Física

Como vimos os vírus pela primeira vez: o microscópio eletrônico de Ruska e as imagens de 1938 a 1940

Publicado em 13/10/2026 · Última alteração em 13/10/2026

Assuntos: Micróbios

A luz visível não distingue detalhes menores que o seu comprimento de onda, limite que o comunicado do Nobel de 1986 situa em cerca de 400 nm. Elétrons, focalizados por bobinas magnéticas, têm ondas muito mais curtas. O microscópio de Ernst Ruska (1933) já superava o de luz e, na Siemens, mostrou vírus de camundongo, o do mosaico do tabaco e, em 1940, bacteriófagos.

Um vírus é uma partícula formada por ácido nucleico e proteínas, sem metabolismo próprio. Os vírus humanos sem envelope medem de 22 a 90 nm (1 nm = um milionésimo de milímetro), abaixo do que um microscópio de luz resolve. Por isso, a descoberta dos vírus, por filtração em 1892 e 1898, foi indireta: o agente passava pelo filtro, mas ninguém o via. O microscópio eletrônico de transmissão troca a luz por um feixe de elétrons que atravessa uma amostra finíssima. Como os elétrons também se comportam como ondas, de comprimento muito menor, a imagem separa detalhes que a luz mistura. Em 1938–1940, a técnica passou do laboratório de física para a medicina e a biologia.

A foto que queimava a amostra

Nas primeiras imagens, o próprio feixe destruía o objeto: nas fotos de fagos de 1940, as partículas eram danificadas pelo bombardeio de elétrons e passavam a parecer vazias. Foi preciso aprender a olhar o que sobrava.

Por que a luz não basta para ver um vírus

O comunicado do Nobel de 1986 resume o limite: com luz, não se distinguem detalhes menores que o comprimento de onda, e a resolução de um microscópio de luz visível fica na ordem de 4.000 Å, ou 400 nm (conversão nossa). Os vírus humanos sem envelope medem de 22 a 90 nm, todos abaixo desse limite. Isso explica a história da filtração: o agente atravessava o filtro, mas permanecia invisível.

Elétrons como luz: bobinas, ondas curtas e a conta de 1931

Uma bobina magnética focaliza elétrons como uma lente de vidro focaliza luz. Ruska, ainda estudante em Berlim, melhorou a lente com uma capa de ferro, obtendo foco curto, e, ao saber da hipótese de de Broglie, convenceu-se de que as ondas dos elétrons seriam cerca de cinco ordens de grandeza menores que as da luz. Em 1933 seu aparelho já dava definição melhor que a de um microscópio de luz.

Como sabemos: 1938, 1939 e 1940

Com a Siemens, os irmãos Ernst e Helmut Ruska passaram do aparelho de laboratório ao instrumento de uso biológico. Os registros mais citados são o vírus da ectromélia (c. 1938), o do mosaico do tabaco (1939) e os fagos (1940), em duas notas curtas submetidas no mesmo dia à mesma revista. A revisão de Ackermann e a de Goldsmith e Miller discordam sobre qual vírus veio primeiro, ponto que o post deixa em aberto.

O que as primeiras imagens escondiam

As imagens eram de amostras cruas: o feixe destruía fagos, que passavam a parecer vazios, e a secagem distorce vírus. Por isso o sombreamento (1945) e a coloração negativa (1959) mudaram a clareza das imagens. Hoje, o congelamento rápido da suspensão permite examinar estruturas sem alteração química, base da criomicroscopia, tema de outro post.

Como sabemos

Física e cronologia vêm de fontes institucionais e revisões lidas na íntegra; porém 'primeiro vírus visto' diverge entre as revisões e os artigos de 1938 e 1939 não foram lidos.

Em debate: Qual foi o primeiro vírus visto ao microscópio eletrônico?

