Microscopio para laboratorio

Tan diferentes como pueden ser las muestras que se examinan y evalúan en un laboratorio, tan diferentes son los requisitos de un microscopio de laboratorio. Los microscopios puramente ópticos se siguen utilizando con mucha frecuencia para muchas aplicaciones de laboratorio. Esto es especialmente cierto cuando las anomalías, los componentes no deseados o el número de determinadas partículas detectadas con el microscopio de laboratorio se registran simplemente en formularios y no se requiere una copia de la imagen ampliada. Por ejemplo, al examinar el agua potable, no solo se registra la legionela cualitativamente bajo el microscopio del laboratorio, sino también cuantitativamente.

Incluso en muchos exámenes médicos o de materiales suele ser suficiente un examen óptico sin la necesidad de almacenar o transmitir los datos de la imagen. Sin embargo, la tendencia para muchas tareas es utilizar un microscopio de laboratorio con equipo digital. Un microscopio de laboratorio que integra un pantalla donde puede visualizar un objeto aumentado no sólo es ventajoso para la postura y la vista del usuario. También puede almacenar las imágenes digitales, procesarlas y enviarlas con mucha más facilidad. En las siguientes secciones se analizan brevemente algunas de las diferencias de los modelos digitales.

Área de trabajo fija o flexible con un microscopio de laboratorio
Por regla general, un microscopio de laboratorio tiene un área de trabajo fija definida. Es en ese área donde se debe colocar el objeto para poder captar los detalles relevantes. Aquellos objetos que no puedan introducirse en la zona de trabajo de los microscopios con un soporte, debido a su tamaño o por otras razones, podrán ser examinados con un microscopio digital móvil de luz reflejada. Estas versiones móviles pueden dividirse en dispositivos que tienen su propio monitor y modelos en los que la imagen ampliada se muestra en un ordenador o portátil. Mientras que los primeros pueden colocarse con total libertad, en el caso de los segundos hay que tener en cuenta la conexión al PC o el portátil. Ambos tipos de microscopio son adecuados para examinar la superficie del objeto en un laboratorio, objetos que pueden o no deben ser troceados o triturados. Por ejemplo, puede examinar con este tipo de microscopios roturas de grandes piezas, cuadros valiosos o cualquier otro objeto.

Iluminación de un microscopio digital
El tipo y la disposición de la iluminación influyen de forma decisiva en el reconocimiento de la imagen ampliada. En el microscopio sólo se crea una imagen del objeto a través de los rayos de luz que entran en el objetivo. En función de las diferencias de transparencia, color y brillo de la muestra que se va a observar, se utilizan diferentes tipos de microscopía de luz transmitida o reflejada. Los sustratos contrastados, los filtros y aperturas especiales, la desviación de la luz o la adición de luz ultravioleta permiten hacer visibles detalles que de otro modo no lo serían.

Imágenes 3D con un microscopio de laboratorio
Para que los objetos ampliados se perciban en tres dimensiones, dos lentes compensadas deben proporcionar imágenes que se superpongan para formar una sola imagen. Dependiendo de cómo se realice esta superposición, puede ser necesaria una pantalla especial y el uso de gafas 3D para ver las imágenes espaciales. Un microscopio digital de laboratorio con función 3D suele ofrecer un rango de trabajo comparativamente amplio. Esto permite realizar trabajos delicados directamente bajo el microscopio y supervisarlos constantemente en la pantalla.

Aumentos y resolución de imagen de un microscopio de laboratorio
En el microscopio digital de laboratorio, los aumentos vienen determinado no sólo por la lente de la cámara, los objetivos adicionales y el tubo, sino también por el sensor de imagen de la cámara y la posible resolución del monitor utilizado. Un mayor aumento no proporciona ningún detalle adicional a las imágenes digitales si el número de píxeles es bajo, sino sólo el aumento de los píxeles. Dado que la ampliación reduce en consecuencia el área visualizada de la muestra, es importante determinar de antemano qué ampliación es la adecuada para las tareas previstas. También es necesario establecer con claridad el grado de detalle de las imágenes. Algunos fabricantes especifican en los datos técnicos el tamaño de los píxeles que el microscopio de laboratorio puede captar con el chip de la cámara incorporada, o cuántos pares de líneas por milímetro se pueden distinguir.

