Principali strumenti di indagine morfologica

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Il microscopio è uno strumento che consente di ingrandire gli oggetti e di vedere oltre le capacità dell'occhio umano. Il microscopio può essere di tipo ottico, basato sull'osservazione tramite luce visibile, oppure elettronico, basato sull'osservazione tramite fasci di elettroni. Esistono però molti altri tipi di microscopi che sfruttano diversi principi. I primi strumenti efficaci, nell'ambito dei microscopi di tipo ottico, vennero costruiti intorno alla fine del XVI secolo anche se l'origine esatta non è del tutto nota. Galileo definiva lo strumento un "occhialino per vedere le cose minime". Tra i primi scienziati ad utilizzare questo strumento fu Robert Hooke, noto per aver attribuito il nome alle ormai famosissime "Cellule".

DIFFERENZA TRA POTERE DI RISOLUZIONE ED INGRANDIMENTO

Ingrandimento con semplice lente

• Il Potere di risoluzione è la minima distanza tra due punti distinti, al di sotto della quale essi vengono percepiti come un unico punto. Per un occhio umano tale distanza è di circa 0,2 mm, per un microscopio ottico in luce visibile 0,2 μm, per un microscopio elettronico a 0,1 nm.

Ingrandimento ad alto potere risolutivo

•  L'Ingrandimento è la capacità di ingrandire semplicemente un oggetto ma senza consentire di distinguere maggiori dettagli.

Per fare un esempio possiamo paragonarli alla differenza tra zoom ottico e zoom digitale. Con lo
zoom ottico è possibile integrare l'immagine con aggiunta di maggiori dettagli mentre con quello digitale si ottiene solamente l'ingrandimento dei pixel senza variare il numero di dettagli visibili.

I microscopi si dividono sommariamente, a seconda del sistema adoperato per indagare il campione, in microscopi ottici, microscopi elettronici, microscopi binoculari da dissezione (o stereo-microscopi) ed altri ancora.

• I microscopi ottici più diffusi usano come sorgente la luce visibile anche se in realtà dovrebbe intendersi in senso generale come radiazione elettromagnetica dall'infrarosso all'ultravioletto. Ha una risoluzione molto minore rispetto al microscopio elettronico ma è generalmente economico e fornisce immagini a colori anche di organismi viventi. Con il microscopio ottico si possono ad esempio distinguere i batteri. Anche se alcuni microscopi ottici garantiscono anche prestazioni migliori come lo SNOM (Scanning Near-Field Optical Microscope)che permette di raggiungere risoluzioni fino a 200 nm.(In pratica migliora la visione a occhio nudo di 500 volte).

Microscopio Ottico

• Il microscopio elettronico a trasmissione (TEM) utilizza come sorgente un fascio di elettroni invece della luce, ha risoluzione molto maggiore di quello ottico e permette di rilevare, oltre all'immagine, anche numerose altre proprietà fisiche del campione, ma non fornisce immagini in vivo ed è molto complesso e costoso. All'interno della colonna centrale del TEM gli elettroni devono passare nel vuoto quasi assoluto, quindi in assenza di aria. Le immagini, ottenute possono essere in bianco e nero o a falsi colori. È quasi mille volte più potente del microscopio ottico ed ha una risoluzione che si spinge, in casi estremi, fino a 0,05 nanometri.

• Il microscopio elettronico a scansione(SEM), al contrario di quello a trasmissione, ricava l'immagine illuminando con un fascio di elettroni un oggetto anche relativamente grande (un insetto per esempio) e rilevando gli elettroni secondari riflessi, e può quindi fornire immagini 3D. Può analizzare solo oggetti conduttori o semi-conduttori. Gli oggetti organici devono quindi essere prima rivestiti con una sottile lamina d'oro. Questo strumento ha la necessità di operare in condizioni di vuoto elevato: per questo è stato sviluppato il microscopio elettronico ambientale a scansione che, libero da questo vincolo, è in grado di analizzare campioni di materiale organico controllando e modificando a piacimento le condizioni di temperatura, pressione ed umidità. Un elemento che differenzia in SEM dal TEM è l'impossibilità di penetrare all'interno dei tessuti studiati, gli elettroni infatti, riflettendosi sulla lamina d'oro fanno si che si possa studiare solo la superficie con estrema precisione (cosa impossibile con il TEM).

SEM

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