Biología

Microscopio de campo oscuro: características, partes, funciones


El microscopio de campo oscuro es un instrumento óptico especial utilizado en ciertos laboratorios. Este es el resultado de una modificación realizada a la microscopía de campo claro. La microscopía de campo oscuro se puede lograr por trans-iluminación o por epi-iluminación.

La primera se fundamenta en bloquear los rayos de luz que llegan al condensador de forma directa, a través del uso de dispositivos que se interponen antes de que los rayos de luz lleguen al condensador.

El campo oscuro con luz transmitida permite resaltar las estructuras, pudiéndose observar partículas extremadamente delgadas. Las estructuras se observan con cierta refringencia o brillo en un fondo oscuro.

Mientras que el efecto de epi-iluminación se logra con luz incidente u oblicua. En este caso el microscopio debe estar equipado con un filtro especial en forma de media luna.

Con la iluminación incidente las estructuras observadas se caracterizan por presentar un efecto visual en alto relieve. Esta propiedad permite destacar los bordes de las partículas en suspensión.

A diferencia de la microscopía de campo claro, la de campo oscuro es especialmente útil para la visualización de preparaciones al fresco que contienen partículas en suspensión, sin ningún tipo de coloración.

Sin embargo, tiene varias desventajas, entre ellas que no puede ser utilizado para preparaciones en seco o preparaciones teñidas. No tiene buena resolución. Además para asegurar una buena imagen la apertura numérica de los objetivos no puede superar a la del condensador.

Índice del artículo

Características

La composición del microscopio de campo oscuro presenta modificaciones importantes con respecto al de campo claro, pues los fundamentos de ambas microscopías son opuestas.

Mientras que en el campo claro se concentran los rayos de luz para que estos atraviesen la muestra de forma directa, en el campo oscuro se dispersan los haces con el fin de que solo los haces oblicuos lleguen a la muestra. Estos son luego dispersados por la misma muestra, transmitiendo la imagen hacia el objetivo.

Si se tratara de enfocar una lámina sin muestra se observaría un círculo oscuro, ya que sin muestra no hay nada que disperse la luz hacia el objetivo.

Para obtener el efecto deseado en el campo visual se necesita del uso de condensadores específicos, así como de diafragmas que ayuden a controlar los haces de luz.

En un campo visual de campo oscuro los elementos o partículas en suspensión se ven brillantes y refringentes mientras que el resto del campo es oscuro, haciendo un contraste perfecto.

Si se utiliza luz oblicua o incidente se obtiene un efecto de bordes con alto relieve en las estructuras observadas.

Partes del microscopio de campo oscuro

-Sistema mecánico

Tubo

Es el dispositivo por donde viaja la imagen reflejada y aumentada por el objetivo hasta llegar al ocular u oculares.

Revólver

Es el soporte donde se ubican los distintos objetivos. Los objetivos no están fijos, estos pueden removerse. El revólver puede rotar de tal manera que se puede cambiar de objetivo cuando el operador así lo necesite.

Tornillo macro

Este tornillo es utilizado para enfocar la muestra, se mueve hacia adelante o hacia atrás para acercar o alejar la muestra del objetivo y el movimiento es grotesco.

Tornillo micrométrico

El tornillo micrométrico se mueve hacia adelante o hacia atrás para acercar o alejar la muestra del objetivo. El tornillo micrométrico se utiliza para movimientos muy finos o delicados, casi imperceptibles. Es el que logra el enfoque definitivo.

Platina

Es el soporte donde reposará el espécimen sobre el portaobjetos. Posee una abertura central por donde pasan los haces de luz. Cuando se mueven los tornillos macro y micrométrico la platina sube o baja, dependiendo del movimiento del tornillo.

El carro

El carro permite que se pueda recorrer con el objetivo toda la muestra. Los movimientos permitidos son adelante y atrás y viceversa, y de izquierda a derecha y viceversa.

Pinzas sujetadoras

Estas se encuentran sobre la platina, están constituidas de metal y tienen como función sujetar el portaobjeto para evitar que esta se ruede durante su observación. Es importante que la muestra se mantenga fija mientras se observa. Los sujetadores tienen la medida exacta para recibir al portaobjeto.

Brazo o asa

El brazo une el tubo con la base. Es el lugar por donde debe agarrarse el microscopio cuando se va a trasladar de un lado a otro. Con una mano se toma el brazo y con la otra mano se sujeta la base.

Base o pie

Como su nombre lo indica es la base o soporte del microscopio. Gracias a la base el microscopio es capaz de mantenerse fijo y estable sobre una superficie plana.

-Sistema óptico

Objetivos

Tienen forma cilíndrica. Poseen una lente en la parte inferior que aumenta la imagen que proviene de la muestra. Los objetivos pueden ser de diversos aumentos. Ejemplo: 4,5X (lupa), 10X, 40X y 100X (objetivo de inmersión).

El objetivo de inmersión se denomina así porque necesita de la colocación de unas gotas de aceite entre el objetivo y la muestra. Los demás son llamados objetivos secos.

Los objetivos traen impreso las características que poseen.

Ejemplo: la marca del fabricante, la corrección de curvatura de campo, la corrección de aberración, el aumento, la apertura numérica, las propiedades ópticas especiales, medio de inmersión, longitud del tubo, distancia focal, grosor del cubreobjeto y anillo de código de color.

Los objetivos poseen un lente frontal ubicado en la parte inferior y un lente posterior ubicado en la parte superior.

Oculares

Los microscopios viejos son monoculares, es decir, poseen un solo ocular, y los microscopios modernos son binoculares, es decir, que tienen dos oculares.

Los oculares tienen forma cilíndrica y hueca. Estos poseen en su interior lentes convergentes que amplían la imagen virtual creada por el objetivo.

