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Cronología del microscopio

Siglo XIV: anteojos fabricados por primera vez en Italia

1590: Dos fabricantes de anteojos holandeses y su padre El equipo y su hijo, Hans y Zacharias Janssen, crean el primer microscopio.

1667: Se publica la famosa «Micrographia» de Robert Hooke, que describe los diversos estudios de Hooke utilizando el microscopio.

1675: Ingresa Anton van Leeuwenhoek, quien usó un microscopio con una lente para observar insectos y otros especímenes. Leeuwenhoek fue el primero en observar bacterias. Siglo XVIII: a medida que la tecnología mejoraba, la microscopía se hizo más popular entre los científicos. Parte de esto se debió al descubrimiento de que la combinación de dos tipos de vidrio reducía el efecto cromático.

1830: Joseph Jackson Lister descubre que usar lentes débiles juntos a varias distancias proporciona un aumento claro.

1878: Ernst Abbe inventa una teoría matemática que vincula la resolución con la longitud de onda de la luz.

1903: Richard Zsigmondy inventa el ultramicroscopio, que permite la observación de muestras por debajo de la longitud de onda de la luz.

1932: Los materiales biológicos transparentes se estudian por primera vez utilizando la invención de Frits Xernike del microscopio de contraste de fase.

1938: Solo seis años después de la invención del microscopio de contraste de fase aparece el microscopio electrónico, desarrollado por Ernst Ruska, quien se dio cuenta de que el uso de electrones en microscopía mejoraba la resolución.

1981: imágenes de muestras en 3-D posibles con la invención del microscopio de túnel de barrido por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer.

Historial del microscopio compuesto

Así como los griegos tenían un sistema de calefacción radiante en pleno funcionamiento que funcionaba dos mil años antes de los que ahora se introdujeron en los EE. UU., los orígenes del microscopio óptico compuesto parecen ser rastreados, no a Holanda, Inglaterra o Francia, ¡pero a China, lo que quizás sea apropiado dado el predominio actual de China en el suministro de microscopios de luz compuestos!

El microscopio de agua

Según un antiguo texto chino, los chinos vieron especímenes ampliados a través de una lente en el extremo de un tubo, el cual se llenó con diferentes niveles de agua según el grado de aumento que deseaban lograr. Ingenioso, eficaz y repetible en el hogar, hoy. Que esto ocurrió hace unos 4.000 años en la dinastía Chow-Foo y más de 3.500 años antes de que naciera el «padre de la microscopía moderna» es bastante notable.

Que estos antiguos chinos alcanzaran niveles de aumento de 150 veces en la actualidad. El estándar, o 100 moou, es impresionante. Es como si hubieran desarrollado un automóvil urbano que alcanzara Mach II. Si construyeron un automóvil así, nunca se ha encontrado ninguna referencia a él. Del mismo modo, no hay más referencia conocida a tal dispositivo de microscopio compuesto hasta que volvamos a los griegos de nuevo.

Nada menos que Aristóteles describe el funcionamiento de un microscopio en algunos Los griegos ciertamente hicieron un buen uso de las lentes curvas, que son un componente esencial de cualquier microscopio estéreo o compuesto. Los niños de la antigua Grecia probablemente compartían la sensación de triunfo de todos los niños estadounidenses al usar una lente curva o una lupa para iniciar una fuego. Los griegos, sin embargo, también lo usaban para procedimientos quirúrgicos, no en hormigas como suelen hacer los niños pequeños, sino en personas, para cauterizar heridas y lesiones causadas por la lepra, etc.

Antiguos egipcios y romanos. También utilizó varias lentes curvas aunque no se ha encontrado ninguna referencia a un microscopio compuesto. Los griegos, sin embargo, nos dieron la palabra «microscopio». Viene de dos palabras griegas, «uikpos», pequeño y «okottew», vista. Sin embargo, aunque los antiguos chinos, griegos y romanos aplicaron su infinita sabiduría al tema, no se conoce ninguna referencia al uso de luz artificial ni a múltiples lentes. En otras palabras, podemos dar gran crédito a los Antiguos por su previsión y logros, pero tenemos que buscar en otra parte para descubrir tanto el primer microscopio óptico como el compuesto.

Increíblemente, las próximas referencias históricas con algo en todo tiene que ver con los microscopios, o más exactamente, la óptica es 1.200 años después de que Roma fuera saqueada y, incluso entonces, las referencias son solo al uso de lentes en la invención de las gafas. Dicho de otra manera, algunas de las personas más inteligentes que el planeta haya producido, jugado y trabajado con lentes individuales durante varios miles de años sin ir más lejos.

