Partes do microscópio

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MÓDULO 1 : O Microscópio de 
Luz 
Estrutura, uso e propriedades 
 
1. IMPORTÂNCIA DA MICROSCOPIA PARA O ESTUDO DAS CÉLULAS 
As células são as menores unidades morfológicas e fisiológicas de todos os 
seres vivos. Os organismos unicelulares, que são as formas de vida mais simples, são 
constituídos por uma única célula, enquanto os seres pluri- ou multicelulares são 
formados por arranjos ordenados de diferentes tipos celulares, constituindo tecidos 
em organismos mais complexos. Desta forma, a base da diversidade e complexidade 
dos organismos vivos consiste de uma grande variedade de tipos celulares no que diz 
respeito à morfologia, tamanho, complexidade e funções. 
 Todas as células são tipicamente pequenas, com dimensões variando de 1 a 2 
µm de diâmetro (células procariotas), ou 10 a 30 µm (células eucariotas animais e 
vegetais) (Figura 1). Adicionalmente, as células são complexas, em termos de estrutura 
e organização interna, e predominantemente transparentes. Portanto, a citologia 
depende de instrumentos e técnicas que permitam elucidar a organização, 
composição, estrutura e funcionamento das células e seus compartimentos. Neste 
contexto, a descoberta da célula e os avanços no seu estudo só foram possíveis com a 
criação e aperfeiçoamento de instrumentos e métodos baseados na aplicação de 
técnicas bioquímicas e biofísicas, possibilitando o estudo das células como um todo e 
de seus componentes isoladamente. 
 
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Figura 1. Escala logarítmica mostrando as dimensões das células, de 
seus componentes e o limite de resolução dos sistemas 
óticos (Alberts, 2011). Em microscopia, são utilizadas as 
unidades: 1µm (micrômetro) = 10 -3 mm; 1 nm 
(nanômetro) = 10 -3 µm; 1 Å (Angstron)= 10 -1 nm. 
 Existe grande variedade de instrumentos e métodos 
disponíveis para o estudo dos componentes celulares. Dentre 
eles, o microscópio óptico de luz pode ser destacado como 
um dos mais relevantes, por ter possibilitado aos biologistas 
descobrirem a existência das células. As primeiras 
observações das células, no século XVII, foram realizadas com técnicas bem simples. 
Robert Hooke, em 1665, utilizou o termo “cela” para se referir ao que observava em 
um corte de cortiça em um microscópio bem rudimentar. Mais tarde o termo evoluiu 
para “célula”. 
Com a necessidade de se obter mais detalhes da estrutura das células, diversas 
metodologias foram desenvolvidas, tais como aplicação de técnicas de coloração mais 
específicas e obtenção de cortes muito finos de amostras de tecidos animais e 
vegetais. Paralelamente ao aperfeiçoamento das técnicas de preparo, o 
desenvolvimento tecnológico permitiu a fabricação de microscópios de luz cada vez 
melhores, do ponto de vista da resolução, qualidade da imagem e recursos óticos 
diferenciados (contraste de fase, interferência, fluorescência, etc). É importante frisar 
que no século XX, na década de 30, foi construído o primeiro microscópio eletrônico. 
Esse instrumento, com poder de resolução superior ao do microscópio de luz, 
possibilitou estudos mais detalhados sobre a organização interna e funcionamento das 
células, causando grandes impactos no desenvolvimento da biologia celular. 
 Neste curso serão abordados os princípios gerais da microscopia óptica, 
especialmente a de luz transmitida, que será usada durante todo o semestre letivo, 
focando as partes e funcionalidades do microscópio de luz, as propriedades das 
imagens formadas e sua utilização no estudo de alguns aspectos celulares. 
 
