Los microscopios (II)

Experientia docet

Las soluciones a las limitaciones ópticas de los microscopios empezaron a tomarse de la astronomía, donde se encontraron antes los problemas y sus soluciones.

220px-Lens6b-en.svgAsí, los objetivos acromáticos de los telescopios hechos a partir de combinaciones de vidrios crown y flint se fabricaron a finales del XVIII. Sin embargo, la construcción de los objetivos pequeños de los microscopios probó no ser tan sencillo y hubo que esperar a comienzos del XIX para que Joseph Fraunhofer y otros artesanos consiguiesen construir objetivos acromáticos, eso sí, de pocos aumentos.

Hubo que esperar a que Joseph Jackson Lister descubriese cómo construir objetivos aplanáticos (objetivos acromáticos con aberración esférica mínima) en 1830 para que los instrumentos acromáticos con un número de aumentos significativo empezaran a popularizarse. Este logro junto a los avances en la preparación de las muestras supuso un salto cualitativo y cuantitativo de primera magnitud en las ciencias que empleaban masivamente microscopios: biología, mineralogía y notablemente, la medicina.

Efectivamente, de este periodo data el establecimiento de la célula como la unidad de la vida (1839, Theodor Schwann y Matthias Jakob Schleiden), lo que transformó la histología y la patología estimulando extraordinariamente la investigación microscópica. Con la expansión de la ciencia académica y de los laboratorios institucionales, la microscopía se convirtió en una parte integral de la educación, la investigación y la diagnosis médica, así como en una valiosa herramienta en la química orgánica y en las ciencias físicas en general.

Microscopio fabricado por Carl Zeiss utilizando ópticas de Abbe (1879)
Microscopio fabricado por Carl Zeiss utilizando ópticas de Abbe (1879)

En 1873 Ernst Abbe publicó una teoría sobre la formación de la imagen que permitió el diseño de instrumentos avanzados ópticamente. A comienzos de la década de los ochenta del siglo XIX, Abbe y el químico Otto Friedrich Schott, que había producido un nuevo vidrio basado en litio, producían objetivos apocromáticos, que eliminaban el espectro secundario residual de los acromáticos y corregían casi completamente tanto la aberración esférica como la cromática.

De nuevo la combinación de mejores ópticas y nuevos métodos de tinción y cultivo de muestras permitió la identificación de las bacterias patógenas, lo que ofrecía una muy buena explicación de las enfermedades, y de estructuras biológicas básicas, como las neuronas.

Células de Purkinje tal y como las dibujó Ramón y Cajal tras observarlas por el microscopio en 1899.
Células de Purkinje tal y como las dibujó Ramón y Cajal tras observarlas por el microscopio en 1899.

A finales de los años treinta del siglo XX el desarrollo de la microscopía de contraste de fases, que utiliza los principios de la difracción para convertir las diferencias en los caminos ópticos en variaciones de intensidad, permitió el estudio directo de especímenes biológicos transparentes sin necesidad de tinción.

Los sistemas de iluminación de las muestras también mejoraron, especialmente con la incorporación de bombillas eléctricas también en los años treinta y, de nuevo, con la introducción de las lámparas halógenas de bajo voltaje en los años sesenta, que son lo habitual hoy día.

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El microscopio óptico está hoy en todas partes, desde la enseñanza a la investigación, pasando por el diagnóstico clínico y los laboratorios de control de calidad y procesos de fabricación de las más variadas industrias.

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En la serie Apparatus buscamos el origen y la evolución de instrumentos y técnicas que han marcado hitos en la historia de la ciencia.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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