Microscopi: ottici, a trasmissione e a scansione

L'inizio dello studio delle cellule

Lo studio delle cellule ebbe inizio nel 1660, quando il fisico e naturalista inglese Robert Hooke perfezionò lenti e sistemi di illuminazione che permettevano l'osservazione di piccoli dettagli. Hooke puntò le sue lenti su aculei, piume, squame di pesci e su diversi insetti. Quando osservò un frammento di sughero, la corteccia di un tipo di quercia, notò che era suddiviso in piccoli compartimenti. Li chiamò cellule, dalla parola latina che indica le stanze dove i monaci studiano e pregavano. Hooke fu il primo a osservare il contorno di una cellula, anche se non si rese conto del significato delle sue osservazioni. La sua scoperta diede origine a quella branca della scienza che adesso si chiama biologia cellulare.

Nel 1793, l'olandese Antoni van Leeuwenhoek migliorò ulteriormente le tecniche di fabbricazione delle lenti. Nel suo strumento c'era una lente sola, ma produce un'immagine più nitida e ingrandita rispetto alla maggior parte dei microscopi a due lenti dell'epoca.

Sviluppi nei microscopi ottici

La maggior parte delle cellule è invisibile a occhio nudo, e per questo lo studio della vita a livello cellulare e molecolare richiede strumenti capaci di ingrandire.

I microscopi ottici sono ideali per ottenere immagini a colori di cellule vive o fissate con un conservante . Visto che la luce deve attraversare gli oggetti per svelarne la struttura interna, è necessario che i campioni siano trasparenti o preparati in sezioni (o fette) molto sottili.

Esistono due modelli: il microscopio composto e il microscopio confocale. Il primo focalizza la luce visibile sul campione mediante due o più lenti; i più potenti ingrandiscono fino a 1600 volte, con una risoluzione di circa 200 nm. Il secondo invece usa un fascio di luce bianca su una piccola porzione del campione da osservare. Combinando più immagini confocali possiamo ottenere spettacolari visualizzazioni tridimensionali,

Microscopi elettronici e loro vantaggi

I microscopi elettronici a trasmissione inviano un fascio di elettroni attraverso il campione da osservare, usando un campo magnetico per focalizzare il fascio. Questo proietta un'immagine bidimensionale ad alta risoluzione, che mostra i dettagli interni degli oggetti osservati. I microscopi a trasmissione ingrandiscono fino a 50 milioni di volte, con una risoluzione inferiore a 1 angstrom (10-10 m).

Il microscopio elettronico a scansione invia un fascio di elettroni sulla superficie di un campione tridimensionale metallizzato, ossia ricoperto da uno strato conduttore, Le relative immagini hanno una risoluzione minore rispetto a quelle prodotte dal microscopio a trasmissione: l'ingrandimento massimo è di 250000 volte, con una risoluzione tra 1 e 5 nm. Il vantaggio principale del microscopio a scansione è la possibilità di mettere in risalto fessure e trame sulla superficie dei campioni.