• Consenso científico: Com ondas de luz, não é possível distinguir detalhes menores que o comprimento de onda da luz. [1] Background information
  Contexto: Microscopia óptica convencional. · Limitações: Técnicas de super-resolução de fluorescência, posteriores ao comunicado de 1986, contornam parte desse limite e não são tratadas aqui. · Conferida na fonte (página institucional), conferência automatizada
• Estimativa: O comunicado do Nobel de 1986 dá, para um microscópio convencional de luz visível, uma resolução da ordem de 4.000 Å, ou seja, 400 nm. [1] Background information
  Contexto: Valor aproximado ('some'), em ångströms, para luz visível. · Limitações: Conversão nossa: 1 Å = 0,1 nm, logo 4.000 Å = 400 nm. É um valor de ordem de grandeza dado pelo comunicado; o limite real depende da luz e da objetiva. · Ordem de grandeza citada pelo comunicado do Nobel, não uma medida de um instrumento específico. · Conferida na fonte (página institucional), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Uma bobina magnética funciona como lente para elétrons: o feixe divergente que a atravessa é focalizado num ponto, o que permite formar uma imagem ampliada do objeto irradiado. Ruska mostrou que uma capa de ferro bem desenhada melhorava a bobina e permitia lentes de foco curto, necessárias para grande aumento. [1] Background information
  Contexto: Princípio do microscópio eletrônico de transmissão. · Conferida na fonte (página institucional), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Ruska, que como engenheiro não conhecia a hipótese da onda de matéria de de Broglie, soube dela no verão de 1931 e se convenceu, pela equação, de que as ondas dos elétrons teriam comprimento cerca de cinco ordens de grandeza menor que o das ondas de luz. [2] Nobel Lecture, seção sobre 1931
  Contexto: Relato do próprio Ruska, na conferência do Nobel de 1986, sobre o verão de 1931. · Limitações: Relato autobiográfico feito décadas depois. 'Cinco ordens de grandeza' é a estimativa dele pela equação de de Broglie, não uma medida do instrumento. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Em 1933, Ruska pôs em uso um microscópio eletrônico construído por ele que, pela primeira vez, deu definição melhor que a de um microscópio de luz. [5] Biographical [1] Background information
  Contexto: Universidade Técnica de Berlim; Ruska como estudante e depois doutorando, com Max Knoll. · Limitações: 'Primeiro' vem do relato de Ruska e do comunicado do Comitê do Nobel; outros grupos desenvolveram microscópios eletrônicos em paralelo, e o comunicado ressalta que muitos pesquisadores participaram. · Conferida na fonte (página institucional), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Nos primeiros ensaios, até grades de platina ou molibdênio queimavam sob a irradiação necessária para uma ampliação de apenas 17,4 vezes; o calor do feixe era um problema do instrumento desde o início. [2] Nobel Lecture, seção sobre 1931
  Contexto: Protótipo de 1931, ainda longe de uso biológico. · Limitações: Relato de Ruska sobre o aparelho de 1931; não descreve as amostras biológicas posteriores. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: A Siemens produziu em 1939 seu primeiro microscópio eletrônico de transmissão comercial; Ruska, que na empresa montou em 1937 o Laboratório de Óptica Eletrônica, é apontado pelo Comitê do Nobel como quem mais contribuiu para o desenvolvimento do instrumento. [3] Origins in Europe [1] Background information [5] Biographical
  Contexto: Berlim, 1937–1939. · Limitações: O 'maior contribuição' é um juízo do Comitê do Nobel, escrito como tal. · Conferida na fonte (página institucional), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Por volta de 1938, o novo instrumento foi aplicado a bactérias e ao vírus da ectromélia do camundongo (um poxvírus), apontado por Ackermann como o primeiro vírus cujo tamanho e forma foram mostrados à comunidade científica. [3] Origins in Europe
  Contexto: Trabalho de von Borries, E. Ruska e H. Ruska, publicado em 1938 (referência do artigo). · Limitações: Há divergência sobre 'o primeiro vírus': outra revisão (a9) atribui o primeiro vírus visto ao do mosaico do tabaco em 1939. Por isso o título não usa 'primeiro vírus'. Não lemos o artigo de 1938. · Conferida em parte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Em 1939, Kausche, Pfankuch e Helmut Ruska publicaram imagens do vírus do mosaico do tabaco ao 'übermikroskop'; segundo Goldsmith e Miller, foram os primeiros a visualizar vírus com o microscópio eletrônico. [4] References, nº 47
