各種光学顕微鏡の分類と使い方の紹介
光学顕微鏡には多くの分類方法があります。使用する接眼レンズの数に応じて、双眼顕微鏡と単眼顕微鏡に分けることができます。 画像に立体効果があるかどうかに応じて、立体顕微鏡と非立体顕微鏡に分けることができます。 観察対象に応じて、生物顕微鏡と金顕微鏡に分けることができます。 顕微鏡。 位相顕微鏡など; 光学原理により、偏光顕微鏡、位相差顕微鏡、微分干渉顕微鏡などに分けることができます。 光源の種類に応じて、通常の光、蛍光、紫外光、赤外光、レーザー顕微鏡などに分けることができます。 受信機の種類によって、ビジョン、デジタル（カメラ）顕微鏡などに分けることができます。一般的に使用される顕微鏡には、双眼実体顕微鏡、金属顕微鏡、偏光顕微鏡、蛍光顕微鏡などがあります。
1. 双眼実体顕微鏡
「固体顕微鏡」または「解剖鏡」とも呼ばれる双眼実体顕微鏡は、正の立体感を備えた視覚機器です。 生物医学分野のスライス手術や顕微手術で広く使用されています。 産業界では、小さな部品や集積回路の観察、組み立て、検査に使用されています。 次の特徴があります。
(1) デュアルチャネル光路を使用すると、双眼鏡筒内の左右のビームは平行ではなく、特定の角度 - 体積視野角 (通常は 12 度 -15 度)、つまり左右のビーム。 両眼で立体像が得られます。 これは基本的に、2 つの単管顕微鏡を並べて配置したものです。 ２つの鏡筒の光軸がなす視野角は、人が両眼で物体を観察するときの視野角に相当し、三次元空間に立体視像を形成する。
(2) 接眼レンズの下のプリズムが画像を上下逆さまにするため、画像はまっすぐで、操作と分析が簡単です。
(3) 倍率は従来の顕微鏡ほどではありませんが、作動距離が長いです。
(4) 焦点深度が深く、被検査物の層全体を観察するのに便利です。
(5) 視野径が大きい。
現在のステレオスコープの光学構造は、通常の主対物レンズを介して、物体を結像した後の 2 つの光ビームが 2 組の中間対物レンズ - ズームレンズによって分離され、全体的な視野角を形成し、次にそれぞれの接眼レンズを通して結像されます。 、ミラー群間の中間距離を変化させることによって、その倍率の変化を得るため、「ズーム実体顕微鏡」とも呼ばれます。 アプリケーションの要件に応じて、現在のステレオスコープには、蛍光、写真、ビデオ撮影、冷光源などの豊富なオプションのアクセサリを装備できます。
2. 金属顕微鏡
金属顕微鏡は、金属や鉱物などの不透明な物体の金属組織を観察するために特別に使用される顕微鏡です。 これらの不透明な物体は、通常の透過光顕微鏡では観察できないため、金属組織学と通常の顕微鏡の主な違いは、前者が反射光を使用するのに対し、後者は透過光を照明に使用することです。 金属顕微鏡では、照明光は対物レンズの方向から観察対象の表面に照射され、対象の表面で反射された後、対物レンズに戻って画像化されます。 この反射照明法は、集積回路シリコンウェーハの検査にも広く使用されています。
3. 偏光顕微鏡
偏光顕微鏡は、いわゆる透明および不透明な異方性材料を研究するために使用される顕微鏡です。 複屈折を持つすべての物質は、偏光顕微鏡下で明確に区別できます。 もちろん、これらの物質は染色によっても観察できますが、観察できないものもあり、偏光顕微鏡を使用する必要があります。
(1) 偏光顕微鏡の特長
通常の光を偏光に変換して顕微鏡で観察し、物質が単屈折性 (全方向) か複屈折性 (異方性) かを識別する方法。 複屈折は結晶の基本的な特性です。 したがって、偏光顕微鏡は、鉱物、化学などの分野で広く使用されており、生物学、植物学などの分野にも応用されています。
(2) 偏光顕微鏡の基本原理
