terça-feira, 11 de abril de 2023

Microscópio e técnicas de microscopia


O microscópio é uma ferramenta essencial na ciência e na medicina, permitindo a observação de detalhes microscópicos em amostras biológicas, materiais e outras substâncias. Existem vários tipos de microscópios e técnicas de microscopia que são amplamente utilizados em diversos campos da ciência, pesquisa e diagnóstico.  O precursor dos microscópios modernos foi Zacharias Janssen (1585-1632) ele começou a trabalhar com arranjos de lentes fazendo pequenos aumentos para poder observar as pequenas partes dos insetos. Porém, as primeiras observvações microscópias foram feitas Antonie Van Leeuwenhoek(1632-1723) ele era muito curioso com a natureza e as lentes o ajudava a ver detalhes de folhas, de asas de insetos. Mas quem realmente observou a primeira célula  foi Robert Hooke(1635-1703), ele fez um corte em uma cortiça e observou com suas lentes e desenhou fragmentos retangulares muito  pequenas colocando o nome de cela que significa pequenos compartilhamentos, derivando dessa obsevação o nome Célula, no século XIX Charles Robert Darwin usava o microscópio para ver as diferenças entre os individuos da mesma população.



Alguns dos principais tipos de microscópios e suas técnicas de microscopia associadas incluem:

Microscópio óptico: É o tipo mais comum de microscópio, que utiliza luz visível para iluminar a amostra e produzir uma imagem ampliada. As técnicas de microscopia óptica incluem a microscopia de campo claro, onde a amostra é iluminada diretamente, e a microscopia de contraste de fase, que é usada para visualizar estruturas transparentes e não coradas em células vivas.


Microscópio de fluorescência: É um tipo de microscópio óptico que utiliza luz ultravioleta ou luz visível de comprimentos de onda específicos para excitar fluoróforos em uma amostra, produzindo uma imagem fluorescente. É amplamente utilizado em biologia celular e molecular para visualizar estruturas e processos celulares específicos marcados com fluoróforos.


Microscópio eletrônico de transmissão (MET): Utiliza feixes de elétrons em vez de luz para produzir imagens de alta resolução de seções ultrafinas de amostras. É usado para estudar a estrutura interna de células, tecidos e materiais em escala nanométrica.


Microscópio eletrônico de varredura (MEV): Utiliza feixes de elétrons para produzir imagens de alta resolução da superfície de amostras. É amplamente utilizado em estudos de superfície, análise de materiais e na visualização de estruturas tridimensionais de amostras.


Microscópio de força atômica (MFA): Utiliza uma sonda afiada para mapear a topografia da superfície de uma amostra em escala nanométrica, permitindo a visualização de detalhes da superfície e medição de forças.

Além desses tipos de microscópios, também existem várias técnicas de preparação de amostras, como coloração, imunofluorescência, criomicroscopia, microscopia confocal, entre outras, que podem ser utilizadas em conjunto com os diferentes tipos de microscópios para obter informações detalhadas sobre a estrutura, função e composição de amostras em diferentes escalas. A microscopia é uma ferramenta fundamental na pesquisa científica e diagnóstico médico, permitindo a visualização e compreensão de estruturas e processos que são invisíveis a olho nu.



Microscópios Didáticos do Departamento de Biologia da USP  por Fábio Siviero.




Curso da USP de Microscópio São 5 Módulos





    Técnicas de Microscopia


    Existem várias técnicas de microscopia que são amplamente utilizadas na pesquisa biológica para estudar células, tecidos, órgãos e outros materiais biológicos. Algumas das técnicas mais comuns são:

    Microscopia de luz: É a forma mais básica de microscopia, onde a luz é usada para iluminar a amostra biológica. Pode ser usada para observar estruturas celulares e tecidos, e é adequada para a observação de amostras vivas.


    Microscopia de fluorescência: Utiliza a capacidade de certos materiais biológicos, como proteínas e corantes, emitirem luz fluorescente quando expostos a luz de comprimentos de onda específicos. É amplamente usada para estudar a localização e a função de moléculas específicas em células e tecidos.


    Microscopia de contraste de fase: É uma técnica que utiliza diferenças de fase na amostra para produzir imagens com maior contraste, permitindo a observação de estruturas celulares sem a necessidade de corantes ou marcações especiais.


    Microscopia confocal: É uma técnica avançada de microscopia de fluorescência que utiliza um sistema de pinhole para eliminar a luz fora de foco, permitindo a obtenção de imagens nítidas de seções finas de uma amostra, em diferentes planos focais.


    Microscopia eletrônica: Utiliza feixes de elétrons em vez de luz para obter imagens de alta resolução de estruturas biológicas em níveis celulares e subcelulares. Existem dois tipos principais de microscopia eletrônica: microscopia eletrônica de transmissão (TEM), que é usada para estudar estruturas internas de células e tecidos, e microscopia eletrônica de varredura (SEM), que é usada para estudar a superfície de amostras biológicas.


    Microscopia de super-resolução: São técnicas avançadas que permitem obter imagens com resolução além do limite de difração, permitindo a observação de detalhes ainda mais finos em células e tecidos.

