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2: Como vemos o mundo invisível

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    Quando olhamos para um arco-íris, suas cores abrangem todo o espectro de luz que o olho humano pode detectar e diferenciar. Cada tonalidade representa uma frequência diferente de luz visível, processada por nossos olhos e cérebro e renderizada como vermelho, laranja, amarelo, verde ou uma das muitas outras cores conhecidas que sempre fizeram parte da experiência humana. Mas só recentemente os humanos desenvolveram uma compreensão das propriedades da luz que nos permitem ver imagens em cores.

    Nos últimos séculos, aprendemos a manipular a luz para observar mundos antes invisíveis — aqueles muito pequenos ou muito distantes para serem vistos a olho nu. Por meio de um microscópio, podemos examinar células e colônias microbianas, usando várias técnicas para manipular a cor, o tamanho e o contraste de maneiras que nos ajudam a identificar espécies e diagnosticar doenças.

    A figura\(\PageIndex{1}\) ilustra como podemos aplicar as propriedades da luz para visualizar e ampliar imagens; mas essas micrografias impressionantes são apenas dois exemplos dos vários tipos de imagens que agora podemos produzir com diferentes tecnologias microscópicas. Este capítulo explora como vários tipos de microscópios manipulam a luz para fornecer uma janela para o mundo dos microrganismos. Ao entender como os vários tipos de microscópios funcionam, podemos produzir imagens altamente detalhadas de micróbios que podem ser úteis tanto para pesquisas quanto para aplicações clínicas.

    A imagem à esquerda mostra um fundo claro com cadeias de bastonetes roxos sólidos e células circulares maiores. As células maiores contêm manchas roxas mais escuras dentro de cada célula. A imagem à direita mostra um fundo preto com espirais finas e brilhantes.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Diferentes tipos de microscopia são usados para visualizar estruturas diferentes. A microscopia de campo claro (à esquerda) renderiza uma imagem mais escura em um fundo mais claro, produzindo uma imagem nítida dessas células de Bacillus anthracis no líquido cefalorraquidiano (as células bacterianas em forma de bastonete são cercadas por glóbulos brancos maiores). A microscopia de campo escuro (à direita) aumenta o contraste, renderizando uma imagem mais clara em um fundo mais escuro, conforme demonstrado por esta imagem da bactéria Borrelia burgdorferi, causadora da doença de Lyme. (crédito à esquerda: modificação do trabalho dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças; crédito direito: modificação do trabalho da Sociedade Americana de Microbiologia)

    • 2.1: As propriedades da luz
      A luz visível consiste em ondas eletromagnéticas que se comportam como outras ondas. Portanto, muitas das propriedades da luz que são relevantes para a microscopia podem ser entendidas em termos do comportamento da luz como uma onda. Uma propriedade importante das ondas de luz é o comprimento de onda, ou a distância entre um pico de uma onda e o próximo pico. A altura de cada pico (ou profundidade de cada vale) é chamada de amplitude.
    • 2.2: Olhando para o mundo invisível
      O estudioso italiano Girolamo Fracastoro é considerado a primeira pessoa a postular formalmente que a doença foi transmitida por minúsculos seminários invisíveis. Ele propôs que essas sementes pudessem se unir a certos objetos que apoiavam sua transferência de pessoa para pessoa. No entanto, como a tecnologia para ver objetos tão pequenos ainda não existia, a existência da seminária permaneceu hipotética por pouco mais de um século — um mundo invisível esperando ser revelado.
    • 2.3: Instrumentos de microscopia
      O século XX viu o desenvolvimento de microscópios que aproveitaram a luz não visível, como a microscopia de fluorescência, que usa uma fonte de luz ultravioleta, e a microscopia eletrônica, que usa feixes de elétrons de comprimento de onda curto. Esses avanços levaram a grandes melhorias na ampliação, resolução e contraste. Nesta seção, examinaremos a ampla variedade de tecnologias microscópicas modernas e aplicações comuns para cada tipo de microscópio.
    • 2.4: Coloração de amostras microscópicas
      Em seu estado natural, a maioria das células e microrganismos que observamos sob o microscópio carecem de cor e contraste. Isso torna difícil, senão impossível, detectar estruturas celulares importantes e suas características distintivas sem tratar artificialmente as amostras. Aqui, vamos nos concentrar nas técnicas clinicamente mais relevantes desenvolvidas para identificar micróbios específicos, estruturas celulares, sequências de DNA ou indicadores de infecção em amostras de tecido, sob o microscópio.
    • 2.E: Como vemos o mundo invisível (exercícios)

    Miniatura: Um microscópio composto em um laboratório de biologia. (CC -BY-SA 4.0; Acagástia).