Microscopios: Mirando entre la lente del objetivo y el ocular

¿Te has preguntado alguna vez cómo fue posible que alguien hubiera creado el microscopio en la Edad Media hasta convertirse en el dispositivo refinado que actualmente conocemos? El ingenio del ser humano siempre ha sido sorprendente tanto como la esperanza que le fortalece pese a las malas experiencias durante la vida, así que veamos cómo fue posible este invento.

Un microscopio es un instrumento óptico que se utiliza para observar objetos muy pequeños, normalmente imperceptibles a simple vista, por lo tanto, su principal objetivo es magnificar objetos, expandiendo la imagen lo suficiente como para poderlo observar mejor.

La microscopía y su historia comienzan por el siglo XI por parte de los árabes, con el uso emergente de lentes plano-convexos para magnificar manuscritos. Para lograr el avance y producción de instrumentos capaces de un gran aumento, a lo largo de los años, se necesitaron las ideas y diseños de muchos científicos y académicos. En el siglo XIII, Salvino D’Armato inventó el ocular portátil que permitiría al usuario ver mejor, descubriendo que las piezas de vidrio convexas permitían magnificar lo que se veía.

Durante milenios, la cosa más pequeña que los humanos podían ver era del tamaño del cabello humano hasta que, en el siglo XVI (alrededor del año 1590), se inventó el microscopio y comenzamos a ver un nuevo mundo de microorganismos en el agua, en la comida y en nuestra propia piel. Sin embargo, magnificar objetos con dos lentes de vidrio superpuestos no se originó en la Edad Media en donde ya se usaban las lentes y espejos, sino que se les atribuye la creación tanto al fabricante de gafas holandés Hans Janssen y su hijo Zacharias, gracias a las cartas del diplomático holandés William Boreel, aunque no está claro que ellos hayan sido los auténticos creadores o si fue el óptico Hans Lippershey.

Los primeros microscopios

Los primeros microscopios de Janssen eran compuestos, esto es que ocupan al menos dos lentes: la lente del objetivo se coloca cerca del objeto y produce una imagen que es captada y ampliada por el ocular, la segunda lente. Además, se sabe que tanto fue su ingenio que hasta le colocaron tubos deslizantes para diferentes lentes y tenían un aumento que se podía ajustar entre tres a nueve veces el tamaño real.

Galileo Galilei pronto mejoró el diseño del microscopio compuesto allá por el año 1609. Hizo un microscopio transformando uno de sus telescopios, teniendo una lente divergente como ocular, y una lente convergente como objetivo. Después, el científico inglés Robert Hooke también mejoró el microscopio y exploró varios tipos de estructura. De esta manera, los primeros microscopios compuestos proporcionaron más aumento que los microscopios de una sola lente; sin embargo, también distorsionaron más la imagen.

Fue hasta el año 1670 en que el científico holandés Antoine van Leeuwenhoek diseñó microscopios de lente única de alta potencia (podían aumentar más de 200 veces más que el tamaño real), con los cuales fue el primero en describir los espermatozoides de perros y humanos, aunque también estudió levaduras, glóbulos rojos, bacterias de la boca y protozoos. Estos microscopios de lente única siguieron siendo populares hasta bien entrada la década de 1830, con las mejoras que se presentaron en los mismos. Los demás científicos también estaban desarrollando nuevas formas de preparar y contrastar sus especímenes.

Avances hasta la modernidad

A principios del siglo XIX, Joseph von Fraunhofer pudo reducir aún más las aberraciones de la imagen al realizar mejoras considerables en la calidad del vidrio utilizado para la óptica del microscopio. En 1873, Ernst Abbe proporcionó la base científica para producir potentes microscopios en serie ya que, antes de eso, las lentes siempre se hacían por ensayo y error, en vez de un cálculo exacto por medio de la Óptica. Sólo unos años después, August Koehler desarrolló la “iluminación Koehler”, que estandarizó la iluminación del microscopio y sigue siendo un procedimiento de iluminación generalmente aceptado hasta el día de hoy.En el año 1882, el médico alemán Robert Koch presentó su descubrimiento del bacilo responsable de la tuberculosis, pasando de utilizar su técnica de tinción para aislar las bacterias responsables del cólera, y de esta manera siguieron mejorando los microscopios hasta acercarse a un límite a principios del siglo XX porque un microscopio óptico (de luz) tradicional no podía mostrar objetos más pequeños que la longitud de onda de la luz visible.

Llegando a la primera mitad del siglo XX, muchos descubrimientos sentaron las bases para las técnicas modernas de microscopía. Fue en el año 1931 cuando los científicos alemanes Ernst Ruska y Max Knoll superaron esta barrera teórica con el microscopio electrónico. Georges Nomarski inventó otra técnica de contraste microscópico llamada interferencia diferencial contrast que, al igual que el contraste de fase, todavía se usa ampliamente en la actualidad. Finalmente, en 1990, Stefan Hell, quien desarrolló técnicas de fluorescencia de superresolución, introdujo el último avance revolucionario en microscopía óptica que hizo posible resolver estructuras tan pequeñas como unos pocos nanómetros, recibiendo así el Premio Nobel de Química 2014 junto con Eric Betzig y William Moerner por el desarrollo de microscopía de fluorescencia súper resuelta.

Microscopios en la actualidad

Hoy en día, los laboratorios pueden usar etiquetas fluorescentes o filtros polarizados para ver muestras, o usan computadoras para capturar y analizar imágenes que no serían visibles para el ojo humano. Hay microscopios reflectores, microscopios de contraste de fase, microscopios confocales e incluso microscopios ultravioletas. Los microscopios modernos pueden incluso obtener imágenes de un solo átomo.

Los microscopios ahora se ocupan de forma diaria en la observación de bacterias, microbios, así como en el desarrollo de nuevos químicos y medicinas para combatir enfermedades. Es importante mencionar que ahora los microscopios comunes permiten observar con claridad objetos de hasta un micrómetro (0.000001 metros) y los más potentes permiten hasta los nanómetros. ¿Te interesa saber más? ¡Es perfecto! Tal vez la nanotecnología te termine gustando más de lo que crees.

 

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