Variétés de microscopes optiques

La plupart des microscopes composés ont aujourd’hui un illuminateur intégré à la base. Un condenseur situé sous l’étage a des lentilles qui focalisent la lumière sur l’échantillon et un diaphragme qui régule le contraste. Après avoir traversé l’échantillon sur la scène, la lumière pénètre dans un objectif. La plupart des microscopes optiques ont trois ou quatre objectifs sur une tourelle rotative. Ces lentilles agrandissent l’image de 4x à 100x. La lumière passe ensuite le tube du corps à une lentille oculaire qui agrandit l’image de 10 à 15 fois. Les microscopes de qualité recherche et les meilleurs microscopes d’étudiant ont une paire de lentilles oculaires afin que l’on puisse voir l’échantillon avec les deux yeux à la fois.

Il existe de nombreuses variétés de microscopes optiques composés à des fins spéciales. Pour visualiser des cultures de tissus recouvertes de milieux liquides, les biologistes peuvent utiliser un microscope à lumière inversée dans lequel la culture est éclairée par le haut et les lentilles d’objectif sont positionnées sous l’échantillon. Le microscope à contraste de phase peut être utilisé pour améliorer le contraste des spécimens vivants, évitant ainsi l’utilisation de fixateurs et de taches létaux. Le microscope à lumière polarisante est utilisé pour analyser les cristaux et les minéraux, entre autres. Le microscope à fluorescence est utilisé pour examiner les structures qui lient des colorants fluorescents spéciaux. Il peut être utilisé, par exemple, pour identifier où une hormone marquée par le colorant se lie à sa cellule cible.

Les microscopes à lumière composée atteignent des grossissements utiles jusqu’à 1200x et des résolutions jusqu’à environ 0,25 micromètre. Autrement dit, deux objets dans une cellule peuvent être aussi proches que 0.25 micromètres et toujours détectés en tant qu’entités distinctes. Une telle résolution est assez bonne pour voir la plupart des bactéries et certaines mitochondries et microvillosités.

Ces microscopes nécessitent généralement des spécimens minces, transparents et relativement petits. Ils exigent également que l’utilisateur s’adapte au phénomène d’inversion optique; si un spécimen est déplacé vers la gauche, il apparaît sous le microscope pour se déplacer vers la droite; lorsqu’il est déplacé vers le haut, il semble se déplacer vers le bas; et vice versa. Le stéréomicroscope fonctionne avec un grossissement et une résolution beaucoup plus faibles, mais présente plusieurs avantages: (1) il a deux systèmes de lentilles qui voient l’échantillon sous des angles légèrement différents, lui donnant ainsi un aspect stéréoscopique (tridimensionnel); (2) il peut utiliser de la lumière transmise ou réfléchie; et avec la lumière réfléchie, il peut être utilisé pour visualiser des spécimens opaques tels que des roches, des fossiles, des insectes, des cartes de circuits électroniques, etc.; (3) il a une distance de travail beaucoup plus grande entre l’échantillon et la lentille d’objectif, permettant l’examen d’objets relativement grands et une manipulation plus facile des objets au microscope; (4) la distance de travail permet une dissection relativement facile d’échantillons tels que des insectes, permettant aux mains et aux instruments d’atteindre l’espace de travail pendant que l’on regarde à travers le microscope; et (5) elle ne produit pas d’inversion optique; c’est-à-dire que les mouvements vers la droite semblent aller vers la droite, ce qui facilite beaucoup la dissection et d’autres manipulations.

L’utilité de la microscopie optique est régie par son utilisation de la lumière visible, ce qui limite la résolution. Plus la longueur d’onde de l’éclairage est courte, meilleure est la résolution. Les faisceaux d’électrons ont des longueurs d’onde plus courtes que les photons. L’invention du microscope électronique à la fin des années 1930 et son raffinement au cours du demi-siècle suivant ont permis une visualisation considérablement améliorée de la structure fine des cellules et des tissus.