El microscopio biológico

El microscopio biológico es un tipo de microscopio compuesto adaptado a las necesidades para la observación de muestras biológicas. Es decir, este microscopio es el adecuado para observar tejidos biológicos de origen animal o vegetal, células, etc.

Microscopio biológico
Microscopio biológico

A continuación te presentamos en detalle las características, partes y funcionamiento de este tipo de microscopio. Al final del artículo puedes ver también una clasificación general de los distintos tipos de microscopios biológicos.

Características del microscopio biológico

La característica principal del microscopio biológico es que es un microscopio de gran aumento. Esta es una característica indispensable ya que para poder observar células como, por ejemplo, los glóbulos rojos de la sangre, es recomendable alcanzar aumentos alrededor de los 400x.

Muestra en un microscopio biológico
Glóbulos rojos vistos a través del microscopio biológico

El microscopio biológico alcanza estos aumentos mediante un diseño basado en el microscopio compuesto. Es decir, mediante la combinación de dos sistemas de lentes. Un primer aumento se produce en las lentes del objetivo y a continuación la imagen es nuevamente ampliada en las lentes del ocular.

Este diseño los diferencia de los microscopios simples, que son microscopios basados en el aumento de una sola lente y que se conocen comúnmente como lupas.

El aumento total que ofrece un microscopio biológico puede calcularse multiplicando el aumento del objetivo por el aumento del ocular. Por ejemplo, si el objetivo tiene un aumento de 40x y el ocular un aumento de 10x, el aumento total del microscopio será igual a 400x.

Partes del microscopio biológico

En un microscopio biológico puede distinguirse entre las partes que pertenecen al sistema óptico y las partes que pertenecen al sistema mecánico.

El sistema óptico incluye todas las partes y elementos que desvían la luz con para generar una imagen aumentada de la muestra que pueda ser observada por el usuario.

Las partes del sistema mecánico tienen la función de dar estabilidad a la estructura y permiten ajustar la distancia entre los distintos elementos ópticos para enfocar la imagen.

Sistema óptico

Las partes principales del sistema óptico incluyen el foco de luz, el condensador, el diafragma, el objetivo y el ocular.

El foco de luz es la fuente de luz que emite un haz de luz dirigido hacia la muestra. Estos rayos de luz pueden ser más o menos convergentes dependiendo de cómo ajustemos el condensador, una pieza montada directamente encima del foco.

El diafragma nos permite regular la cantidad de luz que atraviesa la muestra. Una vez la luz ha atravesado la muestra llega al objetivo. El objetivo contiene una serie de lentes que constituyen una primer etapa de aumento del microscopio. Normalmente un microscopio viene equipado con tres o cuatro objetivos para poder observar la muestra a distintos niveles de aumento.

Finalmente, la imagen aumentada que genera el objetivo es dirigida hacia los oculares. Los oculares contienen una combinación de lentes que crean un nuevo aumento, normalmente de 10x o 20x. Es a través de los oculares que el usuario del microscopio observa finalmente la muestra.

Sistema mecánico

El sistema mecánico incluye el conjunto de piezas que garantizan una correcta alineación entre todos los elementos ópticos. Las partes principales de este sistema son la base, el brazo, la platina, el tubo, el cabezal, el revólver, el tornillo macrométrico y el tornillo micrométrico.

La base o pie es la parte inferior y más pesada del microscopio. Esto es necesario para dar estabilidad al instrumento. El resto de elementos se montan siempre encima de este elemento principal. Uno de ellos es el brazo, que conecta la base con el tubo.

El tubo es el elemento estructural que mantiene la alineación entre las lentes ópticas del ocular y las del objetivo. A su vez, los objetivos se montan en el revólver, que es una pieza giratoria que nos permite seleccionar el objetivo que queramos en función del aumento deseado. En el otro extremo del tubo encontramos el cabezal, que es la pieza en la que se introducen los oculares.

Otro elemento básico de todo microscopio es la platina. Allí es donde colocamos la muestra que queremos observar. En los microscopios biológicos, la platina tiene siempre un agujero en el centro para dejar pasar la luz y así iluminar la muestra. También es habitual que esté equipada con unas pinzas que permiten fijar el portaobjetos que contiene la muestra.

