Il microscopio è uno degli strumenti più importanti del microbiologo. Fu inventato nel 1600 quando Anton van Leeuwenhoek costruì su un semplice modello di tubo, lente d'ingrandimento e palcoscenico per realizzare le prime scoperte visive di batteri e cellule circolanti del sangue. Al giorno d'oggi, la microscopia è essenziale in campo medico per fare nuove scoperte cellulari, e i tipi di microscopi possono essere classificati sulla base dei principi fisici che usano per generare un'immagine.

Microscopi ottici

Alcuni degli ambiti più comuni trovati nei laboratori utilizzano la luce proiettata visibile per illuminare e ingrandire un oggetto. L'ambito di illuminazione più semplice, un dissezione o uno stereomicroscopio, consente la visualizzazione di un intero organismo contemporaneamente mentre mostra dettagli come le antenne di una farfalla con ingrandimento da 100x a 150x. Gli ambiti composti, usati per maggiori dettagli cellulari, contengono due tipi di lenti che funzionano per ingrandire gli organismi unicellulari da 1000 a 1500 volte. Più specializzati sono i microscopi a campo oscuro e a contrasto di fase, che diffondono la luce per catturare non solo le cellule vive, ma anche le parti cellulari interne, come i mitocondri.

Microscopi fluorescenti

Il microscopio fluorescente o confocale utilizza l'ultravioletto leggero come la sua fonte di luce. Quando la luce ultravioletta colpisce un oggetto, eccita gli elettroni dell'oggetto, emettendo luce in vari colori, che possono aiutare a identificare i batteri all'interno di un organismo. A differenza dei microscopi compositi e sezionanti, i microscopi fluorescenti mostrano l'oggetto attraverso un foro confocale, quindi non viene mostrata un'immagine completa del campione. Ciò aumenta la risoluzione chiudendo la luce fluorescente esterna e creando un'immagine tridimensionale pulita del campione.

Microscopi elettronici

La fonte di energia utilizzata nel microscopio elettronico è un fascio di elettroni. Il raggio ha una lunghezza d'onda eccezionalmente breve e aumenta significativamente la risoluzione dell'immagine al microscopio ottico. Gli oggetti interi sono rivestiti in oro o palladio, che deflettono il fascio di elettroni, creando aree scure e chiare come immagini 3-D visualizzate su un monitor. Dettagli come le intricate conchiglie di silice di diatomee marine e dettagli superficiali di virus possono essere catturati. Sia i microscopi a trasmissione elettronica (TEM) che i più recenti microscopi elettronici a scansione (SEM) rientrano in questa categoria specializzata di microscopia.

Microscopi a raggi X

Come suggerisce il nome, questi microscopi utilizzano un raggio di raggi X per creare un'immagine. A differenza della luce visibile, i raggi X non riflettono o si rifrangono facilmente e sono invisibili all'occhio umano. La risoluzione dell'immagine di un microscopio a raggi X cade tra quella di un microscopio ottico e quella di un microscopio elettronico, ed è abbastanza sensibile da determinare il posizionamento individuale degli atomi all'interno delle molecole di un cristallo. Al contrario della microscopia elettronica, in cui l'oggetto è essiccato e fissato, questi microscopi altamente specializzati sono in grado di mostrare cellule viventi.