Desde la invenci\u00f3n del vidrio por los romanos en el primer siglo, la gente descubri\u00f3 que un efecto de aumento fue creado por las perlas redondas de vidrio. Posteriormente, este efecto fue cient\u00edficamente investigado y desarrollado posteriormente, resultando en las gafas de ampliaci\u00f3n simple de los siglos XVI y XVII, por ejemplo, las inventadas por Hans y Zacharias Jansen o Anton van Leeuwenhoek. Hist\u00f3ricamente, esta fue la hora del nacimiento de la microscop\u00eda.<\/p>\n
Por definici\u00f3n, el \u00abmicroscopio\u00bb es un instrumento que magnifica objetos que normalmente no pueden ser resueltos por el ojo humano, por lo que estas herramientas de una sola lente ya eran microscopios (figura 1 arriba). Hoy en d\u00eda pensamos en algo diferente cuando hablamos de un microscopio. Esto se debe al hecho de que la gente pronto se dio cuenta de que la combinaci\u00f3n de dos lentes separadas (o sistemas de lentes) en una fila es una herramienta visual m\u00e1s eficaz que una sola lente.<\/p>\n
Para describir esta configuraci\u00f3n se cre\u00f3 el t\u00e9rmino \u00abmicroscopio compuesto\u00bb. Los microscopios compuestos consisten en un objetivo que magnifica el esp\u00e9cimen y un ocular (respectivamente dos) magnificando la imagen producida por el objetivo (figura 1).<\/p>\n Introducci\u00f3n de la \u00f3ptica infinita<\/strong><\/p>\n \u00a0La distancia entre el hombro objetivo y el hombro ocular se denomina longitud del tubo mec\u00e1nico (figura 1). Para la estandarizaci\u00f3n este valor fue fijado en 160 mm por la Royal Microscopical Society en el siglo XIX. Con los a\u00f1os este dise\u00f1o result\u00f3 tener algunos inconvenientes. La adici\u00f3n de elementos \u00f3pticos adicionales a la trayectoria de la luz, como prismas para el contraste de interferencia diferencial (DIC), polarizadores, etc., cambi\u00f3 la longitud efectiva del tubo y las aberraciones introducidas, que debieron aceptarse o corregirse con la adici\u00f3n de otros componentes de hardware.<\/p>\n Por esta raz\u00f3n, el fabricante de microscopios Reichert empez\u00f3 a experimentar con la llamada \u00f3ptica infinita en la d\u00e9cada de 1930, y esta tecnolog\u00eda fue adoptada posteriormente por todas las otras compa\u00f1\u00edas de microscopio. Los objetivos de estos sistemas \u00f3pticos infinitos proyectan una imagen del esp\u00e9cimen al infinito, significando que todos los rayos ligeros derivados de un solo punto del esp\u00e9cimen emiten del objetivo en una manera paralela. Esos rayos dentro del centro de la muestra (y el objetivo) discurren paralelos al eje \u00f3ptico. Los que est\u00e1n fuera del centro del esp\u00e9cimen corren paralelos entre s\u00ed, pero no al eje \u00f3ptico.<\/p>\n La imagen virtual producida por un objetivo corregido por el infinito tiene que ser captada por una lente adicional – la lente del tubo – para llevarla al punto focal delantero de la lente del ocular (figura 1 abajo). Este enfoque permite la adici\u00f3n de instrumentos \u00f3pticos tales como prismas DIC en el \u00abEspacio Infinito\u00bb entre el objetivo y la lente del tubo sin influir en la calidad de la imagen. No se altera ni la ubicaci\u00f3n ni el punto focal de la imagen (Figura 2).<\/p>\n Ventajas de la \u00f3ptica infinita <\/strong><\/p>\n Varios m\u00e9todos de contraste requieren la introducci\u00f3n de componentes \u00f3pticos especiales en el trayecto de luz del microscopio. Por ejemplo, los prismas y polarizadores para DIC, o dicroicos y filtros para microscop\u00eda de fluorescencia, son indispensables para la t\u00e9cnica relevante. La introducci\u00f3n de tales componentes \u00f3pticos entre el objetivo y el ocular de un microscopio con \u00f3ptica finita altera la longitud efectiva del tubo e introduce aberraciones esf\u00e9ricas. Estos pueden ser corregidos con la introducci\u00f3n de elementos \u00f3pticos adicionales, pero a expensas de la disminuci\u00f3n de la intensidad de la luz o aumento de la ampliaci\u00f3n.