El microscopio de contraste de fases es un tipo de microscopio que permite observar muestras vivas sin necesidad de usar técnicas de tinción. Este microscopio se basa en la existencia de una diferencia de fases entre las distintas ondas de luz que pasan a través de la muestra para generar la imagen de la observación.
¿Cómo se originó este microscopio?
La microscopía de contraste de fases fue inventada por el físico neerlandés Frits Zernike en 1932. Este gran invento hizo que le concedieran el premio Nobel de Física en 1953. La principal dificultad en la observación de células vivas era que estas son prácticamente transparentes. Por esto, si se miraban a través de un microscopio convencional con luz transmitida resultaba muy difícil o incluso imposible observar sus detalles y estructuras microscópicas. La solución habitual a este problema era utilizar técnicas de tinción.
El problema en la utilización de colorantes es que muchas veces su adición es incompatible con la vida de las células. Por esto, si bien son adecuados para observar células muertas, su uso es muchas veces limitado cuando se quieren mantener las células con vida.
Para este tipo de observaciones se creó el microscopio de contraste de fases. Este microscopio manipula la luz de tal forma que es posible aumentar el contraste de la muestra observada. De este modo es posible observar estructuras que son invisibles a través de un microscopio convencional.
¿Cuáles son las aplicaciones de este microscopio?
El microscopio de contraste de fases es un instrumento para poder observar todo tipo de muestras vivas (células, microorganismos, tejidos) sin necesidad de utilizar colorantes. La invención de este microscopio resultó en grandes avances en el campo de la biología ya que permitió la observación de procesos biológicos desconocidos hasta el momento.
Funcionamiento del microscopio de contraste de fases
El microscopio de contraste de fases funciona de forma similar a un microscopio compuesto convencional pero incluye también algunos elementos adicionales que le permiten detectar los cambios en las fases de las ondas.
En primer lugar hay un foco o fuente de luz que ilumina la muestra. Cuando esta luz atraviesa la muestra, sus ondas se ven afectadas de distintas formas. En consecuencia, estas ondas de luz se dividen en dos partes, conocidas como luz de iluminación y luz dispersada.
La luz de iluminación es la luz que atraviesa la muestra sin experimentar ningún cambio. El resto de ondas, conocidas como luz dispersada, experimentan un cambio de fase debido al índice de refracción del espécimen en la muestra. Esto es debido a que la luz viaja de forma un poco más lenta mientras pasa a través del espécimen. En consecuencia, cuando la luz sale de la muestra existe una diferencia de fase entre las ondas de la luz de iluminación y las de la luz dispersada.
Este microscopio aprovecha las pequeñas diferencias de los índices de refracción en las distintas partes de una célula y en distintas partes de una muestra de tejido. La luz que pasa por regiones de mayor índice de refracción experimenta una deflexión y queda fuera de fase con respecto al haz principal de ondas de luz que pasaron la muestra. Aparea otras longitudes de onda fuera de fase por medio de una serie de anillos ópticos del objetivo y del condensador, anula la amplitud de la porción fuera de fase inicial del haz de luz y produce un contraste útil sobre la imagen. Las partes oscuras de la imagen corresponden a las porciones densas del espécimen; las partes claras de la imagen corresponden a porciones menos densas.
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