生物学におけるさまざまな種類の顕微鏡

顕微鏡は、肉眼では見るには小さすぎる標本を詳細に見ることができる装置です。 彼らは倍率と解像度によってこれを行います。 倍率とは、観察レンズ内で対象物が何倍に拡大されるかです。 解像度は、表示したときにオブジェクトがどの程度詳細に表示されるかを示します。 顕微鏡は生物学で特に役立ちます。生物学では、多くの生物学者が小さすぎて助けなしでは見ることができない生物を研究します。 彼らは、ステレオスコープ、複合顕微鏡、共焦点顕微鏡、電子顕微鏡、または各カテゴリー内の特殊な顕微鏡のいずれかを使用することができます。 観察中の標本は、必要な顕微鏡を決定します。

実体顕微鏡は、解剖顕微鏡および実体顕微鏡とも呼ばれ、標本の3次元ビューを可能にする光照射顕微鏡です。 これは、実際には単なる複合顕微鏡のペアである、異なる角度の2つの接眼レンズを使用することによって行われます。 標本の画像も横向きで直立しています。 ただし、ステレオスコープは複合顕微鏡に比べてパワーが低くなります。 画像は約100倍までしか拡大されません。 ステレオスコープを使用すると、学生や科学者は観察中に標本を操作できます。

ステレオスコープのように、複合顕微鏡は光で照らされます。 それらは観察中の標本の二次元ビューを提供しますが、40倍から400倍の倍率を持つことができ、2000倍までのより強力なバージョンがあります。 倍率は高くてもかまいませんが、解像度は光の波長によって制限されます。 複合顕微鏡は、200ナノメートル未満の距離で詳細を表示することはできません。 とにかく、複合顕微鏡は多くの生物学の教室や研究所で見つけることができます。

共焦点顕微鏡も光学顕微鏡ですが、ステレオスコープと複合顕微鏡の両方の利点があります。 共焦点顕微鏡は、3次元画像で標本の高倍率を可能にします。 また、解像度が高く、120ナノメートルまでの細部を区別することができます。 最も一般的なタイプの共焦点顕微鏡は蛍光顕微鏡です。 この顕微鏡は、強い光を使用して標本の分子を励起します。 これらの分子は、観察される光または蛍光を発し、より高い倍率と解像度を可能にします。

最初の電子顕微鏡は、1931年にマックス・ノールとエルンスト・ルスカによってドイツで発明された透過型電子顕微鏡（TEM）でした。 これは、光学顕微鏡の能力を超えて物体を拡大する方法として作成されました。 光学顕微鏡がせいぜい1000倍または2000倍まで拡大できれば、電子顕微鏡は物体を10,000倍の範囲まで拡大できます。 TEMは、非常に薄い試料を通過するのに十分な強度の単一エネルギー電子のビームを集束させることによって機能します。 得られた画像は、電子線回折または直接電子イメージングによって表示されます。

SEMの発明方法には矛盾がありますが、1930年代初頭に作成されました。 しかし、Cambridge InstrumentCompanyが最初のSEMを販売したのは1965年のことでした。 これは、SEMのスキャン技術が複雑であり、TEMよりも利用が複雑だったためです。 SEMは、サンプルの表面を電子ビームでスキャンすることによって機能します。 このビームは、さまざまな信号、二次電子、X線、光子などを生成します。これらはすべて、サンプルの特性評価に役立ちます。 信号は、サンプルの材料特性をマップする画面に表示されます。