세포 조직 화학 기법론 - 광학 현미경 구조 및 원리 -주현미 해부학 교실 석사 2학기광학현미경의 원리육안으로 보는 것보다 더 자세히 물체를 관찰하기 위해서는 현미경를 사용 한다. 현미경은 볼록렌즈를 사용하여 큰 실상을 만드는 경우와 볼록렌즈의 초점내에 물체를 두 고 허상을 보는 경우인데, 루페나 해부현미경으로 확대하는 방법은 전자이고, 광학 현미경은 이 두 방법을 적당히 조합한 것이다. 즉, 대물렌즈(L1)근처에 물체(AB)를 두고 대물렌즈로 만 들어지는 비교적 크게 확대한 도립된 실상(A'B')을 대안렌즈(L2)의 초점내에 두어 대안렌 즈를 통해 이 실상(A'B')이 보다 확대된 허상으로서 보는 것이다.현미경의 구조가. 대안렌즈 (ocular lens) 약 3∼5㎝가량의 원통의 양끝에 각각 한 개의 렌즈가 있다. 윗부분 끝의 눈렌즈 아랫부 분의 렌즈는 집광렌즈로서, 양 렌즈 사이에 고정된 조리개가 있어, 렌즈의 수차를 제거 하여 시야를 결정. 이것을 현미경 경통 위에 낀 후 눈을 근접시켜 들여다보게 된다. 각 현미경에 는 저배율을 나타내는 렌즈와 고배율을 나타내는 렌즈가 각각 한 개 씩 있으므로, 사용 할 때는 알맞는 것을 골라 쓰면 된다. 나. 경통 (body tube) 위의 대안렌즈를 끼우게 되어 있는 10여㎝가량 되는 원통 부분. 다. 대물렌즈 교환기 (objective revolver ; nonsepiece) 경통 아래쪽의 흰 금속부분은 회전할 수 있는데 여기에 대물렌즈를 끼운다. 교환기가 없는 현미경은 경통의 하단에 직접 끼운다.라. 대물렌즈 (objective lens) 약 3∼4㎝ 가량 되며, 한쪽 끝은 나사로 되어 잇다. 이것은 렌즈를 조합한 것이나, 보통 은 단일의 렌즈로 보아도 좋다. 이 나사부분을 대물렌즈 교환기에 끼운다. 저배율 렌즈와 고배율의 렌즈가 있다. 이들을 회전시키면, 렌즈는 경통의 측(광축)에 일치 시키면 된다 마. 조동나사(macroscrew)와 미동나사(microscrew) 현미경의 윗부분 좌우에 같은 크기의 나사가 쌍으로 자리잡고 있는데, 이것이 조동나사이고, 그 아래에 붙은 약간 작은 나사가 미동나사인데 돌리면 경통이 상하로 움직인다.(1미동나사 회전- 0.1㎜). 이 나사는 한 방향으로만 돌 리면 어느 점에서 멈추게 되므로, 그 움직일 수 있는 범위의 중앙 부근에서 사용해야 한 다. 바. 경기 (stand) 상단에는 경통과 나사로 이어져 있고, 하단에는 재물대, 반사경이 있어서 축칭으로 경각 (base or foot)과 연결되어 있으며, 중앙부분에는 활 모양의 arm이 있다. 이 부분을 잡아 위치를 바꾸거나 운반한다. (이때 다른 손으로 반드시 경각 밑을 받친다)축칭을 축 으로 하여 현미경을 앞으로 기울일 수 있으나, 가능한 한 기울이지 않게 하고 사용한다. 경주가 활모양이 아니고 원기둥 모양일 때는 경각에 고정되어 있다.사. 재물대 (stage) 받침유리(슬라이드)를 놓는 네모 또는 둥근 대로서, 가운데에 둥글고 큰 구멍이 있고 경 통의 방향(광축)에 대해 직각으로 되어 있는데, 여기에 힘을 주어서는 안된다. 재물대 앞 좌우에 작은 구멍이 있으며 그곳에 흰 금속제의 클립이 끼여 있다. 이 클립으로 받침유 리의 양끝을 눌러서 재물대에 고정시킨다. 재물대의 왼쪽 앞에는 재물대에 솟아나온 원 형의 일부가 보인다. 이것을 왼손의 인지로 돌리면서 제물대의 중앙 구멍을 보면 점점 크기가 다른 구멍을 볼 수 있다. 이것이 조리개로서, 밑에서 들어오는 빛의 양을 조절한 다. 대체로 대물렌즈의 시야와 같은 크기의 넓이로 조명되도록 적당히 조절하나, 보통은 가장 큰 구멍으로 두면 좋다. 아. 반사경 (mirror) 한 면은 평면경, 다른 한면은 요면경이다. 어느 방향으로든지 마음대로 회전할 수 있으므로, 적당한 방향으로 돌려 반사광이 재물대의 중앙 구멍을 통과하여 렌즈로 들어 가게 한다. 원칙적으로는 평면경을 사용하지만, 집광기(condenser)가 없는 보통 현미경에 서는 요면경이 보다 강한 광선을 반사하므로 결과가 좋아진다.현미경의 종류위 상차 현미경 (Phase-Constrast Microscope) 위상차현미경은 기본적으로 bright-field system의 연장선 상에 있는 것이다. 