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適切な顕微鏡対物レンズ選択方法:聞くべき10の質問

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顕微鏡対物レンズ

対物レンズは、一次像形成に関与し、顕微鏡が作成可能な画質決定の中心的役割を担っているため、おそらく光学顕微鏡の最も重要な部品のひとつでしょう。

しかし非常に多くの対物レンズがあるため、自分のアプリケーションに合った対物レンズを見つけるのは困難な場合があります。どこから始めれば良いのでしょうか。

今回の投稿では、選択肢を比較し、自分のアプリケーションに最適な対物レンズを選択できるQ&Aを集めました。では始めましょう!

オリンパスの対物レンズ

1. 標本の大きさは?

オリンパスの顕微鏡対物レンズは、1.25×~150×の倍率幅を特徴としています。これは、自分のアプリケーションに最適な対物レンズを探す際、最初に考慮すべきパラメーターです。接眼レンズの倍率と組み合わせることで、顕微鏡全体の倍率が決まります。

2. 観察したい標本の最も小さな要素は?

2番目に重要な顕微鏡対物レンズのパラメーターは、開口数(NA)です。NAは、顕微鏡が光を収集する能力を示します。分解能、焦点深度および画像の明るさを決定する上で重要な要素です。大きなNAの対物レンズは幅広い範囲の光を収集し、結果としてより明るい、より高い解像度の画像が得られます。

NAは、微細構造の観察、または蛍光観察中の薄暗い信号の検出にも重要です。標本の最も小さな要素を解像できるのはどの顕微鏡対物レンズであるかを検討する時、NAを考慮しましょう。選択肢を比較する際、開口数範囲は0.04~1.7であることを覚えておいてください。

3. 必要な画像視野および被写界深度は?

顕微鏡対物レンズの2つの重要な特徴は、視野数と被写界深度です。

  • 視野数は、光学顕微鏡の視野の直径です。これはミリメートルで表示され、中間像面で測定されます。現代のプランアポクロマートおよびその他の特殊フラットフィールド対物レンズは、22~26.5 ミリメートルの領域(あるいは広角接眼鏡との併用でさらに大きな領域)が得られます。
  • 対物レンズの被写界深度は軸方向の領域で、これにより、画像の鮮明さを大きく変えることなく、対物レンズの焦点を合わせることができます。この値は対物レンズの開口数により大きく変わります。一般的に、開口数が大きくなるとこの値は低くなります。

4. 必要な分解能は?

顕微鏡対物レンズの分解能は、観察可能な2つの対象間の最も小さな距離で決まります。これは光の照明波長と正比例しており、NAと反比例しています。

NAが大きくなるほど、2つの対象間の距離は小さくなります。前述のように、自分のアプリケーションに最適なNAを選択することは、顕微鏡システムの分解能を決定するうえで非常に重要です。

5. 必要な作動距離は?

作動距離(W.D.)は、標本に焦点が合った状態における、対物レンズの前のレンズからカバーガラスの最も近い面までの距離です。W.D.はNAと反比例します。つまり、NAが大きければ大きいほど、作業距離は一般的に小さくなります。

アプリケーションで、焦点面から対物レンズの先端まで長い距離が必要な、カバーガラスを用いない観察(不規則な形状のサンプル、繊細な構造または光学系ユニット全体の機械上の制限等)が求められる場合は、オリンパスのLMPLFLNまたはSLMPLN長作動距離の対物レンズがあなたのアプリケーションに最適です。

6. 蛍光サンプルがある場合、蛍光信号の明るさは?

弱い蛍光信号を発するサンプルを扱う場合は、より光を収集する、NAが大きな対物レンズがお薦めです。オリンンパスでは、紫外線(UV)から近赤外線(NIR)までの蛍光励起に対応する、幅広い種類の顕微鏡対物レンズを揃えています。

7. 使用しているのは、マルチチャンネルの蛍光イメージング? 単一チャンネル?

色収差補正を補うには、アクロマート、セミアポクロマートおよびアポクロマートの異なる種類の対物レンズを使用できます。アクロマート対物レンズでは補正が最も少なく、セミアポクロマート(蛍石)は追加で球面収差補正ができます。アポクロマートでは、最も高度な補正が可能です。

アプリケーションでマルチチャンネルの蛍光イメージングが必要な場合は、オリンパスのUPLXAPOエクステンディッドアポクロマート対物レンズがお薦めです。

8. 使用する観察法は?

過度に厚い、または過度に薄いサンプル、あるいは複屈折のサンプルを扱う際、研究者は明視野観察とは異なる観察法を用います。一般的な手法は、暗視野、微分干渉コントラスト(DIC)、位相差および偏光です。オリンパスでは、これらの様々な観察法向けに専用対物レンズを揃えています。

様々な観察法

9. サンプルを浸す媒体は?

標本のイメージングに空気を媒体として使用する顕微鏡対物レンズが多いですが、大きなNAと高分解を可能にするため、屈折率がより高い浸液を使用しているものもあります。

例えば、イメージング媒体として空気の代わりにイマージョンオイルを使用すると、分解能をおよそ1.5倍に上昇させることが可能です。

最も一般的な浸液は、水、油およびシリコーンオイルです。使用する媒体に合った対物レンズを選択することで、より質の高い画像が得られます。

液浸媒体の比較

10. 使用しているのは高度顕微鏡システム?

オリンパスは、共焦点、スピニングディスク共焦点、多光子励起、および全反射照明蛍光(TIRF)顕微鏡法など、高度な光学系システム専用の対物レンズを揃えています。これらのシステムを扱う場合、自分のアプリケーションに合った対物レンズを選択することが極めて重要です。

適切な対物レンズを見つけるための情報とツール

正しい対物レンズを選択することで、顕微鏡のイメージング性能を向上させ、定量化、解析においてより信頼性の高い結果を得ることができます。この重要な決定を支援するため、いくかの役立つ情報を集めました。

オリンパスの対物レンズについてご質問がございましたら、いつでもご連絡ください。

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Staff Writer

Rebecca氏は、Olympus Scientific Solutionsのスタッフライターです。Endicott Collegeでジャーナリズムの学士号を取得し、科学および産業におけるトレンドとテクノロジーについて執筆しています。オリンパスのエンジニアや科学者と密接につながって仕事をし、最新のレーザー走査型、超解像、多光子、正立型、実体、倒立型の顕微鏡システムの他、最先端の光学系、カメラ、ソフトウェアについての記事を書いています。細胞学、病理学、教育など、数多くのアプリケーションにおけるオリンパスの最新の状況を知るためには、彼女の記事を読んでください。

2019年10月24日
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