生物学で使われる様々な顕微鏡の種類

顕微鏡は、肉眼では観察できないほど微小な標本を拡大し、詳細に観察できる装置です。拡大率は対象を何倍に大きくするか、分解能はどれだけ細部がはっきり見えるかを示します。生物学の研究や教育では、対象となる標本に応じてさまざまな顕微鏡が使い分けられます。

ステレオスコープ（解剖顕微鏡）

ステレオスコープは光を用いた立体視顕微鏡で、2つの対向した対物レンズで三次元の像を得ます。像は左右反転せず、正立したまま観察できますが、倍率は最大で約100倍と低めです。標本を直接操作しながら観察できるため、解剖や組織の大まかな構造確認に適しています。

複合顕微鏡も光学顕微鏡の一種で、平面の像を提供します。倍率は40倍から400倍が一般的で、特殊な機種では2000倍まで達します。ただし分解能は光の波長に制限され、200nm未満の細部は観察できません。教室や研究室で最も広く使用されている顕微鏡です。

共焦点顕微鏡は光学顕微鏡の利点と三次元観察を組み合わせた装置です。高倍率で立体的な像を得られ、分解能は約120nmまで向上します。代表的なタイプは蛍光顕微鏡で、強い光で標本の分子を励起し、発光（蛍光）を検出して高解像度の画像を作ります。

透過型電子顕微鏡は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開発されました。光学顕微鏡が最大数千倍程度に限られるのに対し、TEMは1万倍以上の倍率で標本を観察できます。高エネルギー電子ビームを薄い標本に透過させ、その像を電子回折や直接検出で記録します。

走査型電子顕微鏡は1930年代に概念が生まれ、1965年にケンブリッジ・インストゥルメント社が初の商用機を発売しました。電子ビームで標本表面を走査し、二次電子やX線、光子などのシグナルを検出して表面形状や組成を画像化します。TEMに比べて試料の準備が簡単で、立体的な表面像が得られます。