Espectáculos

Luego, en unos pocos años en Toscana, Italia, dos hombres afirmaron haber inventado gafas de forma independiente. ¿La evidencia? ¡Sus lápidas! Uno, Salvano d «Aramento degli Amati murió en 1284 en Florencia y afirmó haber mantenido el proceso en secreto. El otro, Allessandro della Spina murió en 1317 y afirmó haber revelado su proceso. Pisa y Florencia están a un corto galope de distancia. Coincidencia ? Tú decides.

En cualquier caso, un monje local, Girodina da Rivalta, pronunció un sermón en 1306 en el que respaldó con entusiasmo los anteojos como un invento fabuloso y, de paso, indicó que habían estado en uso durante unos 20 años. Finalmente, en 1289, otro lugareño de la familia Popozo lamentó que «estoy tan debilitado por la edad que sin las gafas conocidas como anteojos, ya no podría leer ni escribir».

Telescopios

Aproximadamente al mismo tiempo, parece que se estaban utilizando lentes en los primeros telescopios. En el siglo XIII, el inglés Roger Bacon los analiza en profundidad. Tanto las gafas como los microscopios son relevantes para los microscopios porque rastrean el uso cada vez más sofisticado de lentes, el componente óptico esencial de cualquier microscopio.

Luego, apenas 200-300 años después, encontramos una plétora de referencias y evidencia sólida de telescopios y microscopios. Había llegado el Renacimiento y, con él, un abundante florecimiento de las artes y las ciencias. Lo más importante es que con la invención de la imprenta, las ideas y los desarrollos pudieron difundirse fácil y rápidamente. Como resultado, el trabajo de Thomas Digges en el telescopio en Inglaterra a mediados del siglo XVI y el trabajo de Hans Lippershey, que incluía la solicitud de una patente de telescopio, se transmitieron a otros, incluido nada menos que un genio que Galileo.

Galileo inmediatamente comenzó a trabajar con lentes. En un corto período de tiempo, desarrolló un telescopio mejorado con un dispositivo de enfoque y pasó a conquistar las estrellas. Dicho esto, también debemos rendir homenaje a Sir Isaac Newton, quien por la misma época en el Reino Unido inventó el telescopio reflector.

Microscopios compuestos

Pero, ¿qué pasa con los microscopios? El mismo Hans Lippershey y su hijo, Zaccharias Hanssen estaban experimentando con una variedad de lentes. A finales de la década de 1590, utilizaron varias lentes en un tubo y se sorprendieron al ver que el objeto al final del tubo se magnificó significativamente más allá de la capacidad de una lupa. Acababan de inventar el microscopio compuesto. Es decir, habían descubierto que una imagen ampliada con una sola lente se puede ampliar más con una segunda o más lentes.

Luego, a mediados del siglo XVII, un inglés, Robert Hooke y un holandés, Anthony Van Leeuwenhoek llevaron el microscopio a nuevos niveles . Hooke era un genio enfermizo al que le encantaba experimentar. Lo hizo en una amplia gama de campos de estudio científicos y con un éxito prolífico. Inventó la articulación universal, el diafragma iris (otro componente clave de muchos microscopios ópticos modernos), un respirador, un escape de ancla y un resorte de equilibrio para relojes.

También elaboró la teoría correcta de la combustión; ideó una ecuación que describe la elasticidad que todavía se utiliza en la actualidad («Ley de Hooke») e inventó o mejoró instrumentos meteorológicos como el barómetro, anemómetro e higrómetro; y así sucesivamente. Sin embargo, sobre todo, es conocido por Micrographia, sus estudios con un microscopio, publicado en 1665. La micrografía se convirtió en una sensación de la noche a la mañana no solo por lo que describió sino por los soberbios dibujos que hizo.

describió un mundo nuevo junto con dibujos exquisitos de los pelos punzantes de una ortiga, una pulga y, lo más famoso de todo, la estructura de panal o «células» de un corcho. Fue Hooke quien acuñó el término «células» al describir el tejido vivo. Curiosamente, si bien Hooke usó un microscopio compuesto, descubrió que le fatigaba mucho y debilitaba la vista. Para su micrografía, prefirió usar un microscopio simple de lente única hecho de oro y cuero e iluminado por una vela. Quizás la primera luz microscopio?

