蜃気楼 mirage: 熱(冷気)のため大気中で光が屈折し、空中や地上に何か物が有るように見える現象

ガリレイ光学 Galilean optics

入射(光)線 incident ray
入射面 inclined plane
反射 (物体を通し伝えられる)
照らされた物体 illuminated body

Ex. 1/0.5 × (-1) = -2D
→ 自然光: 発散しかありえない
↔ 収束(人工光で可能) (D > 0) → 光学システム

レンズ lens, L

口径 aperture: 穴・管等の円筒形物内径(垂直断面の内側直径) (aperture: 隙間, 開口)

1. 円筒形物の内径
2. レンズ等の有効直径
3. 軍事における口径

f値 f-number: レンズの焦点距離を入射瞳径(レンズの光束の大きさ)で割った値

A) プラスレンズ(+レンズ)

Ex. +3Dのレンズを0.5 mの点に置く
レンズの公