Interfaz de un microscopio de laboratorio digital
Los puertos habituales de un microscopio de laboratorio digital incluyen la interfaz USB para la transferencia de datos. Algunos modelos también ofrecen una conexión para un monitor adicional independiente a través de una interfaz AV, DVI, VGA o HDMI. Los modelos de dispositivos que se utilizan sin un PC o portátil también pueden estar equipados con conexiones para elementos de manejo como un ratón de ordenador y un interruptor de pie. Algunas de estas unidades también tienen una conexión de red a través de la cual las imágenes pueden ponerse directamente a disposición de otras personas que tengan acceso a la red.

Software con funciones especiales para medir en la imagen
Con frecuencia un microscopio digital de laboratorio incluye un software especial que facilita el funcionamiento del microscopio y el almacenamiento y la transferencia de datos de imágenes. Las funciones especiales incluyen, por ejemplo, la inserción de marcas y textos explicativos en imágenes y vídeos, así como la medición de longitudes en la pantalla. Con algunos dispositivos, también es posible mostrar otra imagen como plantilla para poder comparar y evaluar los detalles más fácilmente.

Cada vez más instituciones de investigación especializadas están equipadas con un microscopio de laboratorio especial que puede detectar y evaluar incluso las estructuras más pequeñas. En febrero de 2021, por ejemplo, los investigadores de las universidades de Giessen y Bielefeld (Alemania) utilizaron su microscopio de laboratorio, que funciona con iones de helio, para visualizar los coronavirus, que tienen un tamaño de solo unos 100 nanómetros, en las células renales de un mono infectado con el SARS-CoV-2. A diferencia de un microscopio electrónico de barrido, en el que los electrones exploran la superficie, este microscopio de laboratorio no requiere que la muestra esté recubierta con una capa eléctricamente conductora. A diferencia de otros métodos utilizados, el microscopio de iones de helio permite una visión directa de la superficie 3D y ofrece una mayor resolución y profundidad de campo. Por supuesto, las imágenes que permite este microscopio de laboratorio se documentan y se comparten con otros científicos. Esto permite coordinar otros estudios teniendo en cuenta los resultados actuales y avanzar más rápidamente en la contención de la replicación viral.

En la Cátedra de Materiales Metálicos de la Universidad de Jena se instaló en el verano de 2019 un microscopio de laboratorio que puede alcanzar resoluciones para visualizar átomos individuales. Con una resolución de 80 picómetros o 0,8 Angström (diez millones de Angström equivalen a un milímetro) y los espectrómetros adicionales, era probablemente el mejor microscopio de laboratorio para el análisis químico en Europa en ese momento. El microscopio electrónico de transmisión tiene una lente de corrección especial que compensa los errores de imagen de las lentes magnéticas. Este microscopio de laboratorio bastante inusual se utilizará, entre otras cosas, para investigar los procesos de transformación de fases y la formación de diversas estructuras moleculares en las aleaciones.

En la Universidad de Ulm también se utiliza un microscopio electrónico de transmisión de muy alta resolución. En diciembre de 2017 se inauguró oficialmente el microscopio de laboratorio de cuatro metros de altura, que pesa varias toneladas y que se completó tras años de desarrollo. Funciona con bajo voltaje, de modo que los biomateriales que reaccionan sensiblemente a los electrones también pueden ser microscopiados con él. Este microscopio de laboratorio único ofrece a la Universidad de Ulm, que desempeñó un papel importante en su desarrollo, la oportunidad de establecerse como uno de los principales centros de investigación en el campo de la microscopía. En muchos ámbitos en los que antes era imposible visualizar los detalles más pequeños, este microscopio de laboratorio de baja tensión ofrece nuevas posibilidades.