O retrato de um vírus sob a lente do microscópio de eletrões - O alto vácuo permite-nos ver o mundo 'nano' com precisão

O retrato de um vírus sob a lente do microscópio de eletrões - O alto vácuo permite-nos ver o mundo 'nano' com precisão

O microscópio de eletrões permite aos cientistas ver até mesmo as estruturas mais ínfimas. Por exemplo, fornece imagens detalhadas de vírus e redes cristalinas. Existe sempre alto vácuo no interior do dispositivo.
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O avanço rumo a novas microdimensões

O comprimento de onda da luz limita a capacidade de ampliação ótica. Se os objetos forem de tamanho inferior a meio micrómetro, já não poderão ser representados com um microscópio ótico convencional. Embora a maioria das bactérias possa ser identificada desta forma, os vírus que sejam muito mais pequenos, por exemplo, não o podem ser. São necessárias outras unidades físicas para que estes sejam visíveis.

Ernst Ruska e Max Knoll apostaram nos eletrões. Em 1931, desenvolveram o primeiro microscópio eletrónico de transmissão (TEM) na Technische Hochschule (Universidade Técnica) em Berlin-Charlottenburg, Alemanha. Isto permitiu-lhes abrir as portas a dimensões ínfimas até à data desconhecidas do olho humano. Foram os primeiros a conseguir representar e observar a estrutura cristalina de uma chapa de metal fina.

Partículas em vez de luz

Na microscopia ótica, as ondas de luz são captadas passivamente e fracionadas por lentes. O resultado deste efeito ótico é a ampliação ótica. Já o TEM funciona de uma forma completamente diferente, usando uma fonte de eletrões: os eletrões são ativamente acelerados e orientados como feixe focalizado para o objeto a observar. As partículas e o objeto observado interagem entre si. São criadas imagens microscópicas por meio da avaliação dos seus trajetos depois do contacto. Uma vez que o comprimento de onda das partículas ínfimas é de poucos picómetros, a microscopia eletrónica é capaz de representar estruturas nanométricas de uma forma diferenciada.

Com o TEM, os eletrões do feixe que penetrou o objeto são avaliados. No entanto, isto só é possível com camadas muito finas, pelo que, muitas vezes, as amostras requerem uma preparação complexa. Esta preparação é dispensada com o microscópio eletrónico de varrimento (SEM). O seu feixe de eletrões também consegue fazer a leitura digital de objetos tridimensionais num padrão de grelha. Uma parte dos eletrões do feixe é refletida, enquanto outros eletrões são emitidos do objeto. O dispositivo 'apanha' estas partículas e cria uma imagem a partir delas. É assim que se geram, por exemplo, as imagens de criaturas minúsculas que, quando ampliadas, se assemelham aos monstros do mundo da fantasia.

A geração da imagem no TEM é idêntica à do SEM, mas apenas se os eletrões não forem defletidos no seu trajeto de e para o objeto. Por conseguinte, não deve haver quaisquer moléculas de ar no caminho. O alto vácuo está, portanto, sempre presente no interior de microscópios de eletrões e é gerado por uma bomba de vácuo adequada. O grupo Busch oferece diversas soluções para isto.

Em 1931, o primeiro microscópio de eletrões conseguiu uma ampliação de 400x. Por esta descoberta revolucionária, o seu coinventor Ernst Ruska recebeu o Prémio Nobel da Física em 1986, 55 anos após a descoberta. Através da Siemens, ele introduziu esta tecnologia no mercado em 1938. Ao longo do seu desenvolvimento, a resolução foi-se tornando cada vez melhor. Os dispositivos atuais conseguem ampliações na ordem dos milhões de vezes, atingido o microscópio de eletrões resoluções de até 0,08 nanómetros. É possível mapear estruturas moleculares detalhadamente, entre outras coisas.

Com a ajuda de um microscópio de eletrões, pela primeira vez, foi possível examinar detalhadamente o interior de uma célula. Até aos dias de hoje, este dispositivo continua a desempenhar um papel crucial na investigação dos vírus. Pode ser usado para decifrar a sua configuração morfológica e as estruturas espaciais. Isso permite tirar conclusões sobre o risco de infeção e deduzir mecanismos de disseminação. Na medicina e na biologia, o microscópio de eletrões é uma ferramenta indispensável, especialmente por esse motivo. Outro campo de aplicação importante é a investigação dos materiais.


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