Microscopia de polarização

Microscopia de Microscopia de polarizaçãopolarização

1

2

3

5yy

xx

1,5

2

3

4

Vetor campo elétricoVetor campo elétricoEE

OndaOnda

PolarizaçãoPolarização é a natureza vetorial da luz é a natureza vetorial da luz

Propriedades fundamentais da luzPropriedades fundamentais da luz

- - intensidade;intensidade; - freqüência;- freqüência;

- coerência;- coerência; - polarização.- polarização.

4

Microscopia de polarização do Microscopia de polarização do esmalteesmalte

Contraste: tipos de amostraContraste: tipos de amostra1) 1) AmplitudeAmplitude: alteram a intensidade da luz transmitida. Amostras transparentes coradas : alteram a intensidade da luz transmitida. Amostras transparentes coradas

causam o mesmo efeito.causam o mesmo efeito.

2) 2) FaseFase: não absorvem luz, mas causam mudança de fase nos comprimentos de onda que : não absorvem luz, mas causam mudança de fase nos comprimentos de onda que a atravessam.a atravessam.

Amostra transparente

Amostra tipo amplitude

Amostra tipo fase

Amostra tipo misto (maioria)

Sem retardo de fase: amplitude aumentada

Retardo de fase de 90º: amplitude reduzida

Retardo de fase de 180º: amplitude zero

Onda A

Onda B

Resultante

Onda A

Onda B

Resultante

Onda A

Onda B

Resultante

Interferência construtiva

Interferência construtiva

Interferência destrutiva


Luz não polarizada

Polarizador 1Polarizador 2

Luz polarizada


deslocamento

Microscopia de luz polarizadaMicroscopia de luz polarizadaLuz polarizada passando por polarizadores paralelos.Luz polarizada passando por polarizadores paralelos.

Luz plana polarizada = luz circular a dir + luz cir. Esq.Luz não polarizada

Polarizador

Vetor do campo elétrico


Sem luzLuz não polarizada


Microscopia de luz polarizadaMicroscopia de luz polarizadaLuz polarizada passando por polarizadores cruzados.Luz polarizada passando por polarizadores cruzados.


BirrefringênciaBirrefringênciaDois índices de refração, ordinário (círculo) e extraordinário (elipse), Dois índices de refração, ordinário (círculo) e extraordinário (elipse), com vetores separados por ângulos retos: círculo e elipse sobrepostos.com vetores separados por ângulos retos: círculo e elipse sobrepostos.


Eixo óptico Eixo óptico

Birrefringêncianegativa

Birrefringênciapositiva

Oportunidade Oportunidade para passar por para passar por polarizadorespolarizadorescruzadoscruzados

AnisotropiaAnisotropiaEsmalte anisotrópico permite ser visualizado entre Esmalte anisotrópico permite ser visualizado entre

polarizadores cruzados.polarizadores cruzados.

Sem luzLuz não polarizada


Com luzLuz não polarizada


Material isotrópico Material anisotrópico


A

Posição do polarizadorPosição do polarizadorParalelo ao eixo Paralelo ao eixo extraordinárioextraordinário

Posição do polarizadorPosição do polarizadorParalelo ao eixo Paralelo ao eixo ordinárioordinário

Cristal anisotrópico transparenteCristal anisotrópico transparente

FiguraFigura

BirrefringênciaBirrefringênciaObservação com polarizadores cruzadosObservação com polarizadores cruzados: posições : posições

diagonais e de extinção.diagonais e de extinção.


90o

Posições de extinçãoPosições de extinção Posição diagonalPosição diagonal

Aqui as duasTêm a mesmaamplitude

Polarizador

Platina giratória

Analisador

Revólver centralizável

Objetiva de polarização

Tubo para filtro de retardo


Lente Bertrand

Anatomia do microscópio de Anatomia do microscópio de polarização.polarização.


Platina circular

Filtro de retardo

Centralizador da platina

Centralizador da objetiva

Anatomia do microscópio de Anatomia do microscópio de polarização.polarização.

Trava da platina

Objetivas de polarização

Cristal anisotrópico nas posições de extinção e diagonal no microscópio

0º

+45º

+90º

COR BLOQUEDA

COR RESULTANTE


Interferência: regras para cores Interferência: regras para cores resultantes.resultantes.

Condição para cores bloqueadasCondição para cores bloqueadas::Retardo = (m + ½)Retardo = (m + ½)m = 1, 2, 3 ...m = 1, 2, 3 ...

