Contraste microscopico
La microscopía de contraste de fase (PCM) es una técnica de microscopía óptica que convierte los cambios de fase en la luz que pasa a través de una muestra transparente en cambios de brillo en la imagen. Los cambios de fase en sí mismos son invisibles, pero se vuelven visibles cuando se muestran como variaciones de brillo.
Cuando las ondas de luz viajan a través de un medio que no sea el vacío , la interacción con el medio hace que la amplitud y la fase de la onda cambien de una manera que depende de las propiedades del medio. Los cambios en la amplitud (brillo) surgen de la dispersión y absorción de la luz, que a menudo depende de la longitud de onda y puede dar lugar a colores. Los equipos fotográficos y el ojo humano solo son sensibles a las variaciones de amplitud. Sin arreglos especiales, los cambios de fase son, por lo tanto, invisibles. Sin embargo, los cambios de fase a menudo transmiten información importante.
La microscopía de contraste de fase es particularmente importante en biología. Revela muchas estructuras celulares que son invisibles con un microscopio de campo brillante , como se ejemplifica en la figura. Estas estructuras se hicieron visibles a los primeros microscopistas mediante la tinción , pero esto requirió una preparación adicional y la muerte de las células. El microscopio de contraste de fase hizo posible que los biólogos estudiaran las células vivas y cómo proliferaban a través de la división celular . Es uno de los pocos métodos disponibles para cuantificar la estructura y los componentes celulares que no utiliza fluorescencia . [1] Después de su invención a principios de la década de 1930, [2]La microscopía de contraste de fase demostró ser un avance tan grande en la microscopía que su inventor Frits Zernike recibió el Premio Nobel de Física en 1953. [3]
El principio básico para hacer visibles los cambios de fase en la microscopía de contraste de fase es separar la luz de iluminación (de fondo) de la luz dispersada por la muestra (que constituye los detalles del primer plano) y manipularlos de manera diferente.
La luz de iluminación en forma de anillo (verde) que pasa por el anillo del condensador se enfoca en la muestra por el condensador. Parte de la luz de iluminación es dispersada por la muestra (amarillo). La luz restante no se ve afectada por la muestra y forma la luz de fondo (roja). Al observar una muestra biológica sin teñir, la luz dispersada es débil y, por lo general , cambia de fase en −90° (debido tanto al grosor típico de las muestras como a la diferencia del índice de refracción entre el tejido biológico y el medio circundante) en relación con la luz de fondo. Esto lleva a que el primer plano (vector azul) y el fondo (vector rojo) tengan casi la misma intensidad, lo que resulta en un bajo contraste de imagen .
En un microscopio de contraste de fase, el contraste de la imagen aumenta de dos formas: generando una interferencia constructiva entre los rayos de luz dispersos y de fondo en las regiones del campo de visión que contienen la muestra, y reduciendo la cantidad de luz de fondo que llega al plano de la imagen. . Primero, la luz de fondo cambia de fase en -90° al pasarla a través de un anillo de cambio de fase, lo que elimina la diferencia de fase entre el fondo y los rayos de luz dispersados.
