A citologia é dependente de equipamentos que permitem toda a visualização das células humanas, pois a maioria delas são tão pequenas que não podem ser observadas sem o auxílio de instrumentos ópticos de ampliação. O olho humano tem um limite de resolução de 0,2 mm. Abaixo desse valor, não é possível enxergar os objetos sem o auxilio de instrumentos, como lupas e, principalmente, o microscópio.
O crédito da invenção do microscópio é discutível, mas sabe-se que em 1590 os irmãos neerlandeses Franz, Johan e Zacarias Janssen compuseram um artefato rudimentar munido de um sistema de lentes, que permitia a ampliação e a observação de pequenas estruturas e objetos com razoável nitidez. O aparelho foi denominado de microscópio e se constituiu na principal janela da ciência para o mundo além da capacidade de resolução do olho humano.
Em 1665, o inglês Robert Hooke usou um microscópio para observar uma grande variedade de pequenos objetos, além de animais e plantas que ele mesmo representava em fiéis ilustrações. Hooke percebeu alem que a casca do carvalho era formada por uma grande quantidade de alvéolos vazios, semelhantes à estrutura dos favos de uma colméia. Naquela época, Hooke não tinha noção de que estava observando apenas contornos de células vegetais mortas. Publicou as suas descrições e ilustrações em uma obra denominada Micrographia, em que usa a designação "little boxes or cells" (pequenas caixas ou celas) para denominar os alvéolos observados, dando origem assim ao termo célula. O termo acabou tornando-se definitivo e oficial.
O aperfeiçoamento do microscópio determinou que teria um aumento no volume de obras sobre investigações, usando os recursos da microscopia e, gradativamente, o homem foi desvendando os mistérios das células.
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