光学顕微鏡に関する豆知識の紹介
小さな物体またはその小さな部分を高倍率で拡大して観察する器具または装置。 工業生産や農業生産、科学研究に広く使用されています。 生物学者や医療従事者も業務で顕微鏡をよく使用します。 大きく分けて光学顕微鏡と電子顕微鏡に分かれます。
光学顕微鏡は可視光を光源とする顕微鏡です。 通常の光学顕微鏡は、光学系と機械装置の 2 つの部分に分けることができます。 光学系には主に接眼レンズ、対物レンズ、コンデンサー、絞り、光源が含まれます。 機械装置は主に鏡筒、ミラーコラム、ステージ、ミラーベース、厚さ調整ネジなどの部品で構成されています（図1）。 その基本的な光学原理を図 2 に示します。図の左側にある小さな凸レンズは、対物レンズと呼ばれる焦点距離の短いレンズのグループを表しています。 右側の大きな凸レンズは、接眼レンズと呼ばれる焦点距離の長いレンズのグループを表しています。 観察対象物（AB）は、対物レンズの焦点（f1）の少し外側に配置されます。 物体からの光は対物レンズを通過し、接眼レンズの焦点（f2）より少し内側に倒立拡大実像（B'A'）を形成します。 観察者の目は、接眼レンズを通して実像 (B'A') をさらに拡大して反転した虚像 (B"A") にします。
接眼レンズは顕微鏡鏡筒の上にあり、通常 2 つの凸レンズで構成されています。 対物レンズによって形成される実像がさらに拡大されるだけでなく、目で観察できる視野も制限されます。 一般的に使用される接眼レンズは倍率に応じて5倍、10倍、15倍の3種類があります。
対物レンズは通常、顕微鏡鏡筒の下、観察対象の近くに配置されます。 8～10枚のレンズで構成されています。 その機能は拡大 (オブジェクトの拡大された実像を作成する) であり、2 番目は画像の品質を保証することであり、3 番目は解像度を高めることです。 一般的に使用される対物レンズは、倍率に応じて低倍率（4倍）、中倍率（10倍または20倍）、高倍率（40倍）、油浸対物レンズ（100倍）に分けられます。 ミラーチェンジャーホイールには複数の対物レンズが搭載されており、必要に応じてターンテーブルを回転させることで異なる倍数の対物レンズを選択できます。
顕微鏡の倍率は接眼レンズと対物レンズの倍になります。 例えば、接眼レンズが10倍、対物レンズが40倍の場合、倍率は40×10倍（倍率400倍）となります。 優れた顕微鏡は2000倍に拡大でき、1×10-5cm離れた2つの点を区別できます。
白色光が凸レンズを通過するとき、波長の短い光（青紫）は波長の長い光（赤〜オレンジ）よりも屈折が大きくなります。 したがって、画像化すると、画像の周囲にさまざまなスペクトルが存在し、青色または赤色の光の輪が存在します。 この色の欠陥は色収差と呼ばれます。 レンズ表面のさまざまな部分に光が入射（および出射）する角度が異なるため、レンズの周辺を通過する光は、レンズの中心を通過する光よりも大きな角度で屈折します。 そのため、撮影時に画像の周囲にぼやけた画像や歪んだ画像が現れます。 この結像面の曲率欠陥を球面収差と呼びます。 形状、構造、距離の異なる一連の凸レンズ群と凹レンズ群が相互に連携することで、色収差や球面収差を極限まで補正し、明るく鮮明で正確な像を形成します。 このため、接眼レンズや対物レンズはそれぞれ 1 組のレンズで構成されています。 このようなレンズはプランアクロマートと呼ばれます。
光が 1 つの媒体 (空気など) から別の密度の高い媒体 (ガラスなど) に投影されると、光は図の BOA ラインなどの「法線」(媒体の界面に垂直な線) に曲がります。 3. 光が高密度媒体 (ガラス) から高密度媒体 (空気) に入射すると、AOB ラインなどの「法線」から逸脱します (図 3a)。 光はコンデンサーガラス（屈折率1.51）を通って空気中に入る際にも外側に偏って屈折するため、対物レンズに入る光の量が大幅に減少し、像の解像度も低下します。 100倍の対物レンズを使用する場合、対物レンズとカバーガラス（屈折率も1.51）の間にオイルを入れて空気を隔離すると、光がほとんど屈折せずに対物レンズに入射するため、明るさと解像度が向上します。画像 。 このような対物レンズは油浸対物レンズと呼ばれます (図 3b)。
コンデンサーは顕微鏡ステージの下にあり、光源からの光を収束させ、試料に光を集中させ、適度な光強度で試料を均一に照射することができます。 コンデンサーの下端には、ビームの太さを制御する開口絞り (絞り) が装備されています。
通常の光学顕微鏡の光源はコンデンサーの下にあり、均一な照明を持つ特別な強力な電球であり、光の強度を変えるための可変抵抗器が装備されています。
通常の光学顕微鏡の光源光はレンズ本体の底部から透過し、集光レンズ、対物レンズを通って接眼レンズに到達するため、観察する試料を厚さ約10mmの薄切りにする必要があります。医学・生物学研究において光を透過できる6μm。 そして、さまざまな組織や細胞、その他の微細構造を示すために染色します。 適切な組織材料を選択し、ホルムアルデヒド（ホルマリン）溶液で固定し、段階的にアルコールで脱水し、パラフィンに包埋し、ミクロトームで組織を薄片に切断し、マウントする一連の処理プロセスは、従来の組織スライス法と呼ばれます。ヘマトキシリン・エオシン色素で染色した後、最終的に組織スライドを光学樹脂接着剤でマウントしました。 調製した組織スライドは長期間保存できます。
顕微鏡の接眼レンズと対物レンズは鏡筒の両端に取り付けられており、それらの距離は固定されています。 組織スライドをステージ上に置き、粗調整ネジを回してステージを対物レンズに近づけます。 組織切片は対物レンズの焦点面に入り、標本の組織像が接眼レンズで見ることができます。 次に、微調整ネジを使用して、接眼レンズ内の画像を鮮明に観察できるようにします。 倍率を変更する場合は接眼レンズまたは対物レンズを交換する必要があります。