2. HISTÓRICO E PRINCÍPIOS DA MICROSCOPIA DE LUZ 
A microscopia se desenvolveu a partir do século XI, com o advento dos 
microscópios simples, dotados de uma única lente de vidro, que denominamos de 
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lupa. A lupa, uma lente convergente, possibilita maior aproximação do objeto ao olho 
e, por conseguinte, o aumento da imagem que se formará na retina. A formação da 
imagem na lupa depende do observador posicionar o olho próximo a uma das faces da 
lente da lupa e aproximá-la do objeto até que sua imagem fique em foco. Pode-se 
relatar que o aumento (A) fornecido pela lupa é dado pela razão entre a distância 
mínima de visão distinta (d), convencionada em 25 cm, e a distância focal (f) da lente: 
 
 
 Apesar de a lupa ser um instrumento muito utilizado até os dias atuais, 
principalmente para observações em campo de detalhes ou organismos não vistos a 
olho nu, ela não é adequada para observações citológicas. As 
células, que em geral possuem diâmetro variando entre 5 e 
20 µm, demandam por aumentos maiores que os oferecidos 
pela lupa. Além disso, um instrumento para visualizar células 
e seus componentes deve fornecer maior poder de resolução 
de detalhes. Analisando a fórmula do aumento apresentada acima é possível concluir 
que para a obtenção de imagens mais ampliadas, é preciso usar lentes com distância 
focal (f) menor. Isso implica na diminuição do diâmetro da lente utilizada na 
observação e, consequentemente, na maior aproximação da lente com o olho, o que 
claramente é bastante limitado. 
Entre os séculos XVI e XVII, a capacidade de ampliação foi incrementada com a 
invenção do microscópio composto, um instrumento com duas lentes, sendo uma com 
distância focal pequena, ou seja, bem próxima ao objeto, que 
produz uma imagem ampliada, e uma segunda que projeta 
essa imagem, um pouco mais ampliada, no olho do 
observador. Com os avanços no conhecimento das propriedades da luz e das lentes, e 
ainda, com o desenvolvimento industrial, no século XIX, os microscópios compostos 
atingiram padrão de qualidade adequado para os estudos citológicos. 
Os microscópios modernos são compostos pela lente objetiva 
(próxima ao objeto) e pela ocular (próxima ao olho do observador). No 
processo de formação da imagem, quando a luz incide sobre o objeto e 
 A = d / f 
 
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as lentes estão corretamente posicionadas, a objetiva forma uma imagem real 
(ampliada e invertida) do objeto em estudo. Essa imagem torna-se o objeto da lente 
ocular, que por sua vez, funciona como uma lupa, formando uma imagem virtual 
(ampliada e direita) no ponto correspondente à distância mínima de visão distinta do 
olho (25 cm). Finalmente, essa imagem virtual é projetada na retina do observador 
(Figura 1). Uma vez que as duas lentes, objetiva e ocular, atuam em série, o aumento 
total (AT) oferecido pelo microscópio composto é dado pelo produto do aumento das 
duas. Portanto, o AUMENTO TOTAL (AT) é conhecido por: 
AT = Aumento da objetiva x Aumento da ocular 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Formação da imagem no microscópio de luz composto. 
 
A microscopia envolve três conceitos essenciais: o aumento, capacidade de 
produzir uma réplica ampliada do objeto; o poder de resolução, capacidade de 
preservar os detalhes do objeto na réplica ampliada; e o contraste, capacidade de 
diferenciar detalhes do objeto no meio em que ele se encontra, que pode ser obtido 
pela constituição natural das células, por manipulação da luz ou por adição de corantes 
na amostra. Estes atributos da imagem são resultantes, principalmente, dos 
componentes óticos do microscópio, suas lentes e seu sistema de iluminação. 
 
