Quais as vantagens e desvantagens da utilização de microscópios ópticos e eletrônicos?

Microscópios: tecnologia a serviço da ciência

Não se sabe exatamente quem inventou o microscópio porém sabe-se muito bem que depois dessa invenção, lá pelo início do século XVII, nossa percepção do mundo ficou muito diferente.

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• Microscópios: tecnologia a serviço da ciência
• O microscópio é um instrumento que permite a visualização de objetos muito pequenos. Enquanto o microscópio óptico pode aumentar a visualização em até 1500 vezes, existem modelos eletrônicos com capacidade de aumento de mais de 500 mil vezes.
• Resumo sobre os tipos de microscópio
• A invenção do microscópio
• Quais os tipos de microscópio
• Microscópio óptico
• Microscópio eletrônico de transmissão
• Microscópio eletrônico de varredura
• Microscópio eletrônico de tunelamento
• Exercícios sobre os tipos de microscópio
• Quais as vantagens e desvantagens da microscopia óptica e eletrônica?
• Qual a vantagem do microscópio óptico?
• Qual a vantagem do microscópio óptico em relação ao microscópio eletrônico?
• Qual e a diferença entre o microscópio óptico e o microscópio eletrônico?

Muitos atribuem a invenção deste instrumento a Galileu, porém foi Leeuwenhoek quem realmente aperfeiçoou o instrumento e o utilizou na observação de seres vivos.

Dotados de apenas uma lente de vidro, os primeiros microscópios permitiam aumentos de até 300 vezes com razoável nitidez. E todo um mundo que se encontrava invisível aos nossos olhos, se descortinou. Com este instrumento muito simples, Leeuwenhoek estudou os glóbulos vermelhos do sangue e constatou a existência dos espermatozoides. Este cientista também desvendou o extraordinário mundo dos micróbios (ou seja, seres microscópicos), hoje mais conhecidos como microrganismos.

O microscópio simples de Leeuwenhoek, foi aprimorado por Hooke, ganhando mais uma lente. Deste modo, foram obtidos aumentos ainda maiores. Os microscópios ópticos modernos são descendentes sofisticados do microscópio composto de Hooke e muito mais poderosos do que os pequenos instrumentos usados pelos cientistas no início do século XVII. Eles são dotados de 2 sistemas de lentes de cristal (oculares e objetivas) que produzem ampliações de imagem que vão em geral de 100 a 1000 vezes, deste modo revelando detalhes, até então invisíveis para nossa visão.

 Microscópio óptico comum

As hemácias, células sanguíneas, vistas em microscópio óptico e corados  artificialmente. (Ampliação não fornecida)

No microscópio óptico, a luz que chega aos nossos olhos para formar a imagem, atravessa primeiro o objeto em estudo. Por isto, o material a ser observado não pode ser opaco. Muitas vezes, para se obter material biológico translúcido o suficiente para ser bem observado ao microscópio, é preciso preparar convenientemente o material que quer estudar. Para isto são feitos cortes muitos finos, de preferência com uma máquina semelhante a um fatiador de presunto, chamada micrótomo. O material a ser cortado recebe um tratamento de desidratação e inclusão em parafina que facilita o manuseio e permite que sejam cortadas fatias muito finas.

O microscópio eletrônico apareceu em 1932 e vem sendo rapidamente aperfeiçoado. As máquinas mais atuais permitem aumentos de 5 mil a 500 mil vezes, sem muita dificuldade. A diferença básica entre os microscópios óptico e eletrônico é que neste último não é utilizada a luz, mas sim feixes de elétrons. No microscópio eletrônico não há lentes de cristal e sim bobinas, chamadas de lentes eletromagnéticas.

Estas lentes ampliam a imagem gerada pela passagem do feixe de elétrons no material e a projetam para uma tela onde é formada uma imagem de pontos mais ou menos brilhantes, semelhante à de um televisor em branco e preto. Não é possível observar material vivo neste tipo de microscópio. O material a ser estudado passa por um complexo processo de desidratação, fixação e inclusão em resinas especiais, muito duras, que permitem cortes ultrafinos obtidos através das navalhas de vidro do instrumento conhecido como ultramicrótomo.

Microscópio eletrônico

As hemácias, células sanguíneas, vistas em microscópio eletrônico. Observe a riqueza de detalhes que esse tipo de microscópio permite. (Ampliação não fornecida)

O microscópio é um instrumento que permite a visualização de objetos muito pequenos. Enquanto o microscópio óptico pode aumentar a visualização em até 1500 vezes, existem modelos eletrônicos com capacidade de aumento de mais de 500 mil vezes.

