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Zacharias Janssen, un fabricante de lentes neerlandés, se atribuye a menudo la invención del microscopio compuesto. Este dispositivo temprano consistía en un tubo con dos lentes convexas que permitían la ampliación de las imágenes.
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Robert Hooke publica "Micrographia", en el que describe observaciones realizadas con microscopios rudimentarios. Hooke populariza el término "célula" al observar estructuras en cortes delgados de corcho.
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Antonie van Leeuwenhoek, un fabricante de lentes neerlandés, mejora los microscopios con lentes de alta calidad que él mismo fabricaba. Realiza observaciones detalladas de microorganismos y tejidos biológicos.
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Joseph Jackson Lister desarrolla la lente acromática, que corrige las aberraciones cromáticas y mejora la calidad de las imágenes.
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Ernst Abbe formula las condiciones matemáticas para lograr una resolución máxima en los microscopios ópticos. Su trabajo sentó las bases para la microscopía moderna.
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Carl Zeiss y Ernst Abbe colaboran en el desarrollo de microscopios con lentes objetivas acromáticas y sistemas de iluminación mejorados.
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Desarrollo de microscopios de contraste de fase y microscopios de campo oscuro, que permiten la visualización de muestras transparentes y no coloreadas.
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Desarrollo del microscopio de fluorescencia, que utiliza marcadores fluorescentes para etiquetar componentes celulares específicos y visualizarlos.
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Desarrollo del microscopio confocal, que mejora la resolución en la microscopía y permite la obtención de imágenes en 3D.
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Introducción de la microscopía de campo cercano (STM y AFM), que permiten la visualización a nivel atómico y molecular mediante la exploración de superficies con sondas.
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Avances en la microscopía superresolutiva, como PALM, STORM y SIM, permiten la visualización de estructuras subcelulares a una escala mucho más fina de lo que era posible con microscopios convencionales.