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MÉTODOS DE ESTUDO DA CÉLULA Microscópio óptico ou microscópio de luz; Microscópios eletrônicos. Microscopia de Luz Microscopia convencional Microscopia de contraste de fase Microscopia de contraste interferencial Microscopia de campo escuro Microscopia de polarização Microscopia de fluorescência Microscopia confocal a laser Microscopia eletrônica Microscopia eletrônica de transmissão Microscopia eletrônica de alta voltagem Microscopia eletrônica de varredura Outros tipos de microscópio Microscopia de tunelamento quântico Microscopia de força atômica TIPOS DE MICROSCÓPIO Microscópio Sistema combinado de lentes, que são colocadas de forma a ampliarem a imagem do objeto. Microscópio (do grego micron, pequeno; scopein, examinar). Fig. 01. Microscópio óptico moderno, binocular, com iluminação embutida. MICROSCÓPIO ÓPTICO AUMENTO: OBJ X OCULAR Fonte luminosa → luz branca (tungstênio) Óptica → 3 sistemas de lentes: condensador, objetiva e ocular. Mecânica: suporte. Tubo ou Canhão Braço, coluna, estativa ou asa de transporte Platina AS PARTES DO MICROSCÓPIO Oculares Charriot Botão Liga/Desliga Indicador da Intensidade Luminosa Presilha ou pinça Presilha, pinça ou garra Parafuso Micrométrico Parafuso Macrométrico Revólver 4x = Vermelha 10x = Amarela 40x = Azul claro 100x = Preta / branca Objetivas à seco: aquelas que entre a lâmina ou lamínula e a objetiva existe o ar; Objetivas de imersão: são as que nesse meio, se coloca um óleo transparente (cedro ou sucedâneo sintético) de índice de refração o mais próximo possível da lente. A finalidade do óleo é tornar mais claro o campo do microscópio. As objetivas do 100X são sempre de imersão. Aumento total Aumento visual total: Aumento da objetiva X Aumento da ocular 10x 10x 10x 4x 10x 40x Canhão ou tubo: local onde se fixam as lentes (oculares e objetivas) e abriga um prisma. Base, suporte ou pé: é o suporte do microscópio, peça que sustenta todas as outras. Forma variada podendo ser retangular ou oval. Braço, coluna, asa de transporte ou estativa: sustenta o tubo do microscópio e liga a base. Local onde se deve segurar o microscópio para ser transportado. 2. Revólver ou porta objetivas: peça giratória encontrada abaixo do canhão que permite a troca e afixação das objetivas. 1. Ocular ou lentes oculares: aumenta a imagem do objeto após o aumento já proporcionado pela objetiva. É através desta lente que o observador vê a imagem do objeto. 3. Objetivas ou lentes objetivas: situadas próximas ao objeto. Formam uma imagem real e invertida do mesmo. Estão presas ao canhão e movem-se conforme movimenta-se o revólver. Aumentos: 4X, 10X, 40X e 100X. 5. Charriot: sistema de botões de deslizamento - para movimentar a lâmina no plano horizontal (da frente para trás e da esquerda para a direita, ou vice-versa) e assim permitir a observação de toda a sua área. 4. Mesa ou platina: mesa em miniatura que apresenta um orifício central para a passagem da luz. O objeto que será observado é colocado sobre uma lâmina de vidro e esta, sobre a platina, exatamente em cima do orifício - presa por meio de pinças ou garras. 6. Condensador: situado entre a platina e a base, converge os raios luminosos provindos da lâmpada e projeta-os como um cone de luz sobre o material que está sendo examinado. Ao concentrar os raios luminosos, aumenta a quantidade de luz que atravessa o objeto. 8. Fonte de luz: localizada na base do microscópio. Fornece os raios luminosos necessários para a observação do material. 7. Diafragma: localizado acima da fonte de luz, regula a intensidade do feixe luminoso que chega ao objeto, possibilitando maior nitidez da imagem. 