As células são estruturas muito pequenas que possuem, em geral, entre 0,1mm e 0,01mm. Portanto, a maioria é invisível a olho nu. Assim, só foi possível observá-las e estudá-las a partir da invenção dos diversos tipos de microscópio.

Nesta aula você vai conhecer a história desde a origem, e os diferentes tipos de microscópio existentes, e compreender de que forma eles funcionam.

Os microscópios ópticos ou de luz foram inventados há mais de 400 anos, mas são, até hoje, os mais utilizados para estudos celulares.

São compostos por dois tipos de lentes: as oculares (comumente possuem um aumento de 10x) e as lentes objetivas (que comumente possuem 4x, 10x, 40x e 100x de aumento). Geralmente um jogo de lentes de microscópio óptico contém 4 lentes.

Resumo sobre os tipos de microscópio

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A invenção do microscópio

O primeiro microscópio óptico foi produzido em 1590 por Hans Janssen e seu filho, Zaccarias, dois holandeses fabricantes de óculos. Mas tudo indica que, alguns anos depois, o primeiro a realizar observações biológicas com um microscópio foi o neerlandês Antonie van Leeuwenhoek.

Naquela ocasião ele visualizou sêmen, sangue e comprovou a existência de microrganismos. No entanto, a denominação “célula” só foi criada em 1665 pelo cientista Robert Hooke ao observar pequenas cavidades presentes na cortiça.

Quais os tipos de microscópio

Do século XVI até hoje, os microscópios ópticos foram muito aperfeiçoados. Além disso, surgiram microscópios ainda mais potentes: os microscópios eletrônicos. Portanto, existem dois tipos principais de microscópio: os ópticos e os eletrônicos.

Mas entre os microscópios eletrônicos existem subdivisões: os de transmissão, de varredura e os de tunelamento.

Em seguida vamos entender um pouco mais sobre cada um deles.

Microscópio óptico

A fim de obtermos o aumento total de um microscópio, devemos multiplicar a potência das lentes oculares pela potência das lentes objetivas. Atualmente, há microscópios ópticos que podem atingir um aumento de até 1500 vezes.

Para que possamos visualizar um objeto através do microscópio óptico, é necessário que um feixe de luz atravesse o material e atinja a lente. Sendo assim, os objetos vistos através do microscópio óptico devem ser extremamente finos.

Para isso, o material deverá ser cortado com uma lâmina de barbear ou com um aparelho especial, chamado de micrótomo. Além disso, muitas vezes as células são coloridas artificialmente para gerar contrastes e facilitar a sua visualização. Para corar o núcleo, por exemplo, pode-se utilizar o metileno, que dá cor azul.

Microscópio eletrônico de transmissão

O microscópio eletrônico de transmissão (MET) foi inventado em 1931 pelo alemão Ernest Ruska. Esse instrumento utiliza um feixe de elétrons para atravessar o material e obter a visão de “cortes” superfinos. Após atravessar o material, alguns feixes são refletidos e capturados por lentes eletromagnéticas que produzirão uma imagem ampliada de até 500 mil vezes.

Isso permite que sejam visualizadas todas as organelas celulares e até mesmo detalhes da membrana plasmática de uma célula. Por isso, a invenção do microscópio eletrônico permitiu o desenvolvimento da citologia.

A desvantagem do microscópio eletrônico em relação ao óptico é que não é possível visualizar células vivas e as imagens obtidas são em preto e branco.

Microscópio eletrônico de varredura

O microscópio eletrônico de varredura (MEV) produz imagens da superfície dos objetos, formando imagens tridimensionais. Ele funciona de forma semelhante ao de transmissão.

Entretanto, nesse aparelho o material biológico precisa ser desidratado ou congelado através de criogenia. Além disso, em alguns casos, é necessário metalizar o material.

Microscópio eletrônico de tunelamento

O microscópio eletrônico de tunelamento é capaz de aumentar 100 milhões de vezes uma estrutura. É utilizado para visualizar átomos e moléculas.

Exercícios sobre os tipos de microscópio

Agora que você já sabe tudo sobre os tipos de microscópio, que tal testar seus conhecimentos?

1 – (PUC MG/2014)    

Após a invenção do microscópio óptico de Antoine van Leeuwenhoek, diversos tipos de material biológico como espermatozoides de diversos animais, glóbulos vermelhos do sangue e uma grande variedade de seres microscópios, como os protistas representados, puderam ser vistos e estudados quanto a sua morfologia.