El ocular se une con el tubo. Este último permite que la imagen transmitida por el objetivo llegue al ocular, que la aumentará nuevamente.

El ocular en su parte superior contiene un lente denominado ocular y en su parte inferior alberga un lente llamado colector.

También posee un diafragma y dependiendo de donde se ubique tendrá un nombre. Los que se ubican entre ambas lentes se denomina ocular de Huygens y si se ubica después de las 2 lentes se llama ocular de Ramsden. Aunque existen muchos otros.

El aumento del ocular oscila entre 5X, 10X, 15X o 20X, dependiendo el microscopio.

Es a través del ocular u oculares que el operador puede visualizar la muestra. Algunos modelos traen un anillo en el ocular izquierdo que es movible y permite el ajuste de la imagen. Este anillo ajustable se denomina anillo de dioptrías.

-Sistema de iluminación

Lámpara

Es la fuente de iluminación y se ubica en la parte inferior del microscopio. La luz es halógena y es emitida de abajo hacia arriba. Por lo general la lámpara que poseen los microscopios es de 12 V.

Diafragma

El diafragma de los microscopios de campo oscuro carecen de iris; en este caso este impide que los rayos que provienen de la lámpara lleguen de forma directa a la muestra, solo los haces oblicuos tocaran el espécimen. Aquellos haces que sean dispersados por las estructuras presentes en la muestra son los que pasarán al objetivo.

Esto explica porqué las estructuras se ven brillantes y luminosas en un campo oscuro.

Condensador

El condensador de un microscopio de campo oscuro difiere del de campo claro.

Existen dos tipos: los condensadores de refracción y los condensadores de reflexión. Este último a su vez se divide en dos categorías: los paraboloides y los cardioides.

Condensadores de refracción

Este tipo de condensador posee un disco que se interpone para refractar los rayos de luz, puede ubicarse encima del lente frontal o en el lado posterior.

Es muy fácil de improvisar un condensador de este tipo, pues basta con colocar al frente del lente frontal del condensador un disco elaborado en cartulina negra de un tamaño inferior al lente (diafragma).

Un microscopio óptico de campo claro puede convertirse en un microscopio de campo oscuro utilizando este consejo.

Condensadores de reflexión

Son los que utilizan los microscopios estereoscopios. Los hay de dos tipos: paraboloides y cardioides.

  • Paraboloides: poseen un tipo de curvatura denominada paraboloides por su similitud a una parábola. Este tipo de condensador es ampliamente usado en el estudio de sífilis, ya que permite observar a los Treponemas.
  • Cardioides: la curvatura del condensador es de forma similar a un corazón, de allí el nombre que recibe “cardioide”, llevando el condensador el mismo nombre. Posee un diafragma que es regulable.

Funciones

-Es utilizado para investigar la presencia de Treponema pallidum en muestras clínicas.

-También es útil para observar Borrelias y Leptospiras.

-Es ideal para observar el comportamiento in vivo de células o microorganismos, siempre y cuando no sea preciso detallar estructuras específicas.

-Es ideal para resaltar la cápsula o la pared de los microorganismos.

 Ventajas

-Los microscopios de campo oscuro con condensador de refracción son más económicos.

-Su uso es muy útil en aumentos de 40X.

-Son ideales para observar muestras que posean un índice de refracción similar al medio donde se encuentran. Por ejemplo, células en cultivo, levaduras o bacterias móviles como las espiroquetas (Borrelias, Leptospiras y Treponemas).

-Se puede observar la célula in vivo, lo que permite evaluar su comportamiento. Por ejemplo, movimiento browniano, movimiento por flagelos, movimiento por emisión de pseudópodos, proceso de división mitótica, eclosión de larvas, gemaciones de levaduras, fagocitosis, entre otros.

-Permite resaltar los bordes de las estructuras, por ejemplo la cápsula y la pared celular.

-Es posible analizar partículas disgregadas.

-No es necesario el uso de colorantes.

 Desventajas

-Se debe tener especial cuidado al montar las preparaciones, ya que si quedan muy gruesas no se observará bien.

-La resolución de las imágenes es baja.

-Los microscopios de campo oscuro que utilizan condensadores de refracción presentan un porcentaje de luminosidad muy bajo.

-Para mejorar la calidad de la imagen con objetivo de inmersión (100X) es necesario que se reduzca la apertura numérica de los objetivos y así aumentar la del cono iluminador. Para ello es indispensable la incorporación de un diafragma adicional que pueda regular la apertura numérica del objetivo.

-No se pueden visualizar preparaciones al seco, ni preparaciones coloreadas, a menos que sean colorantes vitales.

-No permite la visualización de ciertas estructuras, especialmente las internas.

-Los microscopios de campo oscuro son más costosos.

Referencias

  1. “Microscopio de campo oscuro.” Wikipedia, La enciclopedia libre. 26 ago 2018, 00:18 UTC. 30 jun 2019, 01:06
  2. Agudelo P, Restrepo M, Moreno N. Diagnóstico de leptospirosis de muestras de sangre y cultivo por observación en microscopio de campo oscuro. Biomédicas. 2008; 28 (1): 7-9. Available from: scielo.org
  3. Rodríguez F. Tipos de Microscopios ópticos. Blog de Laboratorio Clínico y Biomédico. Disponible en: franrzmn.com
  4. Wikipedia contributors. Dark-field microscopy. Wikipedia,The Free Encyclopedia. October 19, 2018, 00:13 UTC. Available at: wikipedia.org
  5. Bhatia M, Umapathy B, Navaneeth B. An evaluation of dark field microscopy, culture and commercial serological kits in the diagnosis of leptospirosis. Indian J Med Microbiol.2015; 33 (3):416-21. Available in: nlm.nih.gov