基礎知識（上級編）

2. 液浸対物レンズ

対物レンズの瞳位置

光学顕微鏡では、標本と対物レンズの間を液体で満たすことによって開口数を大きくし、より小さい分解能を得るという方法が古くから用いられています。この液体（浸液）には表1に挙げるようなものが一般に使用されており、理想的な状態では浸液の屈折率が高いほど、分解能は小さくなるといえます。しかし、観察する標本の種類や状態によっては、“浸液の屈折率が高い = 分解能が小さい”ということが常に成り立つとは限りません。それは、浸液の種類によってそれぞれ適した使い方があるからです。ここでは、浸液としてオイルと水をとりあげ、それぞれの対物レンズの特徴について考えてみたいと思います。

*オイルとグリセリンは23℃での値、水は20℃での値

3. 油浸対物レンズと水浸対物レンズ

油浸対物レンズ

標本と対物レンズの間をオイルで満たしてある対物レンズを油浸対物レンズと言います。顕微鏡に使用されているオイルの屈折率は、通常カバーガラスとほぼ同じ1．52程度ですが、水やグリセリンと比較して最も高く、より大きな開口数を得ることができます。

大きな開口数は解像力を高めるだけでなく、蛍光画像の明るさにも寄与するため蛍光観察時においても有利に働きますが、一般的にオイルは水やグリセリンに対して自家蛍光が大きいため、厳しい条件下では注意が必要です。（最近では低自家蛍光オイルが開発され、以前に比べ大幅に改善されています。）

4. 油浸対物レンズと水浸対物レンズの比較

では、実際に油浸対物レンズと水浸対物レンズで観察した時の違いを見てみましょう。まず、設計時に想定されている観察状態、つまりカバーガラスと観察したい試料が接している状態で観察した時では、油浸対物レンズ（図5-a）、水浸対物レンズ（図5-b）、それぞれで双方の性能が十分に発揮されています。

次に生態試料で多く見られるようなカバーガラスと観察したい試料の間に水が存在している状態で観察した画像を比較してみましょう。図6-aは油浸対物レンズを使用したときであり、図6-bは水浸対物レンズを使用して観察した画像です。この画像では、カバーガラスと標本の間に11μmの水の層が入っています。この2つの画像を見ると、油浸対物レンズの方（図6-a）は図5-aと比較して大きく性能が劣化していますが、図6-bの水浸対物レンズでは図5-bと比較してほとんど性能が落ちていません。つまり、カバーガラスと試料の間に水が存在しているような標本では、このような状態でも性能が劣化しない水浸対物レンズが適していることがわかります。