位相差顕微鏡

🧠 位相差顕微鏡法phase-contrast microscopy 位相差顕微鏡法（phase-contrast microscopy）phase-contrast microscopy（位相差顕微鏡法） は、透明試料が作る見えない位相差 phase difference 位相差（phase difference） phase difference（位相差） を、観察可能observable 観察可能（observable）observable（観察可能） な強度差へ変換する。

位相差を明暗へ変換する

細胞内の屈折率 refractive index 屈折率（refractive index） refractive index（屈折率） や厚さの差は光の位相を変える。コンデンサcapacitor コンデンサ（capacitor）capacitor（コンデンサ） ー環状絞り（condenser annulus）と対物後焦点面の位相リングが、主に非散乱背景光と散乱光 scattered light 散乱光（scattered light） scattered light（散乱光） の位相・振幅を調整し、再干渉させる。¹

flowchart TD
  A["透明試料が位相を変調"]
  B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='direct light'>直接光</span>と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diffracted light'>回折光</span>を<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phase plate'>位相板</span>で調整"]
  C["再干渉して明暗<span class='jp-term jp-term-diagram' title='contrast'>コントラスト</span>へ変換"]
  A --> B
  B --> C

位相板による再干渉

光路長optical path length光路長（optical path length）optical path length（光路長）$nl$の差が位相変化 phase shift 位相変化（phase shift） phase shift（位相変化） を作る。位相板phase plate 位相板（phase plate）phase plate（位相板） は通常およそ$π/2$の追加位相差 phase difference 位相差（phase difference） phase difference（位相差） を与える。

得意な試料とアーチファクト

透明試料が作る位相差 phase difference 位相差（phase difference） phase difference（位相差） を再干渉によって強度差へ変換するが、得られる空間情報は対物レンズobjective lens 対物レンズ（objective lens）objective lens（対物レンズ） の分解能を超えない。

• 染色せず生細胞を観察できる。
• 位相ハローhalo 位相ハロー（halo）halo（位相ハロー） やシェードオフ shade-off シェードオフ（shade-off） shade-off（シェードオフ） など特有のアーチファクト artifact アーチファクト（artifact） artifact（アーチファクト） が生じ、通常像の明るさは試料の光路長 optical path length 光路長（optical path length） optical path length（光路長） をそのまま定量表示しない。¹²
• 吸収差を見る明視野顕微鏡 bright-field microscope 明視野顕微鏡（bright-field microscope） bright-field microscope（明視野顕微鏡） 法とはコントラスト contrast コントラスト（contrast） contrast（コントラスト） 形成機序が異なる。

医学・測定への応用

培養細胞cultured cell 培養細胞（cultured cell）cultured cell（培養細胞） の形態、分裂、運動を生きたまま追跡するのに適する。

まとめ

• 位相差顕微鏡法phase-contrast microscopy 位相差顕微鏡法（phase-contrast microscopy）phase-contrast microscopy（位相差顕微鏡法） は、透明試料が作る見えない位相差 phase difference 位相差（phase difference） phase difference（位相差） を、観察可能observable 観察可能（observable）observable（観察可能） な強度差へ変換する。
• 染色せず生細胞を観察できる。
• 培養細胞cultured cell 培養細胞（cultured cell）cultured cell（培養細胞） の形態、分裂、運動を生きたまま追跡するのに適する。