Investigación en la UCO - Microscopía e Imagen CIentífica

Unidad de Microscopía (MIC)

Unidad

DESCRIPCIÓN DE LA UNIDAD

La unidad de Microscopía tiene como labor principal proporcionar apoyo técnico en las áreas de la microscopía óptica y electrónica a grupos de investigación tanto de nuestra propia universidad, como de entidades externas.
La observación en los microscopios funciona en régimen de autoservicio, no necesitándose conocimientos previos para el manejo de los equipos, ya que personal del Servicio se encarga de la formación del usuario.
En microscopía, como técnica de imagen, la preparación de la muestra es fundamental, por lo que la unidad cuenta con personal y equipamiento dedicado a la preparación de muestra. En concreto se realizan cortes ultrafinos de muestras biológicas para su observación en los microscopios electrónicos de trasmisión y la preparación de muestras biológicas e inorgánicas para el microscopio de barrido.

Equipos

EQUIPOS PRINCIPALES

Microscopio Electrónico de Transmisión JEOL JEM 1400

Microscopio Electrónico de Barrido JEOL JSM 6300

Este microscopio consta de un detector de electrones secundarios (SE) que proporciona imágenes topográficas de la superficie de la muestra, un detector de electrones retrodispersados (BSE) que proporciona imágenes en escala de grises relativas a los elementos que forman la muestra, un detector por dispersión de energías de Rayos X (EDS) que permite el análisis cualitativo y semicuantitativo de los elementos constituyentes de la muestra.

Microscopio óptico

estereomicroscopio

Microscopio Electrónico de Barrido de Emisión de Campo JEOL JSM 7800F

Microscopio Confocal espectral Zeiss LSM 880 de alta resolución (Airyscan) y módulo Fast

Microscopio Confocal-Interferométrico para Materiales LEICA DCM8

Sistema de metrología de superficies de materiales en 3D, que permite estudiar tanto superficies rugosas mediante microscopia confocal como superficies pulidas mediante técnicas interferométricas. Puede trabajar en tres modos de interferometría: Interferometría de escaneado vertical (VSI), Interferometría de desplazamiento de fase (PSI) o PSI ampliado (ePSI) para conseguir grandes resoluciones. Además, se pueden obtener imágenes HD 2D en campo claro y oscuro y, gracias al software del equipo y a un sofisticado software adicional (Leica Map) se pueden obtener también datos, gráficos, topográficos y todo tipo de cuantificaciones de dichas superficies. Más información en https://www.leica-microsystems.com/es/productos/microscopios-digitales/detalles/leica-dcm8/

Microsopio Electrónico de Transmisión Talos F200i

Técnicas

TÉCNICAS

Microscopía de Barrido

La Microscopía Electrónica de Barrido proporciona imágenes de la morfología externa de una muestra, bastante similares en apariencia a las percibidas por el ojo. Proporcionando imágenes basadas principalmente en el contraste topográfico. Se trata, por tanto, de una técnica que nos permite observar y estudiar superficies de un área muy reducida de cualquier tipo de material, bien sea orgánico o inorgánico, sin necesidad de pasar por procesos de preparación muy complejos, ya que los requerimientos más importantes son que la muestra esté deshidratada y sea eléctricamente conductora. Cuando alguna de estas condiciones no se cumple, las muestras deben ser tratadas convenientemente en la unidad de preparación de muestras.

La técnica se basa en iluminar una muestra con un haz focalizado de electrones. Las señales producidas por la interacción entre los átomos y el haz electrónico son captadas por diferentes tipos de detectores.

El equipamiento actual consta de un detector de electrones secundarios (SE) que proporciona imágenes topográficas de la superficie de la muestra, un detector de electrones retrodispersados (BSE) que proporciona imágenes en escala de grises relativas a los elementos constituyentes de la muestra, un detector por dispersión de energías de Rayos X (EDS) que permite el análisis cualitativo y semicuantitativo de los elementos constituyentes de la muestra.

Una de las características que mejor define a la microscopía electrónica de barrido es su excelente poder de resolución (3,5 nm y 300.000x) que unido a la gran profundidad de campo y al efecto de sombreado le convierten en una herramienta de un alto potencial a la hora de realizar análisis tridimensionales de estructuras.

