Objeto em Foco: Microscópio Eletrônico de Transmissão EM900

Já imaginou ver bem grande tudo aquilo que não conseguimos ver a olho nu? Os microscópios eletrônicos representaram uma grande evolução tecnológica para a ciência desde sua invenção, na primeira metade do século XX. As imagens geradas pela microscopia eletrônica de transmissão são bidimensionais e permitem ampliações de centenas de milhares de vezes. Elas são fundamentais nas pesquisas científicas para, entre muitas coisas, proteger a saúde da população.

No Instituto Oswaldo Cruz, o microscópio Zeiss EM900, que hoje faz parte do acervo museológico da Fiocruz, pertencia ao Laboratório de Morfologia e Morfogênese Viral do IOC e atuava como um dos instrumentos da Plataforma de Microscopia Eletrônica Rudolf Barth. Foi adquirido pelo Ministério da Saúde durante a gestão do ministro Alceni Guerra, no início dos anos de 1990. Enquanto esteve em funcionamento, foi utilizado em pesquisas de virologia como ferramenta importante no estudo da morfologia das partículas dos vírus, para a visualização direta de estruturas morfológicas e a realização de diagnósticos rápidos durante surtos de doenças, especialmente viroses como meningite, gastroenterites e dengue.

O primeiro microscópio eletrônico em uso no IOC foi um dos primeiros em funcionamento no Brasil. Era um RCA Victor, modelo EMU-2C, adquirido na gestão de Olympio da Fonseca Filho (1949 -1953). Para operar e manter o microscópio de elétrons foi contratado o engenheiro e físico Hans Muth, especialista em eletrônica e alto vácuo e que trabalhara para a RCA. O instrumento foi utilizado em estudos bacteriológicos de diversos pesquisadores, bem como no atendimento a pesquisas de colegas de outras instituições. Foram alguns deles: Souza Araújo, sobre o bacilo de Hansen (Mycobacterium leprae), Milton de Mello e Niber Moreira da Silva, sobre a Proteus vulgaris (bactéria que habita o trato intestinal de seres humanos e animais). Em atividade por curto período e logo aposentado, o microscópio RCA teve seus componentes retirados para finalidades diversas em outros laboratórios do instituto.

Célula de vetor infectada com o vírus da dengue tipo 2. Créditos: Monika Barth / IOC

Na década de 1970, durante a gestão de Vinicius da Fonseca como presidente da Fiocruz (1975- 1979), a assinatura de um acordo de cooperação com o Instituto Bernhard Nocht da Alemanha possibilitou a criação do Centro de Microscopia Eletrônica do IOC e a instalação de um novo microscópio eletrônico Zeiss, modelo EM10B. Como parte desse acordo, um grupo de jovens cientistas e técnicos do instituto recebeu formação e foi treinado no uso do instrumento.

Desde então, a expertise do IOC no domínio da microscopia eletrônica é amplamente reconhecida. Posteriormente, o Centro de Microscopia Eletrônica acabou sendo renomeado para Plataforma de Microscopia Eletrônica Rudolf Barth, em homenagem ao pesquisador do Instituto que foi um dos articuladores do acordo de cooperação. Atualmente, os microscópios eletrônicos instalados nos laboratórios de pesquisa do IOC integram a infraestrutura da Rede de Plataformas Tecnológicas da Fiocruz.

O microscópio eletrônico Zeiss

O modelo EM900 faz parte de uma linha de microscópios eletrônicos iniciada pela fabricante alemã no final dos anos 1940, em parceria com a AEG (Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft).

A linha EM de microscópios eletrônicos começou pelo EM8, o primeiro a ser comercializado a partir de 1949. Seu sucessor, o EM9, lançado em 1961, representou um marco tecnológico como o primeiro microscópio eletromagnético de transmissão produzido com controle automático de exposição.

Outras inovações importantes na microscopia eletrônica da Zeiss foram a introdução do filtro Castaing-Henry nos microscópios comerciais, que possibilitou a produção de imagens de alta resolução, o microscópio Orion, que gera imagens ao escanear a amostra com íons de hélio em vez de elétrons, e o Crisp, capaz de gerar imagens em nível atômico.

