico convencional. Para resolver ese problema se diseñó el microscopio óptico de contraste de fases.

Referencias

1. Britannica. Microscope: History of optical microscopes.
2. Real Academia Española. -scopio. Diccionario de la lengua española.
3. Real Academia Española y ASALE. -scopia, -scopía. Diccionario panhispánico de dudas.
4. Revista TERYS. Rumbo al centenario de la microscopía electrónica de transmisión.