오일몰입

가벼운 현미경 검사에서 기름침입은 현미경의 분해력을 높이기 위해 사용되는 기술이다. 이는 목표 렌즈와 시료를 굴절률이 높은 투명한 오일에 담가 목표 렌즈의 수치적 간격을 증가시킴으로써 달성된다.

오일 없이, 광파는 유리 덮개 슬립을 통해, 공기를 통해, 현미경 렌즈로 미끄럼 시편에서 반사된다(오른쪽 색상을 참조). 파동이 90도 각도로 나오지 않는 한 새로운 물질, 즉 각도에 따라 휘어지는 양에 부딪치면 휘어진다. 이것은 이미지를 왜곡시킨다. 공기는 유리와 매우 다른 굴절 지수를 가지고 있어 유리와 유사한 지수를 가진 석유에 비해 더 큰 굴곡을 만든다. 특수하게 제조된 오일은 유리와 거의 동일한 굴절률을 가질 수 있으며, 오일 담금 렌즈를 샘플에 완전히 유리를 가진 것과 거의 같은 효과로 만든다(비실용적일 수 있음).

몰입 오일은 현미경 검사에서 사용하는 데 필요한 특정한 광학 및 점성 특성을 가진 투명한 오일이다. 사용되는 일반적인 기름은 1.515 정도의 굴절 지수를 가지고 있다.^[1] 오일 흡수 목표는 이러한 방식으로 사용하도록 특별히 설계된 객관적 렌즈다. 콘덴서 렌즈를 오일에 담글 때 최적의 분해능을 제공하는 콘덴서도 많다.

이론적 배경

렌즈는 물체에 의해 흩어진 빛을 재구성한다. 이 목적을 성공적으로 달성하려면 이상적으로 모든 회절 순서를 수집해야 한다. 이는 렌즈의 개구부 각도와 굴절률과 관련이 있다. 현미경의 분해능은 현미경이 두 물체를 별개의 물체로 구별하기 위해 검사 중인 두 물체 사이에 필요한 최소 분리량으로 정의된다. 이 최소 거리는 Δ라고 표시된다. 두 물체가 Δ보다 짧은 거리로 분리되면 현미경에서 하나의 물체로 나타난다.

렌즈의 분해력 R.P의 측정값은 숫자 구멍 NA:

${\displaystyle \frac ={\fracta }{\mathrm {2}NA} }}$

여기서 λ은 빛의 파장이다. 이를 통해 좋은 분해능(작은 Δ)이 높은 숫자 구멍과 연결되어 있음을 알 수 있다.

렌즈의 숫자 구멍은 다음과 같이 정의된다.

${\displaystyle \mathrm {NA} =n\sin \alpha _{0}\;}$

여기서 α는₀ 표본에서 볼 수 있는 목표 렌즈에 의해 확장되는 각도의 절반이며, n은 렌즈와 표본 사이의 매질의 굴절률이다(공기의 경우 α1).

예술 목적의 상태는 최대 0.95의 숫자 간극을 가질 수 있다. sin α는₀ 항상 단결(숫자 "1")보다 작거나 같기 때문에, 숫자 구멍은 공기 중의 객관적 렌즈에 대해 단결보다 결코 클 수 없다. 그러나 목표 렌즈와 시료 사이의 공간이 오일로 채워지면 숫자 구멍은 통일보다 큰 값을 얻을 수 있다. 기름은 굴절률이 1보다 크기 때문이다.

오일 흡입 목표

위로부터 시료와 목표 렌즈 사이의 오일은 분해력을 1/n 인수로 향상시키는 것으로 이해된다. 이러한 목적을 위해 특별히 설계된 목표를 오일몰입 목표라고 한다.

