細菌を観察するにはどのようなタイプの顕微鏡を使用すればよいでしょうか?
光学顕微鏡は、物体を拡大して観察するための精密機器です。異なる光学顕微鏡は、異なるタイプのサンプルを観察できます。微生物研究、植物研究、動物研究などの業界のユーザーは、細菌のサイズレベルを確認する必要があるため、これを観察するときにサンプルを分析するときにはどのような顕微鏡を使用すればよいでしょうか。この記事では詳細に分析します。
この質問に対する答えは、細菌細胞の大きさや人間の目と顕微鏡の解像度などの側面から議論することができます。
1. 細菌細胞の大きさは、一般的にミクロンレベルです。大腸菌を例にとると、長さは約 1um、幅は約 0.5um です。
2. 解像度とは、明確に区別できる 2 つの物体点間の最小距離を指します。
顕微鏡の解像度とは、顕微鏡が画像を拡大した後に明確に区別できる 2 つの物体点間の最小距離を指します。
機器の解像度とは、測定対象物の微細構造に関する情報を提供する機器の能力を指します。解像度が高いほど、より詳細な情報が得られます。増幅限界を超える倍率は無効増幅と呼ばれ、無効増幅ではより詳細な構造情報を提供できません。
3. 人間の目の解像度は 0.1mm です。つまり、十分な光と 1 フィートの距離の条件下では、一般的な人間の目が識別できる 2 点間の最小距離は 0.1mm です。
4. まとめ: 細菌の存在を確認するには、少なくとも次の倍率が必要です: 0.1mm ÷ 0.5um=1000 ÷ 5 =200 倍。ただし、この倍率では、細菌 (大腸菌) は小さな点にしか見えません。より詳細な構造情報を確認するには、顕微鏡の倍率を上げる必要があります。
5. 通常の光学顕微鏡の解像度は可視光の波長（390〜770nm）によって制限され、通常は1000倍を超えることはありません。これは通常の光学顕微鏡の最大の倍率です。1000倍を超える倍率では、より詳細な構造情報を提供できず、無効増幅の範囲に該当します。
6. 電子顕微鏡の倍率は800,000倍に達します。その基本原理は普通の光学顕微鏡と同じで、高電圧によって短波長の電子波を発生させます。
400倍（10倍、40倍）の倍率では、細菌はほとんど見えませんが、小さな点のようなピンの頭ほどの大きさです。一般的には、1000倍（10倍、100倍）まで拡大して観察します。このとき、細菌の外観はまだかなりはっきりと見ることができ、特殊な染色後に鞭毛もはっきりと見ることができます。1000倍に拡大するには、オイルレンズを使用する必要があります。いわゆるオイルレンズは、対物レンズとカバーガラスの間に杉油を一滴落とすことです。杉油の屈折率は空気の屈折率よりも高いため、より高い倍率を使用できます。
10x と 40x は、それぞれ 10 倍と 40 倍の倍率であることを示します。接眼レンズの倍率と対物レンズの倍率を掛け合わせると、顕微鏡の総合倍率が得られます。中学校で使用されている顕微鏡の接眼レンズと対物レンズは交換可能です。接眼レンズは通常 5x と 10x です。一部の顕微鏡の接眼レンズは、一般的に 10x のみで、大腸菌 (E.coli)、黄色ブドウ球菌、枯草菌、巨大菌 (胞子を見るために使用) を見るために使用されます。