3. A ESTRUTURA DO MICROSCÓPIO DE LUZ 
Existem no mercado diferentes microscópios de luz que variam quanto a sua 
forma externa, no entanto, seus componentes fundamentais são sempre os mesmos, a 
saber: sistema óptico constituído pelo conjunto de lentes; sistema de iluminação; e, 
sistema mecânico, que contém as estruturas que sustentam e permitem a 
manipulação das lentes, da luz e da amostra a ser observada. 
Ocular 
Imagem real Objeto 
Objetiva 
Imagem 
virtual 
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A) PARTE MECÂNICA: 
Base ou pé: é o suporte do microscópio, peça que sustenta todas as outras. É 
geralmente pesada para impedir que o aparelho tombe. De maneira geral, a base 
contém partes do aparelho de iluminação como o interruptor, o potenciômetro, a 
fonte de luz e um suporte para filtros.Estativa (braço): peça que liga a base à parte superior do microscópio. Sustenta 
o tubo onde se encontram as lentes, a mesa, o porta-condensador e os parafusos 
macro e micrométrico. Devido a sua conformação anatômica, coloca as lentes oculares 
e objetivas em posição estratégica para a focalização da preparação que se encontra 
sobre a mesa. Grande utilidade do braço é servir para o transporte adequado do 
microscópio. 
Tubo (cabeçote): posicionado na parte superior do microscópio, responsável 
pela conexão entre oculares e objetiva, podendo ser binocular ou monocular. O tubo é 
uma peça frágil que NÃO deve ser usada como apoio e NEM para transportar o 
microscópio. Tem comprimento padrão, de 160 mm. Nos microscópios modernos, os 
tubos são binoculares, trocáveis e podem apresentar três dispositivos de controle: a) 
movimento de rotação de 360°, para maior comodidade do observador; b) ajuste para 
as diversas distâncias interpupilares, desde 55 até 75 mm; c) dispositivo giratório das 
oculares que possibilita correção de dioptria quando os olhos exibirem distâncias 
focais diferentes. 
Porta-objetivas: peça circular inserida na parte inferior do tubo onde estão 
fixadas as diferentes objetivas. Permite a troca e o posicionamento das objetivas no 
caminho da luz por ser uma peça dotada de movimento de rotação. O disco do porta-
objetivas apresenta ranhuras, para que o usuário possa segurá-lo e girá-lo, efetuando a 
mudança da objetiva em uso. Toda vez que uma objetiva entra em posição de trabalho 
ouve-se um “click” característico, ou então, sente-se tal efeito através do tato dos 
dedos nas ranhuras. É importante salientar que a troca de objetivas deve ser feita 
apenas pela movimentação dessa peça. Tocar nas próprias objetivas para trocá-las é 
um grande erro. 
Platina (mesa): Destina-se a receber e sustentar a lâmina (preparação 
microscópica), possuindo um orifício central para a passagem dos raios luminosos 
através do objeto de estudo. Dispõe-se perpendicularmente ao braço, podendo ser 
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móvel tanto no sentido horizontal como no vertical. O movimento horizontal permite 
o posicionamento do material biológico sob a lente objetiva. Em microscópios onde a 
platina não possui esta mobilidade, existem sobre ela peças deslizantes denominadas 
“Charriot”, que deslocarão a preparação microscópica para frente e para trás, à direita 
e à esquerda, por meio de cremalheiras laterais. Entre as presilhas do “charriot” 
prende-se a lâmina a ser examinada. O movimento vertical da platina é responsável 
pela aproximação ou distanciamento da preparação microscópica em relação à 
objetiva. Esta movimentação, possibilitada pelos parafusos macro e micrométrico, é 
responsável pela focalização do objeto de estudo, pois posiciona a preparação no local 
adequado para a formação da imagem com nitidez. Nos aparelhos com platina fixa, o 
tubo é móvel. Deve ser bem diferenciada a movimentação da lâmina no sentido 
vertical do horizontal: os movimentos na vertical são atribuição dos parafusos macro e 
micrométrico, relacionando-se este movimento com a obtenção do foco; movimentos 
na horizontal são atribuídos ao charriot e estão relacionados com a varredura do 
campo para se escolher um bom local para observação. 
Parafusos macrométrico e micrométrico: botões giratórios, encaixados um ao 
outro, permitem movimentos amplos (macrométrico) ou mais estreitos 
(micrométrico), da platina em relação às objetivas, tanto aproximando quanto 
distanciando. Localizam-se lateralmente na coluna do microscópio. O macrométrico é 
utilizado na focalização inicial do material em estudo, permitindo grandes avanços ou 
recuos da platina em relação à objetiva, promovendo uma focalização grosseira do 
material a ser observado. É usado apenas na objetiva de menor aumento. O 
micrométrico é usado para se fazer o ajuste final da focalização do material em estudo. 
Ele permite pequenos avanços ou recuos do objeto em relação à objetiva, os quais 
resultam em uma focalização mais refinada e, portanto, em uma imagem nítida. A 
utilização cautelosa destes dois parafusos é um ponto de fundamental importância 
para a obtenção de uma imagem de qualidade e, portanto, para o bom uso do 
microscópio. 
 
