Quale microscopio ha la migliore risoluzione?
Risoluzione microscopica: perché l'elettrone batte la luce
La risoluzione (distanza minima distinguibile) è governata dal limite di diffrazione di Abbe:
d = λ / (2 × NA)
- d = risoluzione (distanza)
- λ = lunghezza d'onda dell'illuminazione
- NA = Apertura numerica = n × sin(α) (n = indice di rifrazione, α = semiamangolo del cono)
Microscopia ottica (Luce visibile: λ ≈ 400–700 nm)
| Tecnica | λ (nm) | NA max | Miglior d (nm) | Note |
|---|---|---|---|---|
| Campo chiaro (aria) | 550 | 0,95 | ~290 | Standard |
| Immersione in olio | 550 | 1,4–1,45 | ~190 | n=1,515 olio |
| Confocale | 488 | 1,4 | ~175 | Sezionamento ottico |
| STED / STORM / PALM (Super-risoluzione) | — | — | 20–50 | Nobel 2014. Commutazione fluorescenza. Non "microscopio" in senso tradizionale. |
Microscopia elettronica (Elettroni: λ ≈ 0,0025–0,0037 nm @ 100–300 kV)
| Tipo | Principio | Risoluzione | Campione |
|---|---|---|---|
| TEM (Trasmissione) | Elettroni attraverso campione sottile | <0,1 nm (atomica) | <100 nm spesso, alto vuoto |
| SEM (Scansione) | Fascio elettronico scansiona superficie | 0,4–1 nm | Rivestimento conduttivo, vuoto |
| Cryo-EM | TEM + proteina vetrificata | ~1,2 Å (atomica) | Stato nativo, nessun cristallo |
Altre sonde
- AFM/STM (Microscopia a sonda di scansione): Risoluzione atomica (0,1 nm). Misura forza/corrente di tunnelamento, non "immagine" in senso ottico.
- Microscopia a raggi X: 10–50 nm. Penetra campioni spessi.
- Microscopia a ioni di elio: 0,24 nm. Solo superficie.
Verdetto
- Miglior risoluzione: TEM / Cryo-EM (sub-ångström).
- Migliore per cellule vive: Light sheet / confocale / super-res (20–200 nm, compatibile con vivo).
- Migliore per superficie 3D: SEM / FIB-SEM (nm, vuoto).
- Migliore per laboratorio di routine: Campo chiaro/confocale a immersione in olio (~200 nm).
La risoluzione non è tutto. Contrasto, velocità, preparazione campione, costo, produttività e contenuto informativo contano di più per la maggior parte delle domande.