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Microscópio óptico como ferramenta de magnificação de estruturas celulares e microtécnica vegetal Partes do microscópio Em azul: sistema óptico Em vermelho: sistema mecânico Sistema óptico Composto por peças que aumentam a imagem e permitem a visualização da estrutura. Lentes oculares - Onde colocamos nossos olhos para observar a lâmina. Dependendo do equipamento, ela pode aumentar a amostra observada em 5 ou 10 vezes; • Lentes objetivas - Conjunto de 4 lentes que ficam próximas à amostra a ser observada. Possuem capacidade de ampliação do objeto de 4, 10, 40 e 100 vezes. Para se observar amostras com a lente objetiva de aumento de 100 vezes é necessário o uso de óleo de imersão sobre a lamínula, pois proporciona maior aproveitamento da quantidade de luz e, consequentemente, maior ampliação da amostra; • Condensador - Concentra os feixes de luz, formando um cone luminoso; consequentemente, aumenta a quantidade de luz que vai chegar até a amostra a ser observada; • Diafragma - Elimina os raios de luz periféricos, deixando passar apenas os raios centrais, logo, uma menor quantidade de luz sobre a amostra. Sempre que optamos por uma ampliação menor, devemos abrir o diafragma e fechá-lo quando a ampliação for maior; • Fonte de luz ou espelho - É uma lâmpada embutida que emite raios luminosos que atravessam o condensador e a amostra, alcançam as lentes e formam a imagem. Sistema mecânico Constituído por peças que movimentam a lâmina, possibilitam a definição do foco e dão suporte para todas as peças do microscópio. • Tubo ou canhão - Peça cilíndrica onde ficam as lentes oculares. Nos microscópios que possuem duas oculares (binoculares), o tubo permite o ajuste adequado das diferentes distâncias entre os olhos do observador, para uma visualização confortável; • Revólver ou tambor - Peça giratória onde ficam presas as lentes objetivas; • Braço, coluna ou estativa - peça que une o pé ao tubo ou canhão; • Platina ou mesa - Pequena plataforma com uma abertura para passagem da luz, ligada ao braço, onde é colocada a lâmina com a amostra. A lâmina é presa com as garras ou pinças; • Charriot - Peça que fica sobre a platina e que é acionada por 1 ou 2 botões, que movimentam a lâmina observada para cima e para baixo, para a esquerda e para a direita; • Parafuso macrométrico - Aproximamos ou distanciamos das lentes objetivas a platina contendo a lâmina, permitindo uma ampliação grosseira; • Parafuso micrométrico - Realizamos na platina, com a lâmina, movimentos delicados, fazendo o ajuste fino e preciso do foco da amostra. Como utilizar o microscópio 1. Observar se a lente objetiva de menor aumento (4x) é a que está posicionada sobre a platina, caso não seja, posicionar; 2. Ligar o microscópio na tomada, de acordo com a voltagem; 3. Ligar a luz do microscópio no interruptor e aumentar a quantidade de luz; 4. Afastar a platina ao máximo da lente objetiva, usando o parafuso macrométrico; 5. Posicionar a lâmina e prendê-la com as garras. 6. Movimentar o charriot para posicionar a amostra da lâmina no feixe de luz, sempre olhando para a lâmina diretamente por fora das lentes; 7. Quando a amostra estiver sobre o feixe de luz, olhar pelas lentes oculares e aproximar a platina da lente objetiva, usando o parafuso macrométrico; 8. Quando alcançar o foco, refine-o usando o parafuso micrométrico; 9. Para ampliação da imagem, mude a lente objetiva, segurando pelo revólver; 10. Ao terminar as observações, abaixe a platina usando o macrométrico, posicione a lente objetiva de menor aumento sobre a platina, retire a lâmina e guarde-a; reduza a luz ao mínimo, apague a luz, desligue o microscópio da tomada e coloque a capa. Formação da imagem A imagem é visualizada por intermédio do microscópio óptico começa a ser formada com o feixe de luz emitido pelo sistema de iluminação, atravessando a amostra na lâmina. Depois que atravessa as células, o feixe de luz cônico entra na lente objetiva, que projeta uma imagem ampliada no plano focal da ocular, que, por sua vez, amplia ainda mais a imagem a ser visualizada. Este percurso, desde a fonte de luz até a visualização da imagem ampliada, é denominado caminho óptico. O microscópio possibilita a observação de estruturas que a olho