偏光顕微鏡の原理はもっと複雑なので、ここではあまり紹介しません。 偏光顕微鏡には、次の付属品が必要です: 偏光子、アナライザー、補償板または位相板、応力のない特別な対物レンズ、回転ステージ。
(3) 偏光顕微鏡法
一種の。 オルソスコープ：歪みのない顕微鏡とも呼ばれ、ベルトランレンズの代わりに低倍率の対物レンズを用いて対象物を観察するのが特徴です。 偏光による直接研究。 同時に、照明開口部を小さくするために、コンデンサーの上部レンズを押し広げます。 順相顕微鏡は、物体の複屈折を調べるために使用されます。
b. Conoscope: 干渉顕微鏡とも呼ばれ、偏光が干渉するときに生じる干渉パターンを研究します。 この方法は、物体の一軸性または二軸性を観察するために使用されます。 この方法では、強く収束する偏光ビームを照明に使用します。
(4) 偏光顕微鏡の要件
一種の。 光源: 波長によって光の速度、屈折率、干渉現象が異なるため、単色光を使用するのが最適です。 一般的な顕微鏡は通常の光を使用できます。
b. 接眼レンズ: 十字線付きの接眼レンズ。
C. コンデンサー: 平行偏光を得るために、上部レンズを押し出すことができるスイング アウト コンデンサーを使用する必要があります。
d. ベルトラン レンズ: コンデンサーの光路内の補助要素であり、物体によって引き起こされた一次位相を二次位相に増幅する補助レンズです。 対物レンズの後側焦点面に形成される平面干渉パターンの接眼レンズでの観察を保証します。
(5) 偏光顕微鏡の要件
一種の。 ステージの中心は光軸と同軸です。
b. 偏光子と検光子は直交位置にある必要があります。
C. 撮影は薄すぎてはいけません。
4. 蛍光顕微鏡
蛍光顕微鏡は、短波長の光をフルオレセイン染色した物体に照射し、長波長の蛍光を励起・発生させて観察します。 蛍光顕微鏡は、生物学、医学、その他の分野で広く使用されています。
(1) 蛍光顕微鏡は、大きく分けて透過型と落射型の 2 種類があります。
一種の。 透過型：励起光は被検査物の底面から出射し、集光器は暗視野集光器を採用しているため、励起光は対物レンズに入射せず、蛍光は対物レンズに入射します。 低倍率では明るく、高倍率では暗くなります。 油浸と中和の操作は難しく、特に低倍率の照明範囲を決定するのは困難ですが、非常に暗い背景が得られます。 不透明な検査対象物には透過型は使用しません。
透過型は現在ほぼ廃止されています。 ほとんどの新しい蛍光顕微鏡はエピタキシャルです。 光源はテストオブジェクトの上から来て、透明および不透明なテストオブジェクトに適した光路にビームスプリッターがあります。 対物レンズがコンデンサーの役割をするため、操作が簡単なだけでなく、低倍率から高倍率まで視野全体を均一に照らすことができます。
(2) 蛍光顕微鏡観察時の注意事項
一種の。 励起光に長時間さらされると、蛍光の減衰や消光が発生するため、観察時間をできるだけ短くする必要があります。 .
b. オイル鑑賞には「無蛍光オイル」をご使用ください。
C. 蛍光はほとんど常に弱いため、暗い部屋で実行する必要があります。
d. 電源に電圧安定器を取り付けるのが最善です。そうしないと、電圧が不安定になり、水銀ランプの寿命が短くなるだけでなく、顕微鏡の効果にも影響します。
現在、多くの新しい生物学的研究分野が、遺伝子 in situ ハイブリダイゼーション (FISH) などの蛍光顕微鏡技術に適用されています。
5. 位相差顕微鏡
光学顕微鏡の開発において、位相差顕微鏡の発明の成功は、現代の顕微鏡技術の重要な成果です。 人間の目は、光波の波長 (色) と振幅 (明るさ) しか区別できないことがわかっています。 無色透明の生物標本は、光が透過しても波長や振幅があまり変化しないため、明視野で観察することは困難です。 .