다만 두가지 주요한 광학적 변화가 위상차 현미경으로 전환 시킨다. 그 첫째로, 위상차현미경의 콘덴서에는 고리 모양의 광학적 투명영역과 불투명판으로 구성된 phase annulus가 있다. phase annulus는 bright-field microscope의 광도조절기를 대신한다. 둘째로 phase contrast objective의 back focal plane은 광학적으로 투명한 phase plate를 갖고 있다. 표본에 의해 회절된 빛은 전체 대물렌즈의 구경을 가로질러 퍼 져나간다.형광 현미경 (Fluorescence Microscope) 형광현미경의 기본원리는 빛이 흡수되고 다시 방출될 때, 이완과정을 거친다는 것이다. 형광염색분자들이 충분한 광 에너지를 흡수하게 되면, 그 분자내의 전자는 고 에너지 수준이 되어 여기 상태를 이룬다. 이 여기된 전자는 본래의 에너지로 되돌아오는데, 이 과정에서 광에너지(광자)를 방출하게 된다. 대체로 본래의 에너지 상태로 되돌아가며 방출한 에너지의 양은 여기 상태로 될 때 흡수한 에너지의 양보다 적다. 그래서 방출되는 형광 빛의 파장은 흡수된 빛의 파장보다 길어지게 된다. 형광현미경의 가장 적당한 대조는 검은 배경과 형광 표지된 구성물로부터 방출되는 유일한 빛으로 구성된다.실체현미경 (stereoscopic microscope ) 육안으로 가까운 곳에 있는 물체를 볼 때에는 두 눈이 틀린 각도로 보기 때문에 입체감을 얻을 수가 있다. 보통 현미경에서는 두 눈의 접안렌즈를 사용해도 대물렌즈로부터의 광축이 하나이기 때문에 입체감을 얻을 수 없다. 그러나 실체현미경에서는 광축 사이에 약 15°로 벌어진 2개의 광속에 의해 정립한 확대상을 만들고, 이것을 각각의 눈으로 봄으로써 입체감을 얻을 수 있다간섭현미경 (interference microscope ) 물체가 빛을 지연시키는 현상을 이용하여, 표본을 투과한 물체광에 광원에서 분리된 간섭광을 겹치게 하여 광파장에 대한 간섭현상으로 투명한 표본에서도 그 구조가 뚜렷이 나타나게하는 원리를 이용, 물체의 미세구조나 요철의 변화, 위상변화등을 관찰하여 정량측정을 하는 현미경.생물 현미경 (Biological microscope ) 미생물, 동식물의 세포, 약학 연구에 쓰이는 현미경으로서 주로 미생물, 세포등의 배양 상태를 관찰하게 된다 광원이 시료를 투과하여 관찰하는 투과형 방식이다.반사현미경 (reflecting microscope) 현미경의 광축에 수직으로 설치된 광원으로부터의 빛을 집광계를 통한 다음, 현미경 광축 위에 45° 기울인 유리(또는 반투명 거울) 또는 거울(또는 프리즘)에 의해서 시료의 평활면을 조명하여, 그 반사광에 의해서 관찰 ,측정한다. 금속현미경과 광석현미경으로 나눈다. 투과현미경에 부속장치로서 수직낙사조명장치를 붙여서 반사현미경의 기능을 갖게 할 수도 있다.편광현미경 (polarization microscope) 편광 현미경은 투명한 광물의 관찰에 주로 이용된다. 편광 현미경의 특징은 박편을 사이에 두고 상하부에 편광판이 있는 점이다. 빛이 편광판을 투과하면 한 방향으로만 진동하게 되며 2개의 편광판에 의한 빛의 진동 방향은 서로 직각이다. 박편 아래에 있는 편광판을 polarizer 혹은 하부니콜, 위에 있는 편광판을 analyzer 혹은 상부니콜이라 부른다.암시야 현미경 (Dark-Field Microscope) 주로 미립자나 혈액속의 지방 입자를 관찰하는데 사용된다. 어두운 방에 빛이 들면 먼지가 빛나 보이는 현상을 볼수 있는데 후방의 배경이 되는 빛이 입자에 닿으면 빛이 산란되면서 미립자의 위치,형태, 크기를 알수 있게 된다. 참용액의 미립자는 작기 때문에 빛의 진로가 보이지 않으나 콜로이드 입자의 크기는 가시광선의 파장과 비슷하기 때문에 빛의 산란이 일어나 빛의 진로가 보이는 틴들 현상(Tyndall phenomenon )을 이용한 원리이다.도립형 배양 현미경 (Inverted biological microscope) 생물교육용에서부터 전문연구용까지 사용할 수 있는 도립형 배양 현미경 장 초점의 대물렌즈와 콘덴서의 조합으로 선명한 상을 볼 수 있도록 설계 제작된 현미경{nameOfApplication=Show}
