Microscopia: o que é, tipos e aplicações
A microscopia é o conjunto de técnicas utilizadas para observar objetos e estruturas muito pequenos, que não podem ser vistos ou analisados em detalhes a olho nu.
Para isso, são utilizados instrumentos chamados microscópios. Esses equipamentos permitem ampliar a imagem de uma amostra e observar estruturas como células, tecidos e microrganismos.
A microscopia é muito importante para a Biologia, pois grande parte das estruturas que formam os seres vivos é pequena demais para ser observada diretamente.
Existem diferentes tipos de microscópios. Entre os mais conhecidos estão o microscópio óptico, que utiliza luz para formar a imagem, e o microscópio eletrônico, que utiliza um feixe de elétrons.
Mas você sabe qual é a diferença entre eles? Para entender isso, primeiro é importante conhecer dois conceitos: aumento e resolução.
O aumento indica quantas vezes a imagem de um objeto foi ampliada. Por exemplo, uma imagem observada com aumento de 100 vezes é apresentada ao observador como sendo 100 vezes maior do que o objeto original.
Já a resolução está relacionada à capacidade de distinguir dois pontos muito próximos como estruturas diferentes. Quanto maior a resolução, menores são os detalhes que podem ser identificados separadamente.
Por isso, aumentar uma imagem não significa necessariamente enxergar mais detalhes. Se o microscópio não tiver resolução suficiente, uma imagem pode ficar maior sem que novas estruturas sejam identificadas.
Neste conteúdo você encontra:
- Breve histórico da técnica
- O que é a microscopia óptica?
- O que é a microscopia eletrônica?
- Microscopia óptica × microscopia eletrônica
- Aplicações da microscopia
Breve histórico da técnica
A história da microscopia começou com o desenvolvimento das lentes, que permitiram ampliar imagens e observar detalhes que não eram percebidos a olho nu. A palavra microscópio surgiu em 1624 e vem do grego mikrós, que significa “pequeno”, e skopein, “observar”.
Os primeiros microscópios surgiram no início do século XVII, embora não exista consenso sobre quem foi exatamente seu inventor. Com o aperfeiçoamento das lentes, esses instrumentos passaram a produzir imagens cada vez mais ampliadas.
Em 1665, o cientista inglês Robert Hooke publicou a obra Micrographia, na qual apresentou observações feitas com um microscópio. Ao analisar uma fina fatia de cortiça, observou pequenos compartimentos e os chamou de células.
Pouco depois, Antonie van Leeuwenhoek aperfeiçoou microscópios simples e os utilizou para observar diferentes estruturas e seres microscópicos, como glóbulos vermelhos, espermatozoides e microrganismos. Essas observações contribuíram para revelar um mundo que até então era invisível ao olho humano.
Ao longo dos séculos XIX e XX, os microscópios ópticos foram aprimorados, principalmente em relação às lentes, à iluminação e à qualidade das imagens.
No século XX, surgiu uma importante inovação: o microscópio eletrônico. Na década de 1930, Ernst Ruska e Max Knoll desenvolveram os primeiros instrumentos desse tipo. Em 1931, Ruska e Knoll conseguiram demonstrar que um feixe de elétrons poderia ser utilizado para produzir imagens ampliadas.
A microscopia eletrônica possibilitou observar detalhes muito menores do que aqueles que podiam ser identificados pelos microscópios ópticos convencionais.
Assim, a evolução da microscopia acompanhou o avanço da Ciência: quanto melhores os instrumentos, maiores foram as possibilidades de investigar o mundo microscópico.
O que é a microscopia óptica?
A microscopia óptica, também chamada de microscopia de luz, é uma técnica que utiliza luz visível e lentes para produzir imagens ampliadas de objetos muito pequenos.
No microscópio óptico, a luz é direcionada para a amostra e passa por ela ou é refletida por sua superfície. Em seguida, a luz chega às lentes objetivas, que formam uma imagem ampliada. Essa imagem é novamente ampliada pela lente ocular, permitindo que o observador veja detalhes que não seriam percebidos a olho nu.
Nos microscópios ópticos compostos, portanto, existem dois conjuntos principais de lentes:
- Objetiva: fica próxima à amostra e é responsável pela primeira ampliação da imagem.