Microscopía de Transmisión

En el microscopio electrónico de transmisión (MET o TEM) se irradia una muestra delgada con un haz de electrones de densidad de corriente uniforme, cuya energía está dentro del rango de 80 a 200 keV. Parte de esos electrones son transmitidos, otra parte son dispersados y otra parte da lugar a interacciones que producen distintos fenómenos como emisión de luz, electrones secundarios y Auger, rayos X, etc. Todas estas señales se pueden emplear para obtener información sobre la naturaleza de la muestra (morfología, composición, estructura cristalina, estructura electrónica, etc.).

El microscopio electrónico de transmisión emplea la transmisión/dispersión de los electrones para formar imágenes, la difracción de los electrones para obtener información acerca de la estructura cristalina y la emisión de rayos X característicos para conocer la composición elemental de la muestra.

Para que se produzca la transmisión de electrones a través de la muestra es necesario que ésta sea delgada, es decir, transparente a los electrones. Es recomendable no utilizar muestras de más de 100 nm de grosor ya que cuanto menor sea el espesor de la muestra mejor calidad de imágenes se puede obtener.

Este microscopio, permite conocer la ultraestructura de células y tejidos, tanto animales como vegetales. Cuando además se realizan técnicas inmunocitoquímicas, es posible obtener información acerca de la localización ultraestructural de determinadas moléculas.

Con materiales inorgánicos se puede determinar su morfología, forma dimensiones y posición de microcristales o partículas observadas en la muestra. Determinar la cristalografía, posición de los planos cristalinos, estudio de los defectos, etc.

Con el analizador de energías dispersivas se puede además determinar la composición composición elemental de la muestra.

Microscopía Confocal

El fundamento de un microscopio confocal es, en esencia, el mismo que el de un microscopio óptico, con la diferencia de que posee como fuente de luz un láser y un sistema electrónico que ayuda a la captación de imágenes. Gracias a ello se consigue por un lado un aumento en la resolución y por otro la obtención de imágenes de secciones ópticas extremadamente finas, eliminando así la interferencia que produce la luz que llega de los diferentes campos ópticos de todo el grosor de la muestra que se observa, consiguiendo así que el enfoque se realice sobre un único plano (confocal).

Preparación de Muestras y Ultramicrotomía

TEM
- Fijación química de la muestra mediante Glutaraldehido.
- Deshidratación de las muestras con acetona.
- Inclusión en resinas.
- Obtención de cortes ultrafinos (80 nm) mediante el ultramicrotomo.
- Contraste de rejillas, que consiste en una tinción especÍfica para microscopia electrónica, en la que se usa citrato de plomo y acetato de uranilo.
SEM
- Fijación química mediante Glutaraldehido.
- Deshidratación de las muestras con acetona o etanol.
- Desecación física mediante punto crítico, donde se sustituye la acetona por CO2.
- Sombreado de Oro, carbono o platino, para obtener unas muestras con la máxima conductividad y unas mejores imágenes de éstas.
OTROS
- Corte y pulido de muestras mediante el piramidotomo (ideal para muestras de AFM).
- Corte de semifinos (200-400nm) mediante ultramicrotomo y posterior tinción con tolouidina (para visualizar al microscopio óptico).

Aplicaciones

APLICACIONES

Microscopía de Barrido

Investigación en general en ciencias Biomédicas, Geológicas, Químicas, Físicas.
Estudio químico y estructural de obras de arte, alteración de monumentos, control de calidad...
Investigaciones geomineras, cristalográficas, mineralógicas y petrológicas.
Control de calidad y estudio de fatiga de materiales.
Valoración del deterioro de materiales.
Control de materiales mediante observación de superficies.
Determinación de la morfología de los materiales.
Estudio de la presencia de defectos y estado de agregación de los mismos.
Determinación del grado de cristalinidad y morfología de las muestras.
Estudio y caracterización de sustancias desconocidas.
Determinación de tamaño y forma de partículas.
Estudio de la presencia de defectos en materiales de construcción, semiconductores, etc .
Estructura interna de láminas delgadas de materiales.
Observación de muestras geológicas y análisis cristalográficos por difracción de electrones.
Microanálisis de elementos en superficies, desde el carbono al uranio.

