CIPF: microscopía electrónica

Ciencia al cole que nos cuentan Macarena Ortiz, María Castillo, Santi Verdú, Juanjo López y Lidia Prieto.

MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA

                                                           HISTORIA

El primer microscopio electrónico fue diseñado por Ernst Ruska y Max Knoll entre 1925 y 1930, quienes se basaron en los estudios de Louis-Victor de Broglie acerca de las propiedades ondulatorias de los electrones. Estos modelos eran por entonces demasiado imperfectos, no fue hasta después de la Segunda Guerra Mundial cuando se superaron los problemas técnicos.

PREPARACIÓN DE MUESTRAS

Existen diferentes tipos de preparación de muestras depende de los materiales que se quieran obtener: muestras biológicas, muestras compactas y muestras de materiales en polvo.

El proceso es el siguiente: las muestras han de ser introducidas en unas pequeñas bases de resina que pueden ser de diferente tamaño. Las muestras son cortadas por cuchillas que pueden estar formadas por diamante o por vidrio. Las cuchillas de vidrio se obtienen a partir de cortar una larga barra de vidrio en un aparato especializado.

                                               FUNCIONAMIENTO

Un  microscopio electrónico funciona con un haz de electrones generados por un cañón electrónico, acelerados por un alto voltaje (en el caso de muestras metálicas) o un bajo voltaje (en el caso de muestra sensibles, como las biológicas) y dirigidos por medio de lentes magnéticas, (todo ello al alto vacío ya que los electrones pueden desviarse al chocar contra las partículas que forman el aire).  Los electrones acelerados salen del cañón, y se enfocan mediante las lentes condensadoras y objetiva, de manera que incida en la muestra un haz de electrones lo más pequeño posible (para así tener una mejor resolución). A continuación con las bobinas deflectoras se barre este fino haz de electrones sobre la muestra, punto por punto y línea por línea.

Cuando el haz incide sobre la muestra, se producen muchas interacciones entre los electrones del mismo haz, y los átomos de la muestra:

-Algunos rebotan

-Producen rayos X

-La energía producida al chocar, puede provocar la creación de electrones secundarios.

Los electrones secundarios son captados y a partir de éstos se forma la imagen que será proyectada en la pantalla.

                                               ESTRUCTURA FÍSICA

Las partes que lo forman son:

*Cañón de electrones: es la fuente emisora del haz de electrones. Se encuentra ubicado en la parte superior de la columna. Está constituido por un filamento (cátodo), un cilindro con una apertura central, llamado cilindro de Wehnelt que rodea al filamento y tiene un potencial ligeramente más negativo que éste. El ánodo se encuentra por debajo del cilindro de Wehnelt.

*Sistema de lentes, formado por lentes condensadoras, objetivo, intermedia y proyectora:

 -Las lentes condensadoras, en los microscopios, más modernos son dos. La primera, proyecta la imagen demagnificada, mientras que la segunda controla su diámetro y el ángulo de convergencia en que incide sobre la muestra, es decir, limita el haz que incide sobre la muestra.

-La lente objetivo forma la primera imagen, localizada debajo del espécimen. Es considerada el componente más importante del microscopio electrónico. Cualquier defecto en ésta, será magnificado y transmitido al resto del sistema óptico. Por lo tanto, de ella dependen, en gran medida, la resolución final y la corrección de las aberraciones.

-Las lentes intermedia y proyectora son las encargadas de amplificar la imagen dada por la lente objetivo y proyectarla sobre la pantalla fluorescente.

*Pantalla fluorescente: La pantalla del microscopio electrónico de transmisión está recubierta por una pintura de fluoruros de Zn y Cd, que fluoresce cuando es bombardeada por electrones, generando una imagen en el rango de las longitudes de onda del visible.

REFLEXIÓN

Tras la visita al CIPF hemos tomado un primer contacto con el mundo de la investigación, un mundo del que realmente nos hemos dado cuenta que no se da información apenas a la gente de a pie y que dificulta que los jóvenes nos interesemos. Personalmente, la visita nos ha resultado muy interesante y muy reveladora, pues -como hemos dicho- nosotros como la mayoría de los adolescentes no teníamos casi información sobre cómo se desarrolla la investigación, los tipos de investigaciones que se pueden llevar a cabo y cómo es la vida diaria de los trabajadores. En cuanto a las secciones generales que visitamos (microscopía óptica y electrónica), podemos decir que fueron las que más nos gustaron, ya que nunca habíamos observado todas las estructuras celulares de esa forma y sobre todo nos sorprendió el funcionamiento de las neuronas y el corazón (en cuanto a la actuación del calcio).

En referencia a las investigaciones de enfermedades raras, lo que más nos sorprendió , incluso emocionó, fue que con insectos tan diferentes (a primera vista) y comunes como las Drosophila melanogaster (moscas del vinagre y de la fruta) se puedan estudiar enfermedades que afectan a humanos. La oportunidad de ver a estos insectos modificados de tal manera que resulten fluorescente, también ha sido algo muy -digamos- ”seductor”.

cipf2

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