Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
LABORATORIO BIOLOGÍA I Práctica 4 MICROSCOPÍA (Elaborado por L. Spencer, V. Sandoya y E. Zacarias) 1. INTRODUCCIÓN El microscopio es un instrumento de laboratorio que sirve para observar y amplificar objetos que son muy pequeños e imperceptibles a simple vista. Los primeros registros de instrumentos para amplificar imágenes datan desde hace 1000 AD, con el uso de esferas de vidrio. Sin embargo, fue en 1590 cuando Zacharias Janssen y su hijo Hans Janssen experimentaron con múltiples lentes colocados en un tubo, observando que los objetos vistos frente al tubo aparecían muy ampliados, creando de esta forma al precursor del microscopio compuesto. En 1665, el físico inglés Robert Hooke creó el primer microscopio compuesto, el cual utilizaba dos sistemas de lentes, oculares y objetivos, y gracias a este sistema pudo observar “poros” o “celdas” en astillas de corcho. En 1674, Anton Van Leeuwenhoek construyó un microscopio simple con solamente un lente para examinar muestras de sangre, levaduras, insectos y otros objetos pequeños; inventó nuevos métodos para mejorar las lentes del microscopio y fue la primera persona en describir bacterias. En el siglo XVIII estos instrumentos mejoraron gracias a las innovaciones técnicas, y la microscopia se volvió más popular entre los científicos. Se combinaron lentes para reducir el efecto cromático que resulta de la refracción de la luz. Es así que en 1830, Joseph Jackson Lister inventó un microscopio que redujo las aberraciones esféricas o el efecto cromático, mostrando que varias lentes delgadas usadas juntas a ciertas distancias mejoraban la ampliación sin deformar la imagen. En 1872, Ernst Abbe escribió una fórmula matemática para permitir máxima resolución en los microscopios. Aunque no se tiene la certeza de quién realmente invento el microscopio, los aportes de varios modelos y modificaciones, que surgieron a través del tiempo, sirvieron para desarrollar el microscopio óptico compuesto actual, basado en un sistema de lentes y fuentes de iluminación que nos permite amplificar la imagen de objetos hasta 1000 veces su tamaño original. En la actualidad, además del microscopio óptico compuesto, existen otros tipos de microscopios. El microscopio electrónico (ME), creado por los científicos alemanes Ernst Ruska y Max Knoll, 1931, utiliza electrones en lugar de la luz para ver un objeto. Los electrones son acelerados en el vacío hasta que su longitud de onda es extremadamente más corta que la de los fotones visibles. Tiene una resolución entre 1 mm y 1 nm, ideal para determinar estructuras a nivel molecular y atómico. Existen dos tipos de ME: el ME de transmisión, fue el primero en desarrollarse, obtiene imágenes mediante un haz de electrones dirigido hacia la muestra a través de un electroimán; y el ME de barrido, que obtiene imágenes topográficas en 3D mediante un haz de electrones que choca con un metal conductor que cubre la muestra (generalmente oro coloidal). Otro tipo de microscopio es el llamado estereoscópico o estereoscopio, útil para la observación de objetos muy pequeños a simple vista y demasiado grandes para ser observados con un microscopio compuesto. Su magnificación puede ir de 5X a 60X. Es un instrumento que genera imágenes en tres dimensiones, consta de cuatro pequeños espejos, ubicados de forma que al verse montadas una sobre otra dan el efecto estereoscópico o tridimensional. El microscopio de luz polarizada o polarizador, utiliza un campo claro al que se le aplica diferentes filtros para modificar la luz. Se denomina también microscopio petrográfico o metalúrgico, por su uso para el estudio de minerales. Esta técnica emplea tanto la luz transmitida como la luz incidente para obtener imágenes birefrectantes. Por otro lado, el microscopio de contraste de fase, creado por Frits Zernike, en 1930, se basa en crear interferencias de luz para aumentar el contraste entre las partes claras y oscuras del objeto observado; por lo tanto, las variaciones en el índice de refracción de la muestra permiten visualizar detalles finos de su estructura. Este microscopio ha sido una herramienta muy útil en el estudio de la biología celular. El microscopio epifluorescente, se basa en la propiedad de los fluoróforos o fluorocromos, los cuales absorben luz a una longitud de onda dada y emiten otra luz en una longitud de onda larga. Los fluoróforos son moléculas que tienen la propiedad de emitir fluorescencia a cierta longitud de onda. Los fluorocromos son marcadores colorantes fluorescentes utilizados para detectar el objeto observado en el microscopio epifluorescente. La Tabla 1 muestra algunos de los fluorocromos más utilizados. Tabla 1. Longitud de onda de absorción y emisión de diferentes fluorocromos. Fluorocromo Longitud de onda de absorción (nm) Longitud de onda de emisión (nm) DAPI 359 461 Fluoresceína (FITC) 494 520 Rodamina (TRITC) 540 570 Naranja de acridina 460–502 526–650 Yoduro de propidio 536 617 Por último, el microscopio confocal o láser de barrido está basado en el microscopio fluorescente y fue inventado por el científico estadounidense Marvin Minsky, en 1955, para estudiar el tejido neuronal. Permite observar cortes ópticos finos seriados en 3D, de planos definidos del objeto en observación, eliminando la fluorescencia de otras regiones que no estén en el plano de enfoque. 