Microscopía de Transmisión

Caracterización microestructural de regiones submicrométricas, por ejemplo defectos en la red producidos por deformación, estudio de fenómenos como transformaciones de fase, difusión, recristalización, crecimiento de grano, etc.
Análisis químico de volúmenes submicrométricos, como segregación de elementos en borde de grano
Estudio de la morfología, estructura y composición de partículas finas.
Estudio de proteínas, acidos nucléicos, virus y liposomas.
Observación de cortes semifinos de hasta 1µ sin contrastar.
Observación de cortes ultrafinos de tejidos biológicos.
Observación de muestras en suspensión como cultivos celulares, bacterianos, macromoléculas, etc...
Estudio ultraestructural de células y tejidos normales y patológicos.
Morfología y ultraestructura de microorganismos.
Localización y diagnóstico de virus.
Morfología de virus
Caracterización inmunocitoquímica e histoquímica de distintos tipos celulares.
Estudios morfológicos para la caracterización taxonómica en Zoología y Botánica.
Comprobación morfológica de tratamientos terapeúticos experimentales.
Determinación de especies animales y vegetales, basada en el estudio de sus características morfológicas.
Caracterización de distintos tipos celulares.
Comprobación de tratamientos experimentales.
Organización celular de tejidos y órganos.
Estudio de orgánulos subcelulares.
Estudio de especializaciones celulares: cilios, flagelos, sinapsis, uniones GAP, etc.
Ayuda en diagnóstico pericial.

Microscopía Confocal

Análisis de colocalización.
Observación de marcados inmunocitoquímicos y detección de sondas.
Estudio de estructura celular y citoesqueleto.
Medida de actividad intracelular (pH e iones).
Producción de reconstrucciones tridimensionales (series Z).
Permite la visualización de series temporales.

Preparación de Muestras y Ultramicrotomía

Preparación de muestras biológicas y minerales para el estudio ultraestructural y microanálisis por energías dispersivas.

Personal

PERSONAL

Responsables:

Francisco Gracia Alfonso

Rocío Vargas Díaz

Ubicación: Edificio Ramón y Cajal. Planta Baja. Campus de Rabanales. Córdoba (España)

Teléfono: 957 218 734

E-mail:

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Unidad de Técnicas Geoespaciales (GEO)

Unidad

DESCRIPCIÓN DE LA UNIDAD

En esta unidad se desarrollan una serie de técnicas multidisciplinares que abarcan el estudio, adquisición, almacenamiento, organización, análisis, difusión, gestión y explotación de la información espacial referenciada geográficamente. Dichas técnicas tienen su aplicación en proyectos de gestión y planificación del territorio y recursos naturales, el estudio de la atmósfera, el medio terrestre y marino o la navegación por satélite.

Técnicas

TÉCNICAS

En esta unidad se desarrollan una serie de técnicas multidisciplinares que abarcan el estudio, adquisición, almacenamiento, organización, análisis, difusión, gestión y explotación de la información espacial referenciada geográficamente. Dichas técnicas tienen su aplicación en proyectos de gestión y planificación del territorio y recursos naturales, el estudio de la atmósfera, el medio terrestre y marino o la navegación por satélite. Dichas técnicas, a veces llamadas geomática o geoinformática se fundamentan en cinco disciplinas básicas: la Teledetección, la Fotogrametría, la Cartografía, la Topografía y los Sistemas de Información Geográfica.

Aplicaciones

APLICACIONES

Suministro de información geográfica en general: imágenes de la constelación NOAA y LANDSAT, gestionar la elección y adquisición de cualquier otro sensor del mercado, fotografía aérea de distintas escalas y fechas de adquisición, cartografía existente, etc.
Digitalización de cartografía a través de escáner.
Obtención y procesado de datos GPS.
Impresión de planos, cartografía e imágenes en gran formato.
Calibración y georeferenciación de imágenes de distintos sensores espaciales y aerotransportados.
Ortorrectificación de fotografía aérea e imágenes satélite.
Diseño y desarrollo de Sistemas de Información Geográfica.
Preparación de cartografía para un sistema de información geográfica.
Análisis geoestadístico de la información geográfica.
Análisis de información territorial procedente de cartografía general, datos de campo, imágenes de satélite o fotografías aéreas.
Aplicación de herramientas de análisis espacial como los sistemas de información geográfica o el tratamiento digital de imágenes.
Obtención de huellas espectrales a través de espectroradiómetro terrestre.
Desarrollo de software geomático.
Simulación del medio físico.
Utilización del Servidor informático de la Unidad, con todo el software y base de datos cartográfica instalada en él.

Unidad de Fotografía Científica (FOT)

Unidad

DESCRIPCIÓN DE LA UNIDAD

Incluida dentro del Servicio de Imagen científica, la Unidad de Fotografía científica proporciona las herramientas y técnicas adecuadas para la adquisición y captura en formato digital de todo tipo de soportes y formatos físicos,para su mejora y optimización, además de disponer de las herramientas necesarias para su duplicación digital, impresión en formato 2D y en formato 3D (en su caso).

SCAI - Área de Microscopía e Imagen Científica