9. Parafuso macrométrico: botão giratório que permite movimentos mais amplos da platina em direção às objetivas ou vice-versa. Localiza-se lateralmente na coluna do microscópio. É utilizado na focalização inicial do material em estudo na lâmina. 10. Parafuso micrométrico: botão giratório que permite movimentos mais delicados da platina em direção às objetivas, ou vice-versa, utilizado para a focalização final do objeto. Localiza-se próximo ao macrométrico ou acoplado a ele. Atua no ajuste final. FINALIDADE DO CONDENSADOR A finalidade do condensador é projetar um cone de luz sobre as células que estão sendo examinadas no microscópio. Após atravessar as células, o feixe luminoso, em formato de cone, penetra na objetiva, que projeta uma imagem aumentada, no plano focal da ocular, que, novamente, a amplia. “Capacidade de uma lente (ou do próprio microscópio) em formar imagens com detalhes mínimos” “Capacidade de separar detalhes”. Na prática, é expresso pelo limite de resolução, que é a menor distância que deve existir entre dois pontos para que eles apareçam individualizados. • Riqueza de detalhes limite de resolução e não pelo aumento dos objetos; O limite de resolução depende da objetiva, a ocular não pode acrescentar detalhes à imagem. PODER DE RESOLUÇÃO Unidade de medida bastante familiar é o milímetro (mm). Se dividirmos: 1 milímetro por 10 vezes = 0,1 mm (abaixo do limite do poder de resolução do olho humano). 1 milímetro por 1000 vezes = 0,001 mm o equivalente a 1 micrômetro (1 µm) Unidade de medida que se encontra no poder de resolução do microscópio de luz. Unidades de medida • Embora seja possível a observação de uma variada gama de células e tecidos com um microscópio de luz, a maioria das estruturas celulares é menor que o poder de resolução deste equipamento. • Para estuda-las é necessária a utilização de microscópio mais potente, o microscópio eletrônico. Neste caso, se dividirmos: 1 micrômetro em 1000 partes = 0,001 µm o equivalente a 1 nanômetro (1 nm) Unidade de medida que se encontra no poder de resolução do microscópio eletrônico. Unidades de medida UNIDADE DE MEDIDA SÍMBOLO EQUIVALÊNCIA Milímetro mm 0,001 m (milésima parte do metro) Micrômetro µm 0,001 mm (milésima parte do milímetro) Nanômetro nm 0,001 µm (milésima parte do micrômetro) TABELA 01 – Unidades de medida frequentemente utilizadas em biologia celular. Fig. 03. As principais unidades de medida usadas em biologia celular sao o micrometro (µm) e o nanômetro (nm). O quadro acima mostra a equivalência entre essas unidades, comparando-as também com o milimetro (mm). As setas indicam os limites (aproximados) de resolução do olho humano, do microscópio óptico e do microscópio eletrônico. • O microscópio de polarização é semelhante a microscópio de luz, acrescido de dois prismas ou dois discos polaróides, que permitem estudar certos aspectos da organização molecular dos constituintes celulares. • O microscópio de polarização serve para individualizar a estrutura que se quer analisar. MICROSCÓPIO DE POLARIZAÇÃO Um disco polaróide no condensador: funciona como polarizador – ilumina o material com o feixe de luz. Um disco polaróide na ocular (analisador): verifica o efeito do feixe sobre o material. MICROSCÓPIO DE CONTRASTE DE FASE • É empregado no estudo de células vivas. • Conforme a densidade do material, a luz o atravessa com maior ou menor intensidade, diferenciando a coloração do objeto. Fase positiva Fase negativa • Iluminação feita por feixes de raios laser; • Soluciona o problema da imagem borrada fornecidapelo microscópio óptico. MICROSCÓPIO CONFOCAL MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE TRANSMISSÃO • Feixe de elétrons, acelerados por diferença de potencial, possui um comprimento de onda de 0,005 nm; • Dificuldades em se preservar as células e em se obter cortes extremamente finos. MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE TRANSMISSÃO FUNCIONAMENTO DO MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE TRANSMISSÃO 1. Os e- são produzidos devido ao aquecimento de um filamento de tungstênio (cátodo) que emite e-. 