  Contexto: Naturwissenschaften 27: 292-299, 1939. O 'Ruska' da frase original é o coautor H. Ruska, irmão de Ernst, segundo a referência. · Limitações: A superlativa 'primeiros' é de Goldsmith e Miller e diverge de f3 (a8). Não lemos o artigo de 1939. A imagem original de 1939 não tem licença aberta verificada e não ilustra o post. · Dois autores de revisão discordam sobre qual vírus foi visto primeiro (ectromélia em 1938 ou mosaico do tabaco em 1939); o texto não escolhe. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Em 1940, H. Ruska e, no mesmo laboratório da Siemens, Pfankuch e Kausche publicaram os dois primeiros trabalhos do mundo com fotografias de bacteriófagos; as bactérias aparecem íntegras ou lisadas, cercadas por muitas partículas redondas. [3] Origins in Europe
  Contexto: Alemanha, 1940; ampliação de 14.000 vezes nas imagens de H. Ruska. · Limitações: Segundo a revisão, os resultados circularam antes: cópias já tinham sido enviadas em 1939 a um professor em Lvov. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Consenso científico: Nessas imagens os fagos purificados apareciam como partículas redondas de 60 nm de diâmetro, e as micrografias encerraram a discussão sobre sua suposta natureza de 'fermento', ao provar que eram partículas. [3] Origins in Europe
  Contexto: Fagos purificados por Pfankuch e Kausche, ampliações de 22.000 a 25.000 vezes. · Limitações: O diâmetro de 60 nm é o tamanho de partículas ressecadas e irradiadas, sem coloração; imagens posteriores mostraram fagos com cauda e morfologia mais complexa. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Vírus humanos sem envelope têm de 22 a 35 nm (parvovírus, enterovírus), de 40 a 55 nm (poliomavírus, papilomavírus) ou de 70 a 90 nm (reovírus, rotavírus, adenovírus), muito abaixo de 400 nm. [4] Interpretation of EM data, Virus appearance
  Contexto: Vírus humanos nus (sem envelope) vistos em coloração negativa. · Limitações: Não vale para todos os vírus: há vírus maiores, de centenas de nanômetros (ver o post sobre o mimivírus). A comparação com 400 nm (a2) é nossa. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Nas primeiras imagens, as partículas de fago eram destruídas pelo bombardeio de elétrons e passavam a parecer vazias; todas as micrografias de vírus anteriores a 1945 eram de amostras cruas e sem coloração. [3] Progress in North America
  Contexto: Fagos e bactérias mistos, 1940. · Limitações: 'Anteriores a 1945' segue a ordem da revisão (o sombreamento com cromo é de 1945). · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: Em 1945, o sombreamento com cromo passou a ser usado para dar contraste e medir vírus (primeiro em influenza e mosaico do tabaco), e a coloração negativa, introduzida em 1959 por Brenner e Horne, permitiu ver vírus com clareza sem precedentes. [3] Europe Again
  Contexto: Williams e Wyckoff (sombreamento, 1945); Brenner e Horne (coloração negativa, Cambridge, 1959). · Limitações: A revisão trata sobretudo de fagos; o texto usa só o que ela afirma. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
• Fato estabelecido: A secagem de amostras fluidas antes da coloração negativa distorce vírus; já o congelamento rápido da suspensão, base da criomicroscopia, permite examinar estruturas sem alteração química. [4] Cryo-EM and tomography
  Contexto: Prática atual de microscopia eletrônica de vírus. · Limitações: A criomicroscopia tem pauta própria; aqui só se registra a ligação. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada

Fontes

1. Real Academia Sueca de Ciências / NobelPrize.org — Press release: The 1986 Nobel Prize in Physics
   Royal Swedish Academy of Sciences · 1986 · Documento institucional · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026
2. Fundação Nobel / NobelPrize.org — The Development of the Electron Microscope and of Electron Microscopy (Nobel Lecture)
   Ruska, E. · 1986 · Fonte histórica primária · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026
3. Bacteriophage — The first phage electron micrographs
   Ackermann, H.-W. · 2011 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026 DOI 10.4161/bact.1.4.17280
4. Clinical Microbiology Reviews — Modern uses of electron microscopy for detection of viruses
   Goldsmith, C. S.; Miller, S. E. · 2009 · Revisão ou síntese científica · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026 DOI 10.1128/cmr.00027-09
5. Fundação Nobel / NobelPrize.org — Ernst Ruska – Biographical
   Ruska, E. · 1986 · Fonte histórica primária · lida na íntegra · consultada em 13/10/2026

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