Biophysics · 03.12

偏光顕微鏡

Polarization microscope

🧠 偏光顕微鏡polarization microscope偏光顕微鏡（polarization microscope）polarization microscope（偏光顕微鏡）は、試料の複屈折birefringence複屈折（birefringence）birefringence（複屈折）が偏光polarized light偏光（polarized light）polarized light（偏光）状態を変えることを利用して異方性anisotropy異方性（anisotropy）anisotropy（異方性）構造を可視化する。

複屈折をコントラストへ変換する

直交ニコルcrossed polarizers直交ニコル（crossed polarizers）crossed polarizers（直交ニコル）の間では試料がなければ暗い。複屈折birefringence複屈折（birefringence）birefringence（複屈折）試料は直交成分に位相遅れ（phase retardation）を与え、検光子analyzer検光子（analyzer）analyzer（検光子）を通過する光を生じさせる。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='linear polarization'>直線偏光</span>を試料へ入射"]
  B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='birefringence'>複屈折</span>で直交成分に<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phase difference'>位相差</span>"]
  C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='analyzer'>検光子</span>通過光として明るく観察"]
  A --> B
  B --> C

直交ニコル下の光路

\delta=\frac{2\pi\,\Delta n\,d}{\lambda}

$Δn$ は複屈折birefringence複屈折（birefringence）birefringence（複屈折）、 $d$ は試料厚、 $δ$ は位相遅延。

生体試料の異方性を読む

偏光polarized light偏光（polarized light）polarized light（偏光）が異方性anisotropy異方性（anisotropy）anisotropy（異方性）試料を通ると常光線ordinary ray常光線（ordinary ray）ordinary ray（常光線）と異常光線extraordinary ray異常光線（extraordinary ray）extraordinary ray（異常光線）に位相差phase difference位相差（phase difference）phase difference（位相差）が生じ、複屈折birefringence複屈折（birefringence）birefringence（複屈折）を明暗や干渉色interference color干渉色（interference color）interference color（干渉色）として観察できる。

等方性材料isotropic material等方性材料（isotropic material）isotropic material（等方性材料）は理想的な直交ニコルcrossed polarizers直交ニコル（crossed polarizers）crossed polarizers（直交ニコル）下で暗い。
ステージStageステージ（Stage）Stage（ステージ）回転により明るさ（brightness）が周期的に変化し、光学軸optic axis光学軸（optic axis）optic axis（光学軸）方向を推定できる。
干渉色interference color干渉色（interference color）interference color（干渉色）は $Δn$ 、厚さ、波長に依存する。

医学・測定への応用

コラーゲン、筋、尿酸塩結晶、アミロイドamyloidアミロイド（amyloid）amyloid（アミロイド）の検出など組織・結晶同定に利用される。

まとめ

偏光顕微鏡polarization microscope偏光顕微鏡（polarization microscope）polarization microscope（偏光顕微鏡）は、試料の複屈折birefringence複屈折（birefringence）birefringence（複屈折）が偏光polarized light偏光（polarized light）polarized light（偏光）状態を変えることを利用して異方性anisotropy異方性（anisotropy）anisotropy（異方性）構造を可視化する。
等方性材料isotropic material等方性材料（isotropic material）isotropic material（等方性材料）は理想的な直交ニコルcrossed polarizers直交ニコル（crossed polarizers）crossed polarizers（直交ニコル）下で暗い。
コラーゲン、筋、尿酸塩結晶、アミロイドamyloidアミロイド（amyloid）amyloid（アミロイド）の検出など組織・結晶同定に利用される。