1.1 Microscopio compuesto y estereoscopio Están compuestos de partes mecánicas y partes ópticas. 1.1.1 Partes mecánicas Base o pie: Soporte donde reposa el instrumento. Da estabilidad al microscopio. Columna: Une el pie con la platina y la cabeza. Sostiene además el condensador y el diafragma. Tubo: Porta el ocular y los objetivos. Platina: Superficie que sostiene el portaobjeto con su cubreobjetos, el cual contiene las preparaciones a ser observadas. Cabezal: Proporciona soporte a los lentes oculares y los objetivos. Tornillos macrométrico y micrométrico: Permiten los movimientos para un ajuste fino del enfoque, para obtener una imagen clara. Revólver: Sistema giratorio conectado con el tubo, porta los lentes objetivos para diversos aumentos. Pinzas: Par de piezas rectangulares ubicadas sobre la platina, sostienen al portaobjeto en una posición fija. 1.1.2. Partes ópticas Oculares: Son lentes dispuestos en la parte superior del tubo, a los cuales el observador puede acercar su ojo. Su aumento puede ser de: 6X, 10X, 15X. Objetivos: Son lentes de diferentes aumentos situados en el revólver, que se encuentra en el otro extremo del tubo. Existen objetivos de: escaneo (3.2X, 4X), menor aumento, que son cortos (8X, 10X), y mayor aumento, que son largos (40X, 44X). Puede existir además el objetivo de inmersión (100X a 150X), su uso obligatoriamente requiere la aplicación de una gota de aceite de inmersión. Condensador: Lente que concentrar el haz luminoso hacia la preparación. Diafragma: Abertura que regula la cantidad de luz que ingresa hacia la preparación. Permite controlar la apertura del haz de luz. Espejo o luz incorporada: Proporciona la luz que llega hasta la muestra y al sistema óptico del microscopio. Existe un espejo plano por un lado y cóncavo por el otro, para ser usados cuando se disponga de abundante o escasa luz, respectivamente. La luz incorporada corresponde a un foco de luz eléctrica adaptado en el lugar que ocupa el espejo. 1.1.3 Funciones de los componentes Amplificación: Esta función permite incrementar el tamaño aparente de un pequeño objeto observado por el sistema de lentes. Se trabaja con un sistema de dos lentes, donde la imagen real formada por el lente objetivo es aumentada por los oculares; por lo tanto, la imagen final alcanzada por el ojo presenta un aumento total que es el producto de las amplificaciones o aumentos de las dos lentes que han sidousadas. Por ejemplo, la amplificación total de una imagen observada con un objetivo 40X y un ocular 10X, es igual al aumento del objetivo multiplicado por el aumento del ocular (40X*10X=400X); significa que la imagen original aumentó su tamaño 400 veces. Resolución: La segunda función del microscopio es aumentar la resolución de la imagen. Se entiende por resolución a la capacidad de distinguir dos puntos como objetos separados. Podemos mejorar la resolución usando aceite de inmersión. 1.1.4 Cuidados generales Bajo ninguna circunstancia usted debe remover alguna de sus partes o intentar repararlo. Si usted tiene alguna dificultad operativa, pregunte a su instructor. Nunca fuerce las partes mecánicas. Si su microscopio presenta daño, perdida o mal funcionamiento de algunas de sus partes, repórtelo inmediatamente. El microscopio está protegido por un cobertor que lo protege del polvo. Remueva con cuidado el cobertor de forma vertical. Para incrementar el tiempo de vida del foco, evite encender y apagar frecuentemente el microscopio. Los lentes deben limpiarse UNICAMENTE con papel para lentes (evita rayarlos). Use papel toalla sólo para limpiar la platina, pinzas y las láminas o placas sobre las cuales colocará la muestra, pero NUNCA PARA LOS LENTES. Asegúrese de que el objetivo de 100X NO mantenga aceite de inmersión al finalizar la práctica. Cuando transporte el microscopio hágalo con ambas manos, una colocada en la base y la otra sosteniendo el brazo del microscopio. Antes de colocar el microscopio en la mesa de trabajo, verificar que tenga un espacio amplio. 