<\/p>\n En comparaci\u00f3n, un microscopio con \u00f3ptica con correcci\u00f3n infinita puede contener equipos adicionales para m\u00e9todos de contraste sin da\u00f1o \u00f3ptico introduci\u00e9ndolos en el espacio infinito. Los dispositivos instalados en el trayecto de la luz infinita no alteran la escala de imagen ni la ubicaci\u00f3n de la imagen intermedia. Esto se debe al hecho de que todos los rayos de luz procedentes de un \u00fanico punto de la muestra dejar\u00e1n el objetivo de forma paralela. La calidad de imagen global no es lo \u00fanico que se beneficia de la \u00f3ptica infinita. Dado que la ampliaci\u00f3n no cambia al cambiar diferentes dispositivos \u00f3pticos en la trayectoria de luz infinita, se puede comparar f\u00e1cilmente la misma muestra utilizando diferentes m\u00e9todos de contraste. Por ejemplo, los espec\u00edmenes pueden ser visualizados en DIC y fluorescencia simult\u00e1neamente (Figura 3).<\/p>\n Con algunas excepciones, la mayor\u00eda de los microscopios tienen un rev\u00f3lver objetivo donde se pueden instalar y cambiar diferentes objetivos de acuerdo con la ampliaci\u00f3n deseada. La parfocalidad permite a los usuarios cambiar entre objetivos sin necesidad de reenfocar el esp\u00e9cimen. Con la \u00f3ptica de infinito, la parfocalidad se puede mantener incluso si se a\u00f1aden otros instrumentos \u00f3pticos al Espacio Infinito.<\/p>\n C\u00f3mo obtener m\u00e1s dispositivos en el camino de la luz infinita<\/strong><\/p>\n La microscop\u00eda \u00f3ptica sigue siendo un campo en evoluci\u00f3n. El desarrollo de nuevas t\u00e9cnicas requiere acceso a la trayectoria de luz del microscopio, por ejemplo para incluir fuentes de luz adicionales o dispositivos l\u00e1ser. Recuperaci\u00f3n de fluorescencia Despu\u00e9s de Photobleaching (FRAP), por ejemplo, necesita un l\u00e1ser para blanquear fluor\u00f3foros (Figura 4). Digital Mirror Devices, otro ejemplo, se utilizan para optogen\u00e9tica, uncaging, y foto-blanqueo \/ activaci\u00f3n.<\/p>\n La introducci\u00f3n de Infinity Optics abri\u00f3 el camino para estos m\u00e9todos, ya que simplifica el acoplamiento de los componentes necesarios en la trayectoria de luz del microscopio a trav\u00e9s del Espacio Infinito.\u00a0En la actualidad se han inventado nuevos enfoques para obtener dispositivos adicionales a la trayectoria de luz infinita. T\u00e9cnicamente hay dos maneras de entrar en el Espacio Infinito: O bien en la trayectoria de imagen entre el objetivo y la lente del tubo, o en el camino de iluminaci\u00f3n entre el objetivo y la fuente de luz (Figura 5).<\/p>\n El acceso a trav\u00e9s de la trayectoria de formaci\u00f3n de im\u00e1genes tiene la ventaja de que los m\u00f3dulos dedicados, por ejemplo, las ruedas motorizadas de filtro r\u00e1pido y las persianas, se pueden introducir en el microscopio muy c\u00f3modamente.<\/p>\n Sin embargo, hay que tener en cuenta que el Espacio Infinito -aunque su nombre sugerir\u00eda lo contrario- no puede extenderse indefinidamente apilando m\u00f3dulos en el microscopio. La raz\u00f3n es que s\u00f3lo los rayos de luz procedentes del centro del esp\u00e9cimen son paralelos al eje \u00f3ptico.<\/p>\n Los rayos luminosos descentrados procedentes de un punto de la muestra son paralelos entre s\u00ed, pero golpear\u00e1n la lente del tubo en un cierto \u00e1ngulo. Agrandar l\u00f3gicamente la trayectoria de formaci\u00f3n de im\u00e1genes entre el objetivo y la lente del tubo resultar\u00e1 en una p\u00e9rdida de luz. M\u00e1s precisamente, esto induce el vi\u00f1etado y reducir\u00e1 el campo de visi\u00f3n.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/i0.wp.com\/www.bairesac.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/07\/csm_Figure_1_8b762bac95.jpg\")
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