Finalmente, la posición vertical de la platina respecto al objetivo puede ajustarse con los tornillos macrométrico y micrométrico. El tornillo macrométrico permite un movimiento rápido de la platina mientras que el tornillo micrométrico se utiliza para un ajuste más fino. Es decir, para la fase final del enfoque.

Funcionamiento del microscopio biológico

El principio de funcionamiento del microscopio biológico está basado en las propiedades de refracción de las lentes convergentes.

Las lentes convergentes se caracterizan porque concentran los rayos de luz incidentes en un punto llamado foco. Colocando una muestra a una cierta distancia de una lente convergente es posible observar esta muestra de forma aumentada, así es como funciona una lupa.

Con una sola lente, el aumento total que podemos alcanzar es relativamente bajo. Sin embargo, mediante la combinación de distintas lentes convergentes es posible llegar a alcanzar aumentos cercanos a 1500x. Es decir, podemos observar la muestra 1500 veces más grande de lo que es en realidad.

Este gran aumento se consigue aumentando primero la imagen en las lentes del objetivo y a continuación en las lentes del ocular.

En primer lugar, los rayos de luz provenientes de la muestra son desviados por el objetivo y crean una imagen aumentada que se conoce como imagen real. Esta imagen real es nuevamente deformada por las lentes del ocular. Como resultado, el observador ve una imagen aumentada de la muestra que se conoce como imagen virtual. Este procedimiento está esquematizado en la siguiente imagen:

Funcionamiento óptico del microscopio biológico
Funcionamiento del microscopio biológico

Tipos de microscopios biológicos

Existen distintos criterios para clasificar los microscopios biológicos. A continuación se muestran dos de las distinciones más habituales, una según el número de oculares del microscopio y otra según la distribución de los elementos ópticos.

En función del número de oculares podemos distinguir básicamente entre tres tipos de microscopios biológicos: microscopios monoculares, binoculares y trinoculares:

  • Microscopio biológico monocular: El microscopio monocular es un microscopio con un solo ocular. Esto hace que la muestra sólo pueda ser observada con un ojo. Este microscopio es simple y versátil pero puede ser incómodo para observaciones de larga duración.
  • Microscopio biológico binocular: El microscopio binocular tiene dos oculares y permite observar la muestra con los dos ojos. Esto reduce en gran medida la tensión en los ojos y puede ser mucho más cómodo si es necesario trabajar largas horas con el microscopio.
  • Microscopio biológico trinocular: El microscopio trinocular es muy similar al microscopio binocular pero tiene un tercer ocular para conectar una cámara digital. Esto permite tomar fotografías de la muestra o transmitir la imagen al ordenador en tiempo real.

Dependiendo de la distribución de los elementos ópticos podemos distinguir entre microscopios convencionales y microscopios invertidos.

  • Microscopio convencional: En un microscopio convencional la fuente de luz está situada justo debajo la platina. Los rayos de luz atraviesan la muestra, que a continuación llega al objetivo situado por encima de la platina. Finalmente, la luz llega a los oculares que en este tipo de microscopio están en un punto todavía superior. 
  • Microscopio invertido: En un microscopio invertido la distribución de los elementos ópticos es totalmente opuesta a la distribución de un microscopio convencional. En este caso la fuente de luz está situada por encima la platina. Esto significa que la muestra es iluminada desde su cara superior. Justo debajo de la platina encontramos el objetivo, que finalmente dirige la luz hacia los oculares. Este microscopio es muy adecuado para la observación de muestras biológicas que deben mantenerse hidratadas dentro de un recipiente.
Microscopio biológico convencional
Microscopio biológico convencional
Microscopio biológico invertido
Microscopio biológico invertido

Resumen

  • El microscopio biológico es un microscopio compuesto diseñado y optimizado para la observación de muestras biológicas.
  • El aumento máximo de los microscopios biológicos esta contenido en un rango de entre 400x y 1500x
  • El aumento de 400x es el mínimo recomendable para poder llegar a observar células adecuadamente. El límite de 1500x es debido a la naturaleza de la luz.
  • El funcionamiento de los microscopios biológicos está basado en las propiedades de las lentes convergentes.
  • Las partes principales del microscopio biológico pueden clasificarse según pertenezcan al sistema óptico o al sistema mecánico.
  • Existen distintos tipos de microscopios biológicos que pueden clasificarse según su número de oculares o según la distribución de los elementos del sistema óptico.