位相差顕微鏡とは何か：どうして染めなくても見えるの？｜歯科のための位相差顕微鏡活用・実践マニュアル

デンタルダイヤモンド社のベストセラー書籍『歯科のための位相差顕微鏡活用・実践マニュアル』のコンテンツの一つを特別公開！
「位相差顕微鏡とは何か」の「どうして染めなくても見えるの？」についてです。

どうして染めなくても見えるの？

　位相差顕微鏡では、細胞や細菌を染色しなくてもそのまま観察することができます。その理由は、生体組織の屈折率のわずかな違いを利用しているからです^６）。
　細菌や細胞を構成する成分、たとえば、水やタンパク質、脂質などは、それぞれ微妙に異なる屈折率をもっています。この違いによって、光が試料を通過する際に進む速度（位相）がわずかにずれるのです。
通常の顕微鏡では、この小さな位相差はそのままでは見えません。
　しかし、位相差顕微鏡では、位相のずれを意図的に強調し、明暗のコントラストに変換することで、透明な構造が「明るさの違い」としてはっきり見えるようになります^６）。

●ポイントになるのは２つのレンズ部品‼
１）位相差対物レンズ（図８）
　普通の顕微鏡と同じく、観察するものを拡大するレンズですが、位相差顕微鏡の対物レンズの中には「位相板」という特別なパーツが入っています。
２）位相板
　光の中の「背景の光（＝何もないところを通った光）」だけに少し遅れを与えるフィルターのようなもので、細胞を通った光（＝内容物のある部分）は、少し遅れて自然に出てきます。この「背景の光」と「内容物を通った光」のズレ（位相差）を強調することで、細胞の中の構造が白黒の影のように見えるのです。
　この技術によって、細胞や細菌の内部構造を生きたまま、無染色で、リアルタイムに観察することが可能となりました。つまり、位相差顕微鏡は、生体組織を傷つけることなく、自然なままの姿を映し出すという点で、従来の光学顕微鏡とは一線を画す画期的な発明なのです。

【参考文献】
6）Inoué, S: Video Microscopy. Springer, New York, 1986.

●位相差顕微鏡に関する基礎知識はこちらから読めます。