Antonie van Leeuwenhoek – el padre del microscopio

Sin embargo, fue Leeuwenhoek quien vivió al mismo tiempo que Hooke y se basó en el trabajo de Hooke para llevar el diseño del microscopio a nuevos niveles de sofisticación. Como cortinaje, usó un simple microscopio para examinar la tela. Como científico, comenzó a experimentar con nuevas formas de pulir lentes para mejorar la calidad óptica. En total, rectificó unos 550 lentes, algunos de los cuales tenían un poder de aumento lineal de 500 y un poder de resolución de una millonésima de pulgada, un logro asombroso.

Leeuwenhoek detalló estos logros en casi 200 letras a la Royal Society de Londres, donde nada menos que una persona que Robert Hooke los validó. El resultado de todo este trabajo fue un microscopio de mano simple, de lente única. La muestra se montó en la parte superior del puntero, encima del cual había una lente convexa unida a un soporte de metal. Luego, la muestra se observó a través de un orificio en el otro lado del microscopio y se enfocó con un tornillo.

Quizás su experimento más famoso se produjo en 1674 cuando vio un poco de agua del lago:

«Ahora vi muy claramente que se trataba de pequeñas anguilas, o gusanos, acostados todos acurrucados y retorciéndose como si vieras, con el ojo desnudo, un tubo lleno de anguilas y agua, con las anguilas retorciéndose entre sí; y toda el agua parecía estar viva con estos múltiples animálculos.

Esta fue para mí, entre todas las maravillas que he descubierto en la naturaleza, la más maravillosa de todas; y debo decir, por mi parte, que no más Una vista agradable ha llegado ante mis ojos de que estos miles de criaturas vivientes vistos todos vivos en una pequeña gota de agua, moviéndose entre sí, cada criatura tiene su propio movimiento.

Él había bacterias descubiertas. Se había ganado su título de Padre del Microscopio. Curiosamente, pasó hasta 1839, casi doscientos años después, antes de que las células fueran finalmente reconocidas como las unidades básicas de la vida.

Siglos XVIII / XIX

El siguiente gran paso en la historia del microscopio ocurrió otros 100 años después con la invención de la lente acromática por Charles Hall, en la década de 1730. Descubrió que al usar una segunda lente de diferente forma y propiedades de refracción, podía realinear los colores con un impacto mínimo en el aumento de la primera lente.

Luego, en 1830, Joseph Lister resolvió el problema de la aberración esférica ( la luz se dobla en diferentes ángulos dependiendo de dónde golpee la lente) colocando las lentes a distancias precisas entre sí. Combinados, estos dos descubrimientos contribuyeron a una notable mejora en la calidad de la imagen. Anteriormente, debido a la mala calidad del vidrio y la lente imperfecta, los microscopistas no veían más que imágenes distorsionadas, algo así como las primeras radios eran extremadamente crujientes.

Vale la pena recordar que hasta ahora, cada nuevo paso ha estado en la calidad o aplicación de las lentes. Luego, en 1863, uno de los varios nuevos fabricantes de microscopios, la empresa Ernst Leitz, abordó un problema mecánico con la introducción de la primera torreta giratoria con no menos de cinco objetivos.

Esta mejora fue seguida rápidamente en 1866 cuando Carl Zeiss reclutó a Ernst Abbe como su director de investigación en Zeiss Optical Works. Abbe estableció el marco de lo que se convertiría en el enfoque moderno de desarrollo de la óptica computacional. Dejó clara la diferencia entre aumento y resolución y criticó la práctica de usar oculares con un aumento demasiado alto como «aumento vacío». En 1869, su trabajo produjo un nuevo dispositivo de iluminación patentado: el condensador de Abbe.

Condensador de Abbe: El trabajo de Abbe sobre una teoría de ondas de imágenes microscópicas (la condición del seno de Abbe) hizo posible el desarrollo de un nuevo rango de diecisiete objetivos microscópicos – tres de estos fueron los primeros objetivos de inmersión y todos fueron diseñados en base a modelos matemáticos. Como señaló Abbe, sus creaciones «se basaron en un estudio preciso de los materiales utilizados, los diseños en cuestión se especifican por cálculo al el último detalle, cada curvatura, cada grosor, cada apertura de una lente, de modo que se excluye cualquier enfoque de prueba y error «.

A partir de ahora, los microscopios se diseñaron en base a las leyes sólidas de la física en lugar de la prueba y error que había caracterizado a los pioneros. Al mismo tiempo, varias empresas montaron plantas de fabricación especializadas enfocadas en la fabricación de microscopios de precisión. La investigación y el desarrollo continuaron dando sus frutos.