2. As partículas são aceleradas devido a diferença de potencial entre cátodo e ânodo (placa perfurada que permite somente a passagem de parte dos e- formando um feixe). 3. Os e- passam por um bobina condensadora que os dirige em um feixe uniforme na direção do objeto. 4. Após atravessar o objeto, onde muitos e- são desviados , o feixe passa por uma bobina, a objetiva. 5. Por fim, uma terceira bobina, a projetora, projeta os e- sobre uma tela ou sobre um filme, formando a imagem. 1 2 3 4 5 5 • Os elétrons são obtidos pelo aquecimento de um filamento de tungstênio- o cátodo- que emite elétrons; • Estruturas elétron-densas: estruturas nas células que não formarão imagem; • Tela fluorescente de ZnS (sulfeto de zinco) ou um filme fotográfico. MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE TRANSMISSÃO MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA • Usa também um feixe de elétrons; • Fornece imagens tridimensionais, mas não tem alto poder de resolução quanto o microsc. eletrônico de transmissão; • O material não precisa ser cortado - objetos de 1cm ou + podem ser observados inteiros. • Estudo da superfície de células mantidas em cultivo. CONFECÇÃO DE CORTES PARA ESTUDO NOS MICROSCÓPIOS ÓPTICO E ELETRÔNICO • Células fixadas e coradas melhor demonstração dos seus componentes; Um preparado ideal deve mostrar as células com a • mesma química estrutura microscópica e composição que possuíam quando vivas. Lâminas permanentes 1ªETAPA: FIXAÇÃO Evitar autólise; Impedir atividade e proliferação de bactérias; Endurecer as células; Aumentar a afinidade das estruturas celulares • • • • pelos corantes usados na microscopia óptica e aumentar o contraste na microscopia eletrônica. FORMOL GLUTARALDEÍDO • Formol e aldeído glutárico (glutaraldeído) fixam as células por se combinarem com os grupamentos amínicos das proteínas. • O Tetróxido de Ósmio e o glutaraldeído são os fixadores mais usados em microscopia eletrônica por que coagulam as proteínas causando modificações mínimas na estrutura celular. 2ª em ETAPA: fatias. MICROTOMIA • Cortes Fig. 2.2 Micrótomo moderno, especialmente ergonornico, para cortes de tecidos incluidos em parafina ou em resina plastica. Modelo ErgoStar HM 200. • O fragmento de tecido fixado deve ser protegido em um material que o envolve e nele penetra; Microscópio óptico: inclusão em parafina ou em resinas plásticas especiais utilizando-se navalhas de aço para corte; Microscópio eletrônico: inclusão em resinas epóxi utilizando-se navalhas de vidro ou diamante para corte. 3ª ETAPA: COLORAÇÃO • Quase todas as organelas são transparentes e incolores; Corantes básicos- grupamento • Químico é catiônico Responsável pela cor combinam-se com os grupamentos ácidos (aniônicos) Ex.: DNA, RNA são Basófilos (afinidades por corantes básicos) Azul de toluidina, azul de metileno, hematoxilina. • Corantes ácidos- grupamento Químico é aniônico combinam-se com os grupamentos básicos (catiônicos) Ex.: Proteínas citoplasmáticas são acidófilos (afinidades por corantes ácidos) Eosina, Orange G e Fucsina ácida Responsável pela cor 3ª ETAPA: COLORAÇÃO QUESTÕES DE REVISÃO 1. O que é um microscópio? 2. Quais as partes constituintes de um microscópio óptico? Diga suas principais funções. 3. Como se obtém o aumento visual total em um microscópio óptico? 4. Qual a finalidade do condensador? 5. Qual a unidade de medida em que se encontra no poder de resolução do microscópio de luz? E do eletrônico? 6. Como funciona o microscópio eletrônico de transmissão?
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