中古顕微鏡、位相顕微鏡の販売、在庫紹介

位相差顕微鏡の主な特徴

通常の光学顕微鏡では、光の吸収差を利用して像を観察するため、無色透明な試料を観察する際には着色（染色）を行う必要があります。しかし、一般的な染色処理は細胞を死滅させてしまうことが多く、生きた状態での観察が困難でした。位相差顕微鏡は、この課題を解決した顕微鏡です。

最大の特徴は、無色透明で光をほとんど吸収しない試料であっても、固定や染色をすることなく高コントラストで明瞭に観察できる点にあります。細胞を生かしたまま（生体観察）、その内部構造や分裂、移動といった動的な変化をリアルタイムで追跡することが可能です。試料へのダメージを最小限に抑えられるため、長時間のタイムラプス観察にも適しています。


位相差顕微鏡の仕組みと原理

光は波の性質を持っています。光が透明な物体（細胞など）を透過するとき、物体の厚みや屈折率の違いによって、光の波の位相（波の山の位置）がわずかに遅れます。この位相のずれを「位相差」と呼びます。しかし、人間の目や一般の撮影機器は光の位相の変化を直接認識できず、光の強弱（振幅）や色の違い（波長）しか捉えることができません。位相差顕微鏡は、この目に見えない「位相差」を、目に見える「明暗（光の強弱）」へと変換する特殊な構造を持っています。

そのために用いられるのが、「リングスリット（環状絞り）」と「位相板（フェイズプレート）」という光学素子です。

まず、光源からの光はコンデンサーレンズの位置にあるリングスリットを通ることで、リング状の光となって試料に照射されます。試料に当たった光は、物体をそのまま通過する「直進光（直接光）」と、物体の構造によって曲げられ位相が1/4波長遅れた「回折光」の2つに分かれます。

直進光は対物レンズ内にある位相板のリング状領域を通過し、ここでさらに位相が1/4波長ずらされます。その結果、直進光と回折光の間には合計で1/2波長（半波長）の位相差が生じることになります。

半波長ずれた2つの光が像面で重なり合うと、波の打ち消し合い（干渉）が起こります。これにより、試料がある部分の光が弱まり、背景に対して暗い影となって見えます。このようにして、透明な試料の構造がくっきりと明暗のコントラストとして浮かび上がるのです。


位相差顕微鏡の主な用途

位相差顕微鏡は、生体を傷つけずに観察できる非破壊的・非侵襲的な特性から、生命科学、医療、産業などの多様な分野で幅広く活用されています。

１．生物学・医学・医療分野
培養細胞の観察において、位相差顕微鏡は必須の装置です。iPS細胞やES細胞などの再生医療に関する研究、がん細胞の増殖過程の解析、神経細胞の伸長観察など、長期間にわたる細胞の成長や挙動を生きたまま観察する際に使用されます。また、臨床現場においては、精子の運動性の確認、浮遊する微生物や細菌（歯周病菌など）の観察、血液中の成分チェックなど、迅速な検査が求められる場面で広く利用されています。

２．工業・材料科学分野
生物試料だけでなく、産業用資材の評価にも広く応用されています。例えば、高分子ポリマーのブレンド状態の観察、液晶材料の配向状態の評価、透明なフィルムや合成繊維の微細構造の検査、アスベスト（石綿）の検出などが挙げられます。屈折率が局所的に異なる材料の品質管理や構造解析において、位相差顕微鏡は非破壊で簡便な検査手段を提供します。