Descrição do Microscópio Eletrônico de Transmissão EM900
Os principais componentes do microscópio eletrônico de transmissão (também denominado microscópio de elétrons ou microscópio eletromagnético) são a coluna óptica de elétrons, o sistema de vácuo e a mesa de instrumentos com os consoles de comando e controle.

Na coluna óptica, encontram-se, do alto para baixo, a conexão com o cabo de alimentação de alta voltagem, gerador de elétrons (canhão), lentes eletromagnéticas condensadoras, suporte de abertura do condensandor, compartimento para o espécime/amostra, suporte de abertura das objetivas eletromagnéticas, lentes objetivas eletromagnéticas, suporte de abertura de difração, lentes eletromagnéticas de difração e portas laterais para acessórios como câmeras 35mm, digitais e CCD/TV, além de visores binocular e de tela fluorescente.

Na comparação entre a microscopia de luz e a microscopia eletrônica de transmissão, o microscópio eletrônico de transmissão possui um gerador de elétrons de alta tensão no topo da coluna óptica. Quando acionado, produz um feixe de elétrons que se desloca no vácuo através do tubo da coluna até convergir por grupos de “lentes” eletromagnéticas, que “focalizam” os elétrons em um feixe muito fino. Esse feixe penetra a amostra, que, por sua vez, é constituída por uma finíssima camada do material biológico a ser analisado. Uma vez atravessada a amostra, o feixe de elétrons atinge uma tela fluorescente, onde é formada a imagem da amostra selecionada. Créditos: SDPDC / Museu da Vida

O sistema de bombas de alto vácuo, montado na parte de trás da mesa de instrumentos, funciona conectado à coluna óptica de elétrons. É formado por uma bomba turbomolecular de alto desempenho e uma bomba rotativa de dois estágios. As câmaras de alto vácuo, de filamento e de amostra e óptica de elétrons são servidas pela bomba turbomolecular. A bomba rotativa serve à parte inferior da coluna, à visualização e as câmeras. Um sistema microprocessador fornece controle automático e à prova de falhas a todo o sistema de vácuo.

A base que apoia o instrumento é uma mesa de metal compacto, de grande estabilidade devido a uma seção central em forma de T. Essa parte central, fixada ao tampo da mesa, aumenta a resistência à vibração produzida pelo instrumento em funcionamento. Os painéis de controle e o teclado estão instalados no tampo da mesa. No painel esquerdo, estão os comandos e botões da bomba de vácuo para alinhamento do feixe de elétrons, além de luzes e displays digitais, ao passo que, no painel direito, localizam-se os comandos de foco e ajustes das lentes, dos modos de imagem e dos controles de exposição.

Informações técnicas sobre o objeto
Fabricante: Carl Zeiss AG
Material: diferentes ligas metálicas, filamentos, componentes eletrônicos, diferentes tipos de plásticos, vidro
Dimensões: 2,10m (A) x 1,40m (C) x 0,98m (L)
Peso: 600kg
Procedência: Laboratório de Morfologia e Morfogênese Viral do Instituto Oswaldo Cruz

Bibliografia e fontes
Ortrud Monika Barth. Atlas de Morfologia e Morfogênese do Vírus da Dengue, RJ, Instituto Oswaldo Cruz,2000
Olympio da Fonseca Filho. A Escola de Manguinhos. Contribuição para o estudo do desenvolvimento da medicina experimental no Brasil. São Paulo, 1974
Lucas Rocha (Comunicação/Instituto Oswaldo Cruz) - Microscopia Eletrônica: avanços e desafios. http://www.fiocruz.br/ioc/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=2225&sid=32
Carl Zeiss AG. Transmission Electron Microscope EM 900. Operating instructions
Carl Zeiss AG. Zeiss History. https://www.zeiss.com/corporate/int/about-zeiss/history.html
Documentação Fotográfica do Rio de Janeiro 1977. Construção do Centro de Microscopia Eletrônica do Instituto Oswaldo Cruz. Fiocruz. Álbum sem autoria doado à Presidência da Fiocruz. Disponível para consulta no Departamento de Arquivo e Documentação da COC/Fiocruz.

Créditos
Objeto em Foco é um produto de divulgação do acervo museológico sob a coordenação de Inês Santos Nogueira e Pedro Paulo Soares
Serviço de Museologia - Museu da Vida

Publicado em 19 de janeiro de 2021.