B) SISTEMA ÓPTICO DE OBSERVAÇÃO 
Objetivas: São as lentes responsáveis por grande parte do aumento e pela 
resolução da imagem final. Ficam encaixadas no porta-objetivas, peça encontrada na 
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parte inferior do tubo. Elas são constituídas por várias lentes superpostas que, além de 
fornecer uma imagem ampliada e invertida do objeto, procuram corrigir os defeitos ou 
as aberrações da luz que por ela passa. As objetivas diferem quanto à ampliação (4x, 
10x, 20x, 40x, 60x e 100x) e quanto à abertura numérica (0,1 a 1,4). Os valores destas 
duas propriedades estão gravados no corpo da objetiva (Figura 3). 
A abertura numérica (AN) é uma característica relacionada com a capacidade 
da lente em coletar o feixe de luz emitido pela amostra e determina duas importantes 
propriedades da objetiva: a profundidade de campo e o limite de resolução, que serão 
estudados posteriormente. 
Capacidade de ampliação e abertura numérica são características 
independentes entre si (Figura 3), sendo possível ter objetivas com mesmo aumento 
(p.ex 40x) e aberturas numéricas diferentes (0,65 e 0,95). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3. Exemplos de objetivas com diferentes aumentos e aberturas numéricas. As 
três primeiras (4x, 10x e 40x) são objetivas a seco, enquanto a de 100x é de 
imersão e está identificada por um anel preto na extremidade inferior. 
 
Outra característica importante de uma objetiva é sua distância de trabalho ou 
distância focal, que constitui a distância entre a lente frontal da objetiva e a 
preparação quando a imagem está em foco. Quanto maior o aumento da objetiva, 
menor é o seu diâmetro e menor a distância de trabalho (maior proximidade do objeto 
em relação à lente). Como a área de captação de luz (diâmetro da lente) varia entre as 
objetivas, varia também a demanda por iluminação, ficando maior na medida em que 
objetivas de maior aumento são utilizadas. 
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Neste sentido, as objetivas podem ser a seco ou de imersão. Nas objetivas a 
seco (até 40 x de aumento), o ar é o meio que separa a lente e a preparação 
microscópica. Nas objetivas de maior aumento (objetivas de imersão de 60 x e 100 x) é 
usado um meio de imersão (óleo ou água) entre a lente e a preparação microscópica 
para melhor aproveitamento da luz. O meio de imersão tem um índice de refração 
muito semelhante ao do vidro, o que minimiza a refração dos feixes luminosos que 
atravessam a lâmina em direção à objetiva, permitindo um maior aproveitamento da 
luz e, consequentemente, melhor contraste e maior riqueza de detalhes (Figura 4). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4. Esquema representando a maior captação de luz pela objetiva, devido à 
presença do óleo de imersão entre a lâmina de vidro e a lente objetiva, no 
lado direito do desenho. 
 
Os microscópios mais modernos possuem objetivas parafocalizadas, o que 
significa dizer que quando uma objetiva é trocada por outra, não é necessário 
suspender ou abaixar a platina do microscópio com o parafuso macrométrico. O 
sistema encontra-se regulado de modo tal que a objetiva seguinte entra em posição 
muito próxima da sua adequada distância de trabalho, em função do maior 
comprimento do seu corpo. Dessa forma, a partir da correta focalização na objetiva de 
menor aumento, as demais objetivas já se encontram praticamente ajustadas em 
posição. Bastam apenas ajustes sutis, fornecidos pelo micrométrico. 
Oculares: São as lentes superiores do microscópio, encaixadas ao tubo, em 
posição próxima ao olho do observador. São formadas por duas lentes, a superior 
(ocular) e a inferior (lente de campo ou colérica). A montagem dos componentes da 
ocular é feita de tal maneira que ela aumente a imagem formada pela objetivae corrija 
algumas distorções. No entanto, não modifica a resolução e tampouco a nitidez da 
Óleo de 
imersão Ar 
Vidro 
Objetiva 
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imagem. Toda ocular traz gravado em si a magnitude do aumento que proporciona, 
geralmente entre 10 e 25 x, e a extensão do diâmetro do campo de visão (em mm). 
 