Condição para cores não bloqueadasCondição para cores não bloqueadas::Retardo = mRetardo = mm = 1, 2, 3 ...m = 1, 2, 3 ...

ORDEM


Esmalte dentalEsmalte dentalmaduro em águamaduro em água


Birrefringência: o que induz?Birrefringência: o que induz?

1) Estruturas ordenadas* e com tamanhos < 1) Estruturas ordenadas* e com tamanhos < x x atéaténmnm* Classificadas pelo índice de refração.* Classificadas pelo índice de refração.

2) Estruturas com componentes com mais de um índice de refração. 2) Estruturas com componentes com mais de um índice de refração.


Birrefringência: tipos Birrefringência: tipos

1) 1) IntrínsecaIntrínseca: devido à assimetria de ligações químicas;: devido à assimetria de ligações químicas;

2) 2) De formaDe forma: quando estruturas, com ou sem BR: quando estruturas, com ou sem BR intrintr, são regularmente orientadas dentro de um meio com um outro índice refração., são regularmente orientadas dentro de um meio com um outro índice refração.

3) 3) De fluxoDe fluxo: estruturas com orientação preferencial dentro de um líquido em fluxo contínuo. : estruturas com orientação preferencial dentro de um líquido em fluxo contínuo.

4) 4) De estresseDe estresse: estruturas com orientação preferencial induzida por deformação mecânica.: estruturas com orientação preferencial induzida por deformação mecânica.

C – C – C – C - C C – C – C – C - C

C – C – C – C - C

Orientação preferencialdas ligações químicas

lento

ráp

ido

Elipse dabirrefringência

Birrefringência intrínsecaBirrefringência intrínseca


Antes da maturaçãoAntes da maturaçãoApós a maturaçãoApós a maturação

MineralMineralMineralMineralMineralMineralMin

era

lM

inera

l

ÁguaÁgua

Matéria orgânicaMatéria orgânica

Simmer & Hu, J Dent Educ; (65):896-905, 2001Simmer & Hu, J Dent Educ; (65):896-905, 2001

Imagensde

MET

BR de formaBR de formaSinal positivoSinal positivo

MineralMineralBR intrínsecaBR intrínsecaSinal negativoSinal negativo

+ 45o

Filtro de retardo Filtro de retardo de 550 nmde 550 nmEixo lento

Eixo lentoem + 45

Retardo somado = 750 nm (cor azul)

Amostra: retardo Amostra: retardo de 200 nmde 200 nm


Birrefringência: sinal positivoBirrefringência: sinal positivo

+ 45o

Filtro de retardo Filtro de retardo de 550 nmde 550 nmEixo lento

Eixo rápidoem + 45

Retardo substraído = 350 nm (cor amarela)

Amostra: retardo Amostra: retardo de 200 nmde 200 nm


Birrefringência: sinal negativoBirrefringência: sinal negativo

0o

-45o +45o

POSIÇÃO DE EXTINÇÃOPOSIÇÃO DE EXTINÇÃO

POSIÇÃO DIAGONAL DE ADIÇÃOPOSIÇÃO DIAGONAL DE ADIÇÃO POSIÇÃO DIAGONAL DE SUBTRAÇÃOPOSIÇÃO DIAGONAL DE SUBTRAÇÃO

ESMALTE MADUROESMALTE MADURO BR -BR -

-45o +45o

0o

POSIÇÃO DE EXTINÇÃOPOSIÇÃO DE EXTINÇÃO

POSIÇÃO DIAGONAL DE ADIÇÃOPOSIÇÃO DIAGONAL DE ADIÇÃOPOSIÇÃO DIAGONAL DE SUBTRAÇÃOPOSIÇÃO DIAGONAL DE SUBTRAÇÃO

ESMALTEESMALTE DE RATODE RATO BR +BR +

BRforma= V1V2(n12 – n2

2)2

2(V1n1 + V2n2)[(1+V1)n22 + V1n1

2]

Equação de Wiener (1912) para materiais Equação de Wiener (1912) para materiais heterogêneosheterogêneos

Birref. intrínsecaBirref. intrínseca sinal negativosinal negativo fase mineralfase mineral


Birref. de forma Birref. de forma sinal positivo sinal positivo fase não mineralfase não mineral

+

Birrefringência observada do esmalteBirrefringência observada do esmalte

- Cárie dental;Cárie dental;- Fluorose dental;Fluorose dental;- Erosão dental;Erosão dental;- Estudos de mineralização durante Estudos de mineralização durante amelogênese;amelogênese;- Esclerose dentináriaEsclerose dentinária- Amelogênese imperfeita;Amelogênese imperfeita;- Matéria orgânica do esmalte dental.Matéria orgânica do esmalte dental.