nu não são visíveis. Contudo, apenas a capacidade de ampliar células ou estruturas não é suficiente para determinar a qualidade de um microscópio. A aproximação deve estar associada com uma boa distinção dos detalhes das estrutura, ou seja, uma boa resolução. Cada microscópio possui um limite de resolução, que é a menor distância entre dois pontos, de modo que ainda apareçam individualizados na imagem. Aumento da imagem Para calcular o aumento total proporcionado pelo microscópio óptico, deve-se multiplicar o aumento da lente objetiva pelo aumento da lente ocular que é observada (aumento da objetiva x aumento da ocular). Os aumentos podem ser de 40X (10x4), 100X (10x10), 400X (10x40) e 1000X (10x100) Além do aumento proporcionado pelo jogo de lentes, o campo de visão, que é a área da amostra possível de observar ao microscópio, também se altera, conforme a combinação das lentes objetivas com as oculares. Quanto menor o aumento, maior o campo de visão; quanto maior o aumento, menor o campo de visão. Microtécnica vegetal Compreende uma série de técnicas empregadas na confecção de lâminas para estudos histológicos, anatômicos ou histoquímicos dos diferentes órgãos da planta. Deve seguir as etapas de coleta, fixação, conservação, corte, coloração e montagem da lâmina. Coleta, fixação e conservação Todos os órgãos de uma angiosperma podem ser utilizados para estudos anatômicos, de acordo com os objetivos das observações. Qualquer que seja o órgão, precisa estar íntegro, sem sinais de predação ou de ataques por fungos e bactérias, sem sinais de envelhecimento. • Raízes e caules - Os caules, dependendo da planta, podem apresentar duas regiões anatomicamente distintas: o corpo primário e o corpo secundário. O corpo primário fica nas porções apicais e próximas a elas e o restante corresponde ao corpo secundário. Quando o objetivo é estudar as células em divisão mitótica e células jovens, a região ideal é o ápice da raiz. Para obter este tipo de amostra, pode-se colocar uma cebola com a base em água para desenvolver as raízes e obter as células de interesse; • Folhas - As folhas adequadas para os estudos anatômicos são as do 4º ao 6º nó, pois já estão plenamente expandidas e em plena atividade fotossintetizante; • Flores – Para estudar a organização geral da flor, deve-se coletar botões jovens, pois eles já apresentam todas as estruturas formadas e organizadas. Se o alvo do estudo são as características de peças específicas da flor, como pétalas, estames, estigma, devem ser coletados de flores recém-abertas; • Frutos e sementes - Devem ser coletados ainda imaturos, pois já apresentam a organização definitiva dos tecidos. Para sementes, é usual a coleta dos frutos imaturos, e todos os procedimentos para a montagem da lâmina são feitos no fruto, de onde se observam, analisam e descrevem as características das sementes. As amostras vegetais podem ser frescas ou fixadas. Amostras frescas são usadas para observar os movimentos que as organelas fazem dentro da célula, ou com objetivo de estudar plasmólise. Amostras frescas também são adequadas para analisar qualquer característica de tecidos ou anatomia de cada órgão da planta. Contudo as lâminas devem ser preparadas imediatamente após a coleta, para preservar as características celulares. O tempo de coleta deve ser breve, para que as amostras não percam suas características. Após a coleta, se o tempo até a montagem das lâminas for de 12 a 24 horas, mantenha as amostras dentro dos sacos plásticos, sob refrigeração. Já amostras fixadassão aquelas que recebem tratamento adequado com reagentes fixadores, assim que são coletadas, para paralisarem as atividades celulares vitais e de autólise, sem que haja perda da integridade da estrutura celular. As amostras devem ser mergulhadas completamente no fixador, assim que coletadas. Corte Para que o feixe de luz atravesse a amostra e projete a imagem nas lentes objetivas, é preciso que a amostra permita a passagem da luz e, para isso, ela precisa estar transparente. Com isso, entende-se que os cortes histológicos devem ser extremamente finos, para proporcionar a transparência necessária à passagem da luz. A espessura ideal de um corte histológico é entre 3 e 5µm. Entretanto é possível uma boa visualização se os cortes