1.1.5. Forma de uso Mantener ambos ojos abiertos cuando se aproxime a los oculares. Enchufe el cable de alimentación a una toma de corriente y encienda el microscopio. Inicie siempre las observaciones con el objetivo de escaneo (4X). Antes de colocar la placa, verificar que se encuentre limpia, de lo contrario limpiar suavemente la superficie con papel toalla. Tratar de colocar la placa preparada con la muestra ubicada en el centro del área del campo visual. Asegurarse que la placa quede bien ajustada en la platina. Mientras observa a través del ocular, mueva la platina hacia arriba utilizando el tornillo macrométrico (macro), hasta poder visualizar claramente la muestra. Si no puede verlo, vuelve a centrar la lámina y repita el procedimiento. Manipule el macro lentamente para no perder el enfoque. Un enfoque más nítido se logra girando la perilla micrométrica (micro) lentamente. Para cambiar de objetivo, siempre colocar la muestra en el centro del área de campo visual, de lo contrario se perderá la visualización al pasar a un aumento superior, ya que este campo se hará más pequeño. Girar el revólver hacia el siguiente objetivo superior, siguiendo la secuencia (10X, 40X). Para utilizar el objetivo a 100X, primero alejar la muestra bajando la platina hasta el tope utilizando el macro (NO MOVER LA MUESTRA), colocar una gota de aceite de inmersión en el centro de la muestra, girar el revólver hacia el objetivo a 100X y subir la platina lentamente hasta tocar, ligeramente, el aceite con el objetivo. Después de usar, limpiar con papel para lentes. Para observar otra placa, primero gire el revólver hacia el objetivo 4X, luego baje la platina hasta el tope y sólo en ese momento cambie de preparación microscópica. Para guardar el microscopio, siguiendo el procedimiento anterior, retire la placa y limpie la platina y lentes (con el respectivo papel). Asegúrese de siempre dejar el microscopio en el objetivo de escaneo. Enrolle el cable de electricidad siguiendo su curvatura normal, sin forzarlo. 1.1.6. Problemas y soluciones comunes ¡La imagen es muy oscura!: Puedes ajustar el diafragma. También asegúrese de que su luz esté encendida. ¡Hay una mancha en mi campo de visión!: Su lente está sucio. Utilice un papel para lentes y limpie cuidadosamente el objetivo y la lente ocular. El lente ocular se puede retirar para limpiar su interior. ¡Pida ayuda al profesor! ¡No puedo ver nada con el lente de mayor aumento!: Recuerde los pasos, si no puede enfocar nada con el lente de escaneo (4X), peor aún podrá enfocar la muestra con el de mayor aumento. ¡Solo la mitad de mi campo de visión está iluminado, parece que hay una media luna en mi campo visual!: Es probable que el lente objetivo no se encuentre completamente en su lugar. (escuche un clic! al ajustar los lentes objetivos). ¡Veo mis pestañas!: Estás demasiado cerca de los lentes oculares. Mueve tu cabeza un poco. 2. OBJETIVOS Conocer las partes mecánicas y ópticas del microscopio óptico y del estereoscopio y sus respectivas funciones. Aprender a utilizar adecuadamente el microscopio óptico y el estereoscopio. Enfocar varias muestras en el microscopio óptico y en el estereoscopio. 3. MATERIALES Microscopio óptico compuesto Leica DM300 Estereoscopio Leica EZ4 Aceite de inmersión Papel para lentes Papel toalla Muestras de hojas y flores colectadas fuera del laboratorio Láminas fijas de: - Zea mays (stem) - Cucurbita sp. (stem) - Allium cepa (epidermis) - Amoeba proteus - Paramecium sp. (in fussion) - Euglena viridis - Penicillium sp. - Saccharomyces sp. - Volvox sp. - Human-Homme sperm - Human-Homme blood 4. PROCEDIMIENTO Realizar el trabajo grupal indicado en el Anexo 1; para lo cual, deberá previamente identificar las partes mecánicas y ópticas del microscopio óptico y del estereoscopio. 5. BIBLIOGRAFÍA 1. Lodish H., Kaiser C.A., Bretscher A., Amon A., Berck A., Krieger M., Ploegh H. and Scott M. P. (2014). Molecular Cell Biology. 6th edition. 2. Reece, J. B., Taylor, M. R., Simon, E. J. & Dickey, J. L. (2012). Biology: concepts & connections, 7th edition. Pearson, IL, USA. 6. ANEXOS 1. ACTIVIDAD GRUPAL Fecha: Paralelo: Nombres: 1. 2. 3. 4. 5. Desarrolle: 1.- Escriba los nombres de las partes del microscopio óptico (Leica DM30) y estereoscopio (Leica EZ4). Microscopio óptico Leica DM30 Estereoscopio Leica EZ4 2.- Observe en el microscopio óptico tres muestras de láminas fijas, con los objetivos: 4X, 10X, 40X y 100X, y realice los respectivos dibujos. Coloque la información necesaria para identificar cada muestra, incluyendo: procedencia de la muestra, especie, objetivo, ocular y cálculo de la amplificación total de cada imagen). 3.- Colecte tres muestras de distintas partes de una planta (e.g. flores, hojas, semillas), colóquelas en el estereoscopio, observe, y realice los respectivos dibujos. Coloque la información necesaria para identificar cada muestra, incluyendo: procedencia de la muestra, especie, objetivo, ocular y cálculo de la amplificación total de cada imagen). 4.- Describa todos los pasos necesarios para observar una lámina preparada, desde que se retira el microscopio del estante hasta que se lo regresa a su lugar.
Compartir