O aprimoramento e utilização dos microscópios óticos possibilitaram, EXCETO:

a) determinar que todo ser vivo com metabolismo próprio é formado por uma ou mais células.

b) identificar agentes infecciosos como diversas bactérias e vírus.

c) relacionar alguns distúrbios genéticos com alterações observáveis ao microscópio.

d) classificar micro-organismos de acordo com padrões morfológicos.

2 – (Escola Bahiana de Medicina e Saúde Pública/2013)    

Nossa capacidade visual depende primordialmente do cristalino, uma espécie de lente dos nossos olhos. Essa estrutura tem suas limitações. Nas melhores condições, não podemos enxergar, a olho nu, nada menor do que dois décimos de milímetros, o que equivale a 200 micrômetros. Para observar objetos nessa escala micrométrica, temos que fazer uso de microscópios, desde os mais simples, como os utilizados em laboratórios escolares, até os mais sofisticados microscópios eletrônicos. Todos esses microscópios usam algum tipo de sistema de lentes para convergir luz visível (lentes ópticas) ou feixes de elétrons (lentes magnéticas) e formar uma imagem em um plano focal perceptível a olho nu. (SANTOS, 2012)

SANTOS, C. A. Microscopia às cegas. Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/do-laboratorio-para-
a-fabrica/microscopia-as-ce…> . Acesso em: 8 out. 2012. Adaptado.

A união da eletrônica à biologia ampliou a possibilidade de conhecer o mundo vivo em seus níveis mais fundamentais que as limitações do aparelho visual humano não permitiam — o mundo microscópico.

Sobre as investigações nesse campo, é correto afirmar:

01. O microscópio eletrônico, ao possibilitar a visualização da membrana plasmática, ofereceu os fundamentos para a formulação de um modelo para essa estrutura celular, que inclui fosfolipídios e proteínas no arranjo de mosaico fluido.

02. A microscopia óptica e a eletrônica permitem analisar a dinâmica dos processos de diferenciação celular, como a formação de uma célula nervosa, por exemplo, em tempo real.

04. A identificação de organelas citoplasmáticas dimensionadas no nível micrométrico foi uma conquista tecnológica do uso de elétrons como fonte de iluminação para observação de células procarióticas vivas.

08. O poder de ampliação do microscópio eletrônico possibilitou, pela primeira vez, a visualização de cromossomos em células tratadas com colchicina e consequente análise de um cariótipo.

16. A observação do núcleo como compartimento integrante da célula eucariótica só foi possível a partir de 1950, com a utilização de aparelhos que ampliam imagens entre 5 mil e 100 mil vezes.

3 – (UFSC/2015)    

A invenção do microscópio óptico é atribuída aos holandeses Zacharias Janssen e seu pai, por volta do ano 1590. O microscópio eletrônico de transmissão foi inventado no início dos anos 1930 pelo alemão Ernest Ruska. Mais importante que a capacidade de aumento de um microscópio é o seu poder de resolução, ou seja, a capacidade de distinguir dois pontos próximos como se estivessem separados. Com relação a estes instrumentos, é CORRETO afirmar que:

01. na microscopia óptica, a observação com uma objetiva de 40 x e uma ocular de 10 x resulta em um aumento final de 400 x.

02. para a observação de células com o microscópio eletrônico de transmissão, é preciso apenas garantir que elas estejam bem separadas entre si.

04. na microscopia eletrônica de transmissão, em vez da luz comum utilizam-se luz polarizada e corante fluorescente para distinguir partes de uma célula.

08. microscópios ópticos permitem aumentos da ordem de 5.000 x, o que torna possível visualizar, por exemplo, a estrutura da membrana nuclear.

16. com o uso de microscopia eletrônica de transmissão, é possível visualizar, com o auxílio de corantes fluorescentes, a estrutura molecular das proteínas.

32. um objeto que mede 0,01 mm, visualizado através de uma lente objetiva de 100 x e uma lente ocular de 10 x, terá sua imagem ampliada para 1,0 mm.

GABARITO: 

1. B
2. 01
3. 01

Quais as vantagens e desvantagens da microscopia óptica e eletrônica?

Qual a vantagem do microscópio óptico?

Qual a vantagem do microscópio óptico em relação ao microscópio eletrônico?

Qual e a diferença entre o microscópio óptico e o microscópio eletrônico?