位相差顕微鏡とは、被検査物の光路差を利用して微視的検出を行うもの、つまり光の干渉現象を有効に利用して、人間の目では識別できない位相差を識別可能な振幅差に変換するものです。無色透明の場合。 物質もはっきりと見えるようになります。 これは生きた細胞の観察を非常に容易にするため、位相差顕微鏡法は倒立顕微鏡として広く使用されています。
位相差顕微鏡は装置が明視野とは異なり、いくつかの特別な要件があります。
を。 コンデンサーの下に設置し、コンデンサー - 位相差コンデンサーと組み合わせます。 これは、ディスクに取り付けられたさまざまなサイズの環状絞りで構成され、外側に 10X、20X、40X、100X などの言葉があり、対応する倍数の対物レンズと組み合わせて使用されます。
b.位相板: 対物レンズの後焦点面に取り付けられ、2 つの部分に分割されます。1 つは直接光が通過する部分で、共役面と呼ばれる半透明のリングです。 もう 1 つは、回折光が「補償」する部分です。 位相板付きの対物レンズは「位相差対物レンズ」と呼ばれ、ケースに「Ph」と書かれていることが多いです。
位相差顕微鏡法は、比較的複雑な顕微鏡法です。 良好な観察効果を得るためには、顕微鏡のデバッグが非常に重要です。 さらに、次の側面にも注意する必要があります。
一種の。 光源は強く、すべての開口絞りは開いている必要があります。
b. カラー フィルターを使用して、光の波をほぼ単色にします。
6. 微分干渉顕微鏡 (Diffe Rent Interference Contrast DIC)
微分干渉顕微鏡は 1960 年代に登場しました。 無色透明な物体を観察できるだけでなく、強い立体像を映し出すことができ、位相差顕微鏡では実現できない利点があります。 、観察効果はより現実的です。
(1) 原則
微分干渉コントラスト顕微鏡法では、特殊なウォラストン プリズムを使用してビームを分割します。 分割されたビームの振動方向は互いに垂直であり、強度は等しい。 検査対象物を通過するビームの 2 点は非常に近く、位相はわずかに異なります。 2 つの光の間隔が非常に狭いため、ゴースト現象が発生せず、画像が立体的に見えます。
(2) 微分干渉顕微鏡に必要な特殊部品:
を。 偏光子
b. アナライザ
C. 2 ウォラストン プリズム
(3) 微分干渉顕微鏡観察における注意事項
一種の。 微分干渉の感度が高いため、プレートの表面に汚れやほこりがあってはなりません。
b. 複屈折を持つ物質は、微分干渉顕微鏡法の効果を達成できません。
C. 倒立顕微鏡に微分干渉を適用する場合、プラスチックシャーレは使用できません。
7.倒立顕微鏡（Invertedmicroscope）
倒立顕微鏡は、生物医学分野における組織培養、in vitro 細胞培養、プランクトン、環境保護、食品検査などの顕微鏡観察に適しています。
上記のサンプル特性の制限により、検査対象物をペトリ皿（または培養瓶）に入れると、倒立顕微鏡対物レンズとコンデンサーの作動距離が長くなり、シャーレ内の検査対象物が直接検査を受けます。 顕微鏡観察と研究。 そのため、対物レンズ、集光レンズ、光源の位置がすべて逆になっているので「倒立顕微鏡」と呼ばれています。
作動距離の制限により、倒立顕微鏡対物レンズの最大倍率は 60 倍です。 一般的に研究用倒立顕微鏡は、無色透明の生体内観察に使用されることが多いため、4倍、10倍、20倍、40倍の位相差対物レンズが搭載されています。 ユーザーに特別なニーズがある場合は、微分干渉、蛍光、および単純な偏光の観察を完了するために、他のアクセサリを選択することもできます。
倒立顕微鏡は、パッチクランプ、トランスジェニック ICSI などの分野で広く使用されています。
8. デジタル顕微鏡
デジタル顕微鏡は、受信要素としてカメラ (つまり、テレビカメラの対物レンズまたは電荷結合デバイス) を使用する顕微鏡です。 顕微鏡の実像面にカメラを設置し、受信機を人の目に置き換えます。 光電子デバイスは、光学画像を電気信号画像に変換し、サイズ検出と粒子カウントを実行します。 このタイプの顕微鏡は、コンピューターと組み合わせて使用 することで、検出と情報処理の自動化を容易にすることができ、多くの面倒な検出作業が必要な場合に主に使用されます。
2. 各種光学顕微鏡の活用
蛍光顕微鏡は、標本から放出される蛍光を使用して物体を観察します。
実体顕微鏡は、物体の 3 次元画像を観察するために使用できます。
投影顕微鏡は、複数の人が同時に観察できるように、物体の画像を投影スクリーンに投影できます。
細胞培養、組織培養、微生物研究用の倒立顕微鏡。
位相差顕微鏡は、無色透明の標本を観察するために使用されます。
たとえば、細菌やスピロヘータを観察するために暗視野顕微鏡法が使用されます。 スポーティー。