Microscopia de polarização do Microscopia de polarização do esmalteesmalte Birrefringência: aplicação para estudo dos tecido dentais Birrefringência: aplicação para estudo dos tecido dentais

durosduros

Microscopia de polarização do Microscopia de polarização do esmalteesmalte Lesão cariosa de esmalte: zonas histológicas e química: Lesão cariosa de esmalte: zonas histológicas e química:

Robinson et al. (Robinson et al. (Crit Rev Oral Biol MedCrit Rev Oral Biol Med, 2000), 2000)

Tamanho dos porosTamanho dos porosZona escura: Poole et al., Nature, 189: 998-1000, 1961Zona escura: Poole et al., Nature, 189: 998-1000, 1961

Camada superficial: Silverstone, Nature 1967Camada superficial: Silverstone, Nature 1967

- Problema: obter informações espaciais sobre o volume Problema: obter informações espaciais sobre o volume mineral no esmalte de rato.mineral no esmalte de rato.

- Amostra: incisivos de rato (secções não Amostra: incisivos de rato (secções não desmineralizadas longitudinais) ;desmineralizadas longitudinais) ;

- Análise: quantificação da birrefringência em Thoulet Análise: quantificação da birrefringência em Thoulet 1,62 após 48h de imersão.1,62 após 48h de imersão.

Microscopia de polarização do Microscopia de polarização do esmalteesmalte Birrefringência: aplicação para estudo do conteúdo Birrefringência: aplicação para estudo do conteúdo

mineral do esmalte de ratomineral do esmalte de rato

- Problema: obter informações espaciais sobre o volume Problema: obter informações espaciais sobre o volume mineral no esmalte de rato fluorótico.mineral no esmalte de rato fluorótico.

- Amostra: incisivos de rato com fluorose (secções não Amostra: incisivos de rato com fluorose (secções não desmineralizadas longitudinais) ;desmineralizadas longitudinais) ;

- Análise: quantificação da birrefringência em Thoulet Análise: quantificação da birrefringência em Thoulet 1,62 após 48h de imersão.1,62 após 48h de imersão.

Microscopia de polarização do Microscopia de polarização do esmalteesmalte Birrefringência: estudo do conteúdo mineral da lesão Birrefringência: estudo do conteúdo mineral da lesão

fluorótica de esmalte de ratofluorótica de esmalte de rato

Lesão de fluorose

Fluorótico- microscopia Controle -microscopia

Fluorótico – microradiografia (Hara, A., Zero, DT, OHRI, Indiana University, USA)

Controle – microradiografia (Hara, A., Zero, DT, OHRI Indiana University, USA)

Microscopia de polarização do Microscopia de polarização do esmalteesmalte Birrefringência: esclerose dentináriaBirrefringência: esclerose dentinária

Esclerose

Lesãocariosa

Microscopia de polarização do Microscopia de polarização do esmalteesmalte Birrefringência: matriz orgânica do esmalte de ratoBirrefringência: matriz orgânica do esmalte de rato

Matriz orgânicaBR positiva

Corte por desmineralização - esmalte de rato em estágio de secreção.Espírito Santo, A. & Line, SR. FOP, Unicamp.Espírito Santo, A. & Line, SR. FOP, Unicamp.

- inconsistência entre BR- inconsistência entre BRobsobs calculada e BR calculada e BRobsobs experimentalexperimental

BRBRobsobs experimental experimental

~ -20 x 10~ -20 x 10-4-4

Microscopia de polarização do Microscopia de polarização do esmalteesmalte Birrefringência do esmalte (modelo de Darling (1958): Birrefringência do esmalte (modelo de Darling (1958):

principal problema.principal problema.

Esmalte maduro em águaEsmalte maduro em água ((VV11 = 87%; = 87%; nn11= 1,62; = 1,62; nn22 = = 1,33):1,33):

BRBRobsobs calculada calculada (Darling, 1958)(Darling, 1958)

+ 42 x 10+ 42 x 10-4-4

Linha neo-natal

Ponto 1Pós-natal

Ponto 2Pré-natal

Ponto 3Pré-natal

ESMALTE DECÍDUO INCISAL: pontos em relação ao nascimento

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