오일 흡수 목표는 높은 해결 능력을 필요로 하는 매우 큰 배율에서만 사용된다. 높은 파워 배율을 가진 목표는 초점 길이가 짧아서 오일 사용을 용이하게 한다. 시료에 오일을 바르고(기존 현미경) 단계를 올려 목표물을 기름에 담근다.(역현미경에서는 목표물에 오일을 바른다)

첫 번째 렌즈 요소에 있는 유리와 유리의 굴절률은 거의 같으며, 이는 렌즈에 들어갈 때 빛의 굴절이 작다는 것을 의미한다(유리와 유리는 광학적으로 매우 유사하다). 굴절률이 밀접하게 일치하도록 하기 위해 목표 렌즈를 위한 정확한 침수 오일을 사용해야 한다. 부정확한 침전 오일이 들어 있거나 침전 오일이 전혀 없는 오일 침전 렌즈를 사용하면 구형 이상이 발생할 수 있다. 이 효과의 강도는 굴절률 불일치의 크기에 따라 달라진다.

오일 침수는 일반적으로 단단하게 장착된 시료에만 사용할 수 있으며 그렇지 않으면 오일의 표면 장력이 커버립을 이동시켜 시료를 아래로 이동시킬 수 있다. 커버립이 슬라이드 아래에 있기 때문에 반전된 현미경에서도 이러한 현상이 발생할 수 있다.

침전유

1940년대 합성몰입오일이 개발되기 전에는 삼나무오일이 널리 쓰였다. 삼나무 기름은 대략 1.516의 굴절 지수를 가지고 있다. 삼나무 오일 목표의 수치적 간격은 일반적으로 약 1.3이다. 그러나 삼나무오일은 청색과 자외선을 흡수하고 노화와 함께 황색을 흡수하며 반복적인 사용(렌즈 결합에 사용되는 시멘트를 공격하여)으로 목표를 잠재적으로 손상시키고 용매로 희석시켜 점성을 변화(그리고 굴절률과 분산)할 수 있는 충분한 산도를 가지고 있다는 여러 단점이 있다. 삼나무 오일은 경화된 삼나무 오일을 제거하면 렌즈가 손상될 수 있으므로 사용 후 즉시 제거해야 경화된다. 현대 현미경 검사에서 합성몰입 오일은 이런 문제들을 대부분 제거하기 때문에 더 흔하게 사용된다.^[2] 1.6의 NA 값은 다른 오일로 달성할 수 있다. 천연 기름과 달리 합성 기름은 렌즈에 굳지 않고 일반적으로 한 번에 몇 달씩 목표물에 남겨질 수 있지만 현미경을 가장 잘 유지하기 위해서는 매일 기름을 제거하는 것이 가장 좋다. 오일은 시간이 지남에 따라 목표의 전면 렌즈 또는 목표의 배럴 안으로 유입되어 목표를 손상시킬 수 있다.

여러분이 수행할 현미경의 종류에 따라 다른 성질을 가진 다양한 종류의 몰입 오일이 있다. A형과 B형은 모두 다른 점성을 가진 범용몰입오일이다.^[3] F형 몰입유는 상온(23°C)에서 형광 이미징에 가장 잘 사용되며, N형 기름은 체온(37°C)에서 실시간 셀 이미징 어플리케이션에 사용하도록 만들어졌다.

참고 항목

• 수분몰입목표
• 인덱스매칭재료
• 솔리드몰입렌즈

참조

• L.C.의 실용 현미경 마틴과 B.K. 존슨, 글래스고(1966년).
• 라이트 현미경 by J.K. 솔베르크, 타피르 트릭(2000년)

외부 링크

• "마이크로스코프 목표: 2002년 올림푸스 현미경 자원 센터(website), 모티머 아브라모위츠와 마이클 W. 데이비슨이 쓴 '몰입 미디어'.
• 데이비드 B의 "Memersion Oil Microscopy" 판하우저, 신시내티 대학의 생물학, Clermont College (website), 2004년 12월 30일.
• 2007년 짐 솔리데이 사우스웨스트 엔지니어링, 커뮤니케이션 및 컴퓨팅 박물관(website)의 "오일 몰입 렌즈 역사"
• 1964년(개정, 1985년) 뉴욕 현미경학회 연감 존 J. 카길레의 "임머스온 오일과 현미경" (Cargille Labs(웹사이트)에서 보관)