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Microscopia - ISMAR Genova

Microscopi ottici

Ottica

I microscopi ottici impiegano un sistema di lenti combinate in modo da realizzare l’ingrandimento di un campione piano opportunamente illuminato. La tecnica è ampiamente sfruttabile per l’osservazione delle superfici e l’interpretazione delle caratteristiche morfologiche delle stesse. Sfruttando il principio della riflessione ed operando con varie metodiche, campo chiaro, campo chiaro obliquo, campo scuro, contrasto interferenziale (ICR), contrasto in polarizzazione, si è in grado di riconoscere i diversi costituenti del campione, la loro forma e dimensione. I microscopi di ultima generazione consentono di unire alle qualità dei sistemi micro i vantaggi dei dispositivi stereoscopici. Questi ultimi operano a bassi ingrandimenti e consentono una visione di tipo tridimensionale con alta profondità di campo. Di notevole utilità risultano i software d ’interfaccia con lo strumento, essi infatti consentono un’ordinata documentazione ed una precisa elaborazione delle immagini e dei dati acquisiti.

Biofilm epifluorescenza

Nell'ambito della microscopia ottica, la tecnica dell'epifluorescenza permette di osservare preparati naturalmente fluorescenti, o legati con molecole fluorescenti o rese tali da particolari coloranti detti fluorocromi. Questi composti vanno selettivamente a legarsi con strutture cellulari definite. La sorgente luminosa trasmette radiazioni di bassa lunghezza d'onda nel visibile, eccitando il preparato, che in risposta emette luce di lunghezza d'onda maggiore rispetto a quella emessa dalla sorgente. Fondamentale è l'utilizzo corretto dei filtri ottici, per selezionare la giusta lunghezza d'onda di eccitazione e la giusta lunghezza d'onda di emissione visibile.

Microscopia elettronica a scansione

SEM - EPMA (Scanning Electron Microscopy - Electron Probe Microanalysis)

La microscopia elettronica a scansione rappresenta un metodo d’osservazione che, rispetto ad una vasta serie di campioni massivi, consente una visione con buona risoluzione dei particolari, elevata profondità di campo e (in alcuni casi) elevato ingrandimento. Un sottile fascio di elettroni, accelerato in ambiente di vuoto spinto e focalizzato da lenti elettromagnetiche, viene diretto sulla zona d’esame attraverso una serie costante di passaggi (scansioni). L’ interazione del fascio elettronico (primario) con il materiale colpito è tale da creare una parziale riflessione degli elettroni incidenti ed una serie di emissioni in forma sia di elettroni (secondari) che energetiche (fotoni di radiazioni X). Apparati rilevatori raccolgono questi segnali e li “traducono” in un caso in segnali luminosi, sullo schermo di un tubo a raggi catodici (CRT), nell’altro in conteggi proporzionali alla quantità dell’ elemento eccitato dal fascio elettronico.

L’energia delle radiazioni X è funzione del numero atomico dell’elemento interessato (legge di Moseley). Il sistema di analisi con microsonda e rilevatore a dispersione di energia (EPMA-EDS) è in grado di suddividere le radiazioni X emesse dal campione attribuendole ai singoli elementi chimici. In questo modo può indicare gli elementi presenti e, in opportune condizioni strumentali, la loro distribuzione nell'area scansionata.

AFM (Atomic Force Microscopy)

AFM (Atomic Force Microscopy)

L’atomic force microscopy (AFM) è una particolare versione di una vasta categoria di strumenti detti SPMs (Scanning Probe Microscopes). Questi sono microscopi che utilizzano un dispositivo piezoelettrico per variare e misurare con estrema precisione la posizione (X,Y) e la distanza (Z) di un sensore a punta e la superficie. Il segnale prodotto viene successivamente elaborato da PC così da ottenere un’immagine morfologica tridimensionale (in generale la scala X-Y può variare da circa 100x100mm a 5x5mm mentre la scala Z da 1000 a 0.1 Angstroms).

Nel caso specifico dell’AFM viene misurata (in diverse modalità, mediante un raggio laser riflesso su un fotodiodo) una qualsiasi forza di interazione fra la punta e l’estrema superficie (uno strato atomico) del campione (forze interatomiche, magnetiche, elettrostatiche, di frizione, di adesione…). Risulta molto interessante il fatto che non vi siano restrizioni sul tipo di campione e lo strumento possa lavorare senza problemi in aria.

Per approfondire il tema:
http://venus.unive.it/polizzi/didattica/Microscopia/presentazioni.htm
http://ww2.unime.it/dipfisica/Tesine/Microscopia_ottica.htm

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