- Ocular: fica próxima aos olhos do observador e amplia novamente a imagem produzida pela objetiva.
Além das lentes, o microscópio possui outros componentes importantes, como a fonte de luz, o condensador, a platina e os mecanismos utilizados para ajustar o foco.
Esse tipo de microscópio é muito utilizado em escolas e laboratórios, principalmente para observar células, tecidos e microrganismos.
Uma das vantagens da microscopia óptica é que determinadas técnicas permitem observar células vivas, acompanhando algumas de suas estruturas e atividades.
Assim, a microscopia óptica é especialmente importante para a Biologia e a Medicina, pois permite estudar estruturas celulares sem a necessidade de utilizar equipamentos tão complexos quanto os microscópios eletrônicos.
O que é a microscopia eletrônica?
A microscopia eletrônica utiliza um feixe de elétrons para produzir imagens, em vez da luz visível utilizada na microscopia óptica.
Essa é uma das principais diferenças entre os dois tipos de microscopia. Enquanto o microscópio óptico utiliza luz e lentes de vidro, o microscópio eletrônico utiliza elétrons e lentes eletromagnéticas para formar e ampliar a imagem.
Mas por que utilizar elétrons?
A luz visível possui um comprimento de onda relativamente grande quando comparado às dimensões de estruturas muito pequenas. Já os elétrons utilizados nos microscópios eletrônicos apresentam características que permitem trabalhar com comprimentos de onda muito menores. Por isso, a microscopia eletrônica consegue alcançar uma resolução muito maior e revelar detalhes que não podem ser distinguidos pela microscopia óptica convencional.
Os microscópios eletrônicos são utilizados principalmente de duas formas: microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV).
Microscopia eletrônica de transmissão
Na microscopia eletrônica de transmissão (MET), um feixe de elétrons atravessa uma amostra extremamente fina.
Os elétrons que atravessam a amostra interagem de diferentes maneiras com suas estruturas. Essas diferenças são utilizadas para formar a imagem, permitindo observar detalhes internos muito pequenos.
Por isso, o MET é utilizado para estudar a estrutura interna das células, incluindo organelas, membranas e outras estruturas que não podem ser observadas com o mesmo nível de detalhe em um microscópio óptico.
Microscopia eletrônica de varredura
Na microscopia eletrônica de varredura (MEV), o feixe de elétrons percorre a superfície da amostra.
Os elétrons que são emitidos ou espalhados pela superfície são detectados pelo equipamento e utilizados para construir a imagem. Como resultado, é possível obter imagens com grande quantidade de detalhes sobre a superfície dos objetos e com uma aparência que evidencia sua forma e relevo.
Por isso, o MEV é muito utilizado para estudar a superfície de células, tecidos, minerais, fósseis, materiais e diversos outros objetos.
Por que o microscópio eletrônico não é usado para observar células vivas?
A microscopia eletrônica exige condições diferentes das utilizadas na microscopia óptica. Os equipamentos convencionais trabalham em vácuo, e as amostras precisam passar por processos de preparação antes da observação. Dependendo da técnica, isso pode envolver fixação, desidratação, cortes muito finos e outros tratamentos.
Por esse motivo, não é possível observar células vivas em um microscópio eletrônico convencional da mesma maneira que em determinadas técnicas de microscopia óptica.
Microscopia óptica × microscopia eletrônica
| Característica | Microscopia óptica | Microscopia eletrônica |
|---|---|---|
| Utiliza | Luz visível | Feixe de elétrons |
| Sistema de lentes | Lentes ópticas | Lentes eletromagnéticas |
| Resolução | Menor | Muito maior |
| Amostras vivas | Podem ser observadas em algumas técnicas | Não são observadas convencionalmente |
| Pode mostrar | Células, tecidos e microrganismos | Estruturas celulares muito pequenas e superfícies detalhadas |
| Principais tipos | Campo claro, contraste de fase, fluorescência etc. | MET e MEV |
Em resumo:
A microscopia óptica utiliza luz para produzir imagens ampliadas, enquanto a microscopia eletrônica utiliza elétrons. Essa diferença permite que os microscópios eletrônicos revelem estruturas muito menores e com maior nível de detalhe.