    Essas são apenas algumas das muitas técnicas de microscopia disponíveis na pesquisa biológica. Cada técnica tem suas próprias vantagens e limitações, e a escolha da técnica adequada depende do tipo de amostra, do tipo de informação desejada e dos recursos disponíveis no laboratório.


    Como é feito a preparação das lâminas no Microscópio

    A preparação de lâminas de microscópio envolve várias etapas para garantir que a amostra seja corretamente fixada, cortada, montada e corada (se aplicável) para a observação microscópica. Aqui está uma descrição geral dos passos envolvidos na preparação de lâminas de microscópio:

    Coleta da amostra: A amostra biológica, que pode ser células, tecidos, fluidos biológicos, ou outros materiais, é coletada e preparada para a análise microscópica. A fixação da amostra pode ser necessária para preservar sua estrutura e composição química.


    Fixação: A fixação é o processo de preservação da amostra para evitar a decomposição e alterações na estrutura celular. A amostra pode ser fixada utilizando agentes químicos como formalina, paraformaldeído, glutaraldeído, entre outros.


    Desidratação: A amostra fixada é então desidratada em uma série de soluções de álcool em concentrações crescentes, geralmente começando com álcool etílico de baixa concentração e aumentando gradativamente para concentrações mais altas para remover a água da amostra.


    Inclusão: A amostra desidratada é então infiltrada com um meio de inclusão, que pode ser uma resina ou parafina, para impregnar a amostra e permitir a sua fácil manipulação e corte em lâminas finas.


    Corte: A amostra inclusa é cortada em seções finas usando um instrumento chamado microtomo. As seções podem ter uma espessura variável, dependendo do tipo de amostra e da técnica de microscopia que será usada.


    Montagem: As seções cortadas são então montadas em lâminas de microscópio limpas e secas. Isso pode ser feito usando uma técnica de montagem a seco ou com o uso de corantes ou reagentes especiais para ajudar na adesão das seções à lâmina.


    Coloração: Em algumas técnicas de microscopia, as lâminas são coradas com corantes específicos para realçar certas estruturas ou componentes da amostra e facilitar a observação microscópica. A coloração pode ser realizada antes ou após a montagem das seções na lâmina.


    Cobertura: Após a montagem e coloração (se aplicável), uma lamínula, que é uma pequena placa de vidro transparente e fina, é colocada sobre a amostra montada na lâmina, geralmente com a ajuda de um meio de montagem, como resina ou esmalte de unha.


    Etiquetagem: Por fim, a lâmina de microscópio é rotulada com informações relevantes, como o tipo de amostra, a técnica de microscopia usada, a data e qualquer outra informação necessária para identificar e documentar a amostra.

    É importante ressaltar que o processo de preparação de lâminas de microscópio pode variar dependendo do tipo de amostra e da técnica de microscopia específica que será utilizada. É essencial seguir os procedimentos básicos citados abaixo:



    Outras técnicas de microscopia é a preparação de lâminas para ficarem vissível adequadamente com qualidade no microscópio


    Fixação: A fixação é o processo de preservação da amostra para evitar a decomposição e alterações na estrutura celular. Exemplos de fixação incluem a fixação química com formalina e ácido acético para preservação de tecidos para análise histológica ou a fixação com glutaraldeído para preservação de estruturas celulares ultraestruturais em preparações de microscopia eletrônica.


    Microtomia: A microtomia é o processo de corte de amostras em seções finas usando um instrumento chamado microtomo. Exemplos de microtomia incluem a preparação de lâminas histológicas a partir de tecidos fixados e inclusos em parafina, que são então cortadas em seções finas para análise microscópica sob microscópio óptico.


    Coloração: A coloração é o processo de aplicação de corantes nas amostras para realçar certas estruturas ou componentes e facilitar a observação microscópica. Exemplos de coloração incluem a coloração de hematoxilina e eosina (H&E), que é amplamente usada em histologia para identificar diferentes tipos de tecidos, ou a coloração de imunofluorescência para identificação de proteínas específicas em células ou tecidos.


    Inclusão: A inclusão é o processo de impregnar a amostra em um meio de inclusão, como parafina ou resina, para permitir sua manipulação e corte em seções finas. Exemplos de inclusão incluem a inclusão de tecidos em parafina para a preparação de lâminas histológicas ou a inclusão de amostras em resina para a preparação de seções ultrafinas para microscopia eletrônica.


    Centrifugação de organelas: A centrifugação é uma técnica de separação de componentes celulares com base em suas densidades usando força centrífuga. Exemplos de centrifugação de organelas incluem a centrifugação diferencial para isolar e estudar organelas celulares específicas, como mitocôndrias, lisossomos ou núcleo, para análise microscópica detalhada.


    Cultura de células: A cultura de células é uma técnica em que células são cultivadas em ambiente controlado em laboratório para permitir seu crescimento e estudo em condições controladas. A observação microscópica de células vivas em cultura de células pode ser realizada usando microscopia de contraste de fase, microscopia de fluorescência ou microscopia confocal, entre outras técnicas.


     




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