En 1880, los primeros microtomos comenzó a utilizarse que permitió preparar muestras significativamente más delgadas para mejorar la muestra. En 1893, otro empleado de Zeiss, August Kohler, descubrió un sistema de iluminación incomparable que todavía se conoce como iluminación Kohler. Al usar diafragmas dobles, el sistema proporciona los beneficios triples de una muestra iluminada uniformemente, una imagen brillante y un deslumbramiento mínimo. En otras palabras, Kohler logró una imagen casi perfecta.

El mercado masivo de microscopios había llegado al mismo tiempo que la ingeniería de precisión y no es de extrañar que se obtuvieran una plétora de resultados sorprendentes: en 1879, Walter Flemming descubrió la mitosis celular y los cromosomas, un logro reconocido como uno de los 100 logros científicos más importantes de todos los tiempos.

Siglo XX

A principios de los siglos XIX y XX Louis Pasteur inventó la pasteurización mientras Robert Koch descubrió sus famosos o infames postulados: el bacilo del ántrax, el bacilo de la tuberculosis y el vibrio del cólera.

UV y fase: hacia 1900, se había alcanzado el límite teórico de resolución para microscopios de luz visible (2000 angstroms). En 1904, Zeiss superó esta limitación con la introducción del primer microscopio UV comercial con una resolución dos veces mayor que la de un microscopio de luz visible.En 1930 Fritz Zernike descubrió que podía ver células no teñidas usando el ángulo de fase de los rayos. Despreciado por Zeiss, su innovación de contraste de fase no se introdujo hasta 1941, aunque ganó un premio Nobel por su trabajo en 1953.

Microscopios electrónicos: en 1931 Max Knoll y Ernst Ruska inventaron el primer microscopio electrónico que superó las limitaciones ópticas de la luz. La física dicta que los microscopios ópticos están limitados por la física de la luz a un aumento de 500x o 1000x y una resolución de 0,2 micrómetros.

Knoll y Ruska construyeron un electrón de transmisión microscopio (TEM): uno que transmite un haz de electrones (en contraposición a la luz) a través de la muestra. La interacción posterior del haz de electrones con la muestra se registra y se transforma en una imagen. Luego, en 1942, Ruska mejoró el TEM construyendo el primer microscopio electrónico de barrido (SEM) que transmite un haz de electrones a través de la muestra.

Los principios de Ruska todavía forman la base de los microscopios electrónicos modernos. – microscopios que pueden alcanzar niveles de aumento de hasta 2 millones de veces. El segundo gran desarrollo de los microscopios en el siglo XX fue la evolución del mercado masivo. Comenzó en el siglo XIX cuando Leitz afirmó haber exportado 50.000 microscopios a los EE. UU., La tendencia se aceleró en el siglo XX. Como resultado, surgió un gran número de fabricantes para ofrecer alternativas a precios más competitivos a empresas europeas establecidas como Zeiss y Leitz.

China: China se ha convertido en un importante proveedor de microscopios para uso diario y, con la evolución de su capacidad de fabricación óptica, ahora suministra componentes ópticos a algunas de las principales marcas de microscopios. Esta tendencia del mercado ha tenido un efecto beneficioso en el precio o f microscopios, lo que permite la expansión de los microscopios más allá del ámbito del científico investigador para el uso comercial e individual diario.

Nuevas fuentes de luz: halógenas, fluorescentes y LED, todas han mejorado o agregado una mayor versatilidad al microscopio óptico. , mientras que el advenimiento de los soportes de brazo ha llevado a extensas aplicaciones de inspección comercial que no se pueden realizar con una base de microscopio de pedestal estándar. Sin embargo, la innovación más reciente ha sido la llegada del microscopio digital.

Microscopios digitales: los microscopios digitales permiten la transmisión de imágenes en vivo a un televisor o computadora pantalla y han ayudado a revolucionar la microfotografía. Los microscopios digitales simplemente integran una cámara de microscopio digital en el puerto trinocular de un microscopio estándar. Una solución alternativa y más flexible es simplemente colocar una cámara de microscopio digital en un microscopio trinocular.

Dino-Lite: una de las innovaciones más originales en el El siglo XXI ha sido el de los microscopios digitales Dino-Lite. Los Dino-Lite son microscopios digitales portátiles, no mucho más grandes que una pluma gruesa. Ofrecen capacidad de zoom de baja potencia con un aumento de hasta 500x. Han tenido un impacto marcado en las aplicaciones de inspección industrial.