Microscopio de contraste de fase

Hasta mediados del siglo XX un gran número de microscopios de luz habían salido al mercado, destacando los microscopios de la firma Carl Zeiss, debido a la colaboración entre Ernst Abbe y Zeiss. Esta firma logró la producción de microscopios de gran calidad, gracias a la aplicación de la teoría de formación de imágenes de Abbe, diseñando por primera vez un microscopio basado en cálculos matemáticos y conocimientos de óptica geométrica. No obstante ello, se presentaban problemas muy grandes al tratar de observar muestras transparentes a la luz visible, como es el caso de algunos seres vivos.

En el año 1935, el físico holandés Fritz Zernike desarrolló el Microscopio de Contraste de Fase, con lo cual se le otorgó el Premio Nobel de Física en el año 1953. Su contribución consistió al afirmar que la imagen vista bajo un microscopio convencional, es formada por el objetivo del microscopio, y finalmente se observa en el ocular. Si la muestra no absorbe la luz, no habrá esencialmente contraste en la imagen visible (será toda blanca); por ejemplo, la mayoría de las células vivas absorben poca luz (a excepción de las células rojas de la sangre y los cloroplastos) y por lo tanto, son difíciles de visualizar a través de un microscopio convencional. Por otro lado, aunque las células absorben poca luz, tienen diversos espesores y diversos índices de refracción en sus partes, lo que conduce a las diferencias de fase de las ondas de luz que pasan a través de ellas. La fase de un haz de luz es inobservable a la vista (apenas se ve la intensidad, no la fase). Zernike calculó la manera de hacer que las diferencias de fase se observaran en la imagen como en la intensidad, logrando así, visualizar detalles que no eran posibles apreciar en un microscopio convencional. Este tipo de microscopios se utiliza habitualmente para estudiar células vivas.

Fig 2.- Fritz Zernike (1888-1966), la óptica de microscopio de contraste de fase y un microscopio moderno de contraste de fase. Se muestra una foto de Fritz Zernike (1888-1966) y el diseño de un microscopio de contraste de fase (Gundlach, 2003; Locquin, M y Langeron, M. 1985).