현미경의 주요 유형

기존의 생물 현미경으로는 색이 없이 투명한 세포를 살아있는 상태로 관찰하기가 어렵습니다. 위상차 현미경은 빛의 두 가지 속성인 회절과 간섭을 활용해 밝기 차이(대비)에 근거하여 시료를 시각화할 수 있습니다.

원리

정현파와 같은 주기적 움직임에서 위상은 원점을 기준으로 경과한 파동의 비율을 의미합니다. 빛은 물체를 통과할 때 통과한 빛(분산광)과 여광(직사광) 사이에서 진동하며 위상이 변화하기도 합니다. 물체가 무색, 투명할 때도 빛이 통과할 때 여전히 위상 변화가 있습니다. 이 위상차를 밝기 차이로 변환하여 시료를 관찰할 수 있습니다.

특징

• 위상차를 밝기 차이로 변환할 수 있으므로 투명한 세포를 착색하지 않고도 관찰할 수 있습니다.
• 세포를 착색할 필요가 없기 때문에 세포 분열 및 기타 과정을 살아있는 상태로 관찰할 수 있습니다.

구조

분산광은 대개 육안으로 관찰하기에는 너무 약하므로 대물렌즈와 상면 사이의 광초점에 위상판을 배치해 직사광의 위상만 변하게 만듭니다. 이로써 상면에서 대비가 만들어집니다.
수렴 렌즈의 초점면에 핀홀 대신 링 조리개가 있고 대물렌즈의 후방 초점면에 위상판이 있다는 것 역시 구조적인 특징입니다.

빛의 회절 한계로 인해 발생하는 광학 현미경의 제한된 해상도를 극복하는 기술에 기반한 고해상도 현미경.

원리

전통적인 광학 현미경의 해상도는 빛의 회절 한계로 인해 200 nm 이상으로 제한되었습니다. 구조형 조명을 토대로 미국에서 개발한 고해상도 현미경은 이러한 한계를 극복합니다. 구조형 조명 현미경은 격자의 모아레(moire, 물결무늬) 효과나 기타 패턴의 조명(구조형 조명)을 활용해 전통적인 광학 현미경으로는 포착할 수 없는 분산광을 포착함으로써 고해상도 화상을 얻을 수 있습니다.

특징

• 기존의 광학 현미경과 비교할 때 가로 방향과 세로 방향 양쪽에서 약 2배 더 높은 해상도를 제공합니다.
• 포착된 여러 화상을 고속으로 처리할 수 있으므로 세포에 대한 실시간 이미징이 가능합니다.

구조

구조형 조명 현미경은 새로운 구조를 지니지는 않지만 새로운 방식으로 빛을 포착합니다. 좀 더 구체적으로 말해, 구조형 조명 현미경은 빛의 간섭으로 인해 만들어지는 모아레 무늬에 기초하며, 특정한 패턴의 빛(구조형 조명)을 방출하여 모아레 효과를 생성하도록 설계됩니다. 이러한 기술을 통해 포착된 화상에는 물체에 관한 자세한 정보가 담겨있으므로 여러 이미지에 대한 컴퓨터 분석을 통해 고해상도 화상을 합성할 수 있습니다.