tiverem entre 20 e 30µm, desde que estejam precisamente retos. Logo, os cartes para estudos de anatomia vegetal devem ser retos. Quando os cortes são espessos, ocorre sobreposição de tecidos e a visualização dos detalhes das células e tecidos fica prejudicada. Da mesma forma, se o corte ficar enviesado, as células são visualizadas como riscos ou borrões, perdendo completamente a precisão dos detalhes. O corte pode ser feito com a técnica de micrótomo rotatório, micrótomo de Ranvier, micrótomo de mão, micrótomo de mesa e por meio de cortes a mão livre. • Corte anatômico em folhas Cada tipo de corte executado em folhas possibilita visões diferentes da organização celular do órgão. Portanto, é importante ter em mente o objetivo do estudo anatômico para realizar o corte adequado. As características anatômicas observadas em cada tipo de corte em folhas poderão ser aplicadas a estudos taxonômicos, evolutivos e de controle de qualidade de plantas medicinais, por exemplo. ➢ As secções de bordo, nervura mediana e região intercostal sempre são feitas no terço médio da folha; ➢ As amostras de base e ápice devem possuir um comprimento aproximado da metade do terço apical ou basal; ➢ Pecíolos médio e longos precisam ser analisados nas porções proximal (próximo à lâmina foliar), distal (próximo ao caule) e mediana; ➢ As folhas permitem, ainda, cortes paralelos à sua superfície, em ambas as faces; são os cortes paradérmicos. • Corte anatômico em caules Nos caules (e nas raízes) também são feitos cortes transversais e longitudinais. Porém, como o arranjo dos tecidos condutores é complexo, as secções longitudinais devem ser de dois tipos, para possibilitar a visualização adequada de todas as células. Coloração e montagem da lâmina O emprego de coloração nos cortes possibilita a visualização das características estruturais das células e tecidos. O corante reage quimicamente com as moléculas diversas que compõem a estrutura das células, evidenciando a forma e tamanho delas, bem como a espessura e a natureza das paredes celulares. Essas características permitem identificar os tecidos e sua organização. • Tipos de corantes ➢ Safranina hidroalcoólica 0,5%: Ideal para epiderme (cora em vermelho); ➢ Fucsina 0,5%: Evidencia as paredes celulares lignificadas (cora em vermelho ou rosa escuro); ➢ Azul de toluidina 0,03%: Evidencia com tonalidades diferentes de azul e verde os diversos tecidos, de acordo com a natureza da parede celular; ➢ Verde firme (fast green) 0,5%: Evidencia as paredes celulósicas em tons de azul; ➢ Safrablau: Duplo corante, resultante da mistura de Safranina 1,0% + azul de astra 1%. Diferencia os tecidos, corando em azul as paredes celulares celulósicas e, em vermelho, as paredes celulares lignificadas. • Etapas de coloração 1. Diafanização, também chamada de despigmentação ou clareamento; 2. Enxágues; 3. Diferenciação (quando o corante for aquoso) seguida de enxágue; 4. Desidratação (quando o corante for alcoólico); 5. Coloração; 6. Enxágues. Tipos de lâminas • Permanentes - Durabilidade indeterminada, as amostras são montadas em lâmina contra lamínula com o uso de uma resina solidificável, o que aumenta a transparência dos cortes e permite sua conservação; • Semipermanentes - Duram alguns meses e têm como líquido de montagem a solução de glicerina 50%, que mantém a amostra hidratada e com boa transparência para visualização; • Temporárias - Têm a duração de poucos dias porque o líquido de montagem é a água, que evapora e resseca a amostra; são confeccionadas durante as aulas práticas e devem ser desmontadas logo após as análises. Montagem de lâminas 1. Depositar os cortes um a um com o pincel, do centro para as laterais da lâmina, em quantidade que possa ser coberta adequadamente pela lamínula. Nunca colocar cortes próximo das bordas da lâmina; 2. Pingar uma gota de glicerina 50% para cada 2 cortes ou em quantidade suficiente para cobrir toda a superfície, quando a lamínula for depositada, sem extravasar; 3. Com ajuda de uma pinça, depositar a lamínula sobre os cortes, apoiando um dos lados na lâmina e deitando cuidadosamente, evitando a formação de bolhas; 4. Vedar as bordas da lamínula com o esmalte transparente, para que a lâmina não seque.
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