C) SISTEMA ÓPTICO DE ILUMINAÇÃO 
Fonte de luz: Durante um período, no início da microscopia, a iluminação dos 
microscópios era obtida pela captação da luz do ambiente. Um espelho com uma face 
plana e outra côncava coletava os raios luminosos e os direcionavam para a 
preparação. Os aparelhos modernos têm uma fonte própria de luz advinda de uma 
lâmpada instalada dentro da base. Quando ligada, essa lâmpada emite os raios 
luminosos para um espelho que os direciona para a fonte de luz. A quantidade de luz 
que sai da fonte e chega até o condensador pode ser regulada por um potenciômetro, 
o qual deverá permanecer no ponto mínimo de potência quando se ligar ou desligar a 
lâmpada, bem como nos intervalos entre uma observação e outra. 
Receptáculo do Filtro: Os filtros são superfícies translúcidas com diferentes 
cores (verde, azul, etc.) que bloqueiam parte da luz branca e emitem principalmente o 
comprimento de onda correspondente à sua cor. Os filtros geralmente são colocados 
sobre um receptáculo posicionado no caminho da luz, permitindo manipulação. 
Podem também estar embutidos na base do microscópio de forma a permitir a troca. 
Esta manipulação da luz pode melhorar a resolução ou contraste da imagem e ainda o 
conforto do observador. 
Condensador: é um conjunto de lentes situado abaixo da mesa ou platina que 
concentra e direciona o feixe luminoso no eixo ótico do microscópio, distribuindo a luz 
de forma igual no campo de visão. Na lateral do braço do microscópio existe a 
“alavanca do condensador”, que permite movimentar o condensador verticalmente. 
Este movimento é importante para manipular a qualidade da luz, uma vez que a 
posição do condensador irá determinar o ângulo do cone de luz que irá atingir a 
preparação microscópica. É possível, portanto, aumentar a quantidade de luz que 
atravessa o objeto, tanto no caso de a luz ser fraca, como no caso em que a objetiva 
exija raios mais intensos. Além deste tipo de condensador, existem outros que 
modificam os feixes de luz que passam por eles propiciando diferentes efeitos nas 
imagens formadas. Estes condensadores são os principais responsáveis pelos 
diferentes tipos de microscópio citados anteriormente (p. ex. contraste de fase, 
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polarização e interferência). Assim, em um mesmo aparelho são possíveis diferentes 
tipos de microscópios simplesmente pela troca do condensador. 
Diafragma-íris: peça localizada no suporte do condensador, que regula a 
quantidade de feixes luminosos que chega ao objeto, possibilitando maior nitidez da 
imagem. A regulagem do diafragma é feita por meio de uma alavanca, movimentada 
da direita para a esquerda e vice-versa, conforme a opção do usuário. Tendo como 
base uma escala numérica da própria peça, o usuário pode verificar a recomendação 
do fabricante para a abertura do diafragma indicada para cada objetiva em uso. 
Desde sua origem até a formação da imagem na retina do observador, os feixes 
luminosos passam por alguns componentes do aparelho: saem da fonte de luz, 
atravessam o diafragma, passam pelas lentes do condensador, passam pela 
preparação microscópica (o espécime), atingem as lentes objetivas, atravessam o tubo 
e, por fim, atravessam as lentes oculares chegando à retina onde são focalizados. 
Durante este percurso, a luz passa através de lentes e do ar, sofrendo desvios 
(refração) que resultam em perda de luminosidade. Dessa forma, é imprescindível a 
busca pela iluminação adequada para cada observação, considerando a objetiva em 
uso (diâmetro da lente) e tipo de campo em análise.