Aplicações da microscopia
A microscopia é utilizada em diversas áreas da Ciência para observar estruturas que são pequenas demais para serem analisadas a olho nu. De acordo com o tipo de microscópio e a técnica utilizada, é possível estudar desde células e microrganismos até a superfície de materiais e estruturas muito pequenas.
Biologia
Na Biologia, a microscopia é uma ferramenta fundamental para o estudo das células, tecidos e microrganismos. Os microscópios ópticos permitem observar diferentes tipos de células e acompanhar algumas estruturas e processos celulares. Já os microscópios eletrônicos podem revelar detalhes muito menores, como a organização interna das células e características de suas superfícies.
Medicina e Ciências da Saúde
Na Medicina, a microscopia é utilizada para analisar células e tecidos e auxiliar na identificação de alterações presentes em amostras biológicas. Técnicas de microscopia também são importantes em áreas como Histologia, que estuda os tecidos, e Microbiologia, que investiga organismos microscópicos.
A observação microscópica pode, por exemplo, permitir a identificação de características anormais em células ou tecidos e contribuir para pesquisas relacionadas a doenças.
Microbiologia
A microscopia teve um papel fundamental na descoberta e no estudo dos microrganismos. Bactérias, protozoários e outros organismos microscópicos podem ser observados utilizando diferentes técnicas de microscopia.
O trabalho de Antonie van Leeuwenhoek, no século XVII, é um dos primeiros exemplos dessa aplicação. Com seus microscópios, ele observou diferentes organismos microscópicos e ajudou a revelar a existência de um mundo que não podia ser visto a olho nu.
Geologia e Paleontologia
A microscopia também pode ser utilizada para estudar minerais, rochas, sedimentos e fósseis.
Na Geologia, diferentes técnicas permitem analisar características dos minerais e identificar estruturas que não podem ser observadas apenas com os olhos.
Na Paleontologia, a microscopia pode auxiliar o estudo de estruturas microscópicas preservadas em fósseis, como características da superfície de ossos e dentes, além da análise de sedimentos e minerais associados aos fósseis. Técnicas microscópicas também podem contribuir para investigar processos de preservação e alterações ocorridas nos materiais após o soterramento.
Ciência dos Materiais e Nanotecnologia
A microscopia eletrônica também é utilizada para estudar materiais em escalas muito pequenas. Ela permite analisar características de superfícies, estruturas internas e diferentes propriedades de materiais.
Essas aplicações são importantes em áreas como Ciência dos Materiais e Nanotecnologia, nas quais pesquisadores trabalham com estruturas que podem ser muito menores do que aquelas observadas em um microscópio óptico convencional.
Veja também: Citologia: resumo, células e organelas
Referências Bibliográficas
COOPER, G. M. The Cell: A Molecular Approach. NCBI Bookshelf.
FARINA, Marcos. Museu do Microscópio: espaço interativo sobre história, ciência e tecnologia do microscópio óptico. Laboratório de Biomineralização, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro. Material de divulgação científica.
KASVI. Microscopia: a história e evolução dos microscópios. Kasvi, [s.d.]. A página aborda a origem das lentes, os primeiros microscópios, Hooke, Leeuwenhoek, a evolução dos microscópios ópticos e o surgimento da microscopia eletrônica.
NEWBURY, D. E.; WILLIAMS, D. B. The electron microscope: the materials characterization tool of the millennium. Acta Materialia, v. 48, 2000
A imagem 1 foi retirada do trabalho: FARINA, Marcos. Museu do Microscópio: espaço interativo sobre história, ciência e tecnologia do microscópio óptico. Laboratório de Biomineralização, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro. Material de divulgação científica.
A imagem 2 foi retirada do: Instituto Butantan. CONSELHO NACIONAL DE ARQUIVOS. NOBRADE: norma brasileira de descrição arquivística. Rio de Janeiro: Arquivo Nacional, 2006
RIBEIRO, Rafaela. Microscopia: o que é, tipos e aplicações. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/microscopia-o-que-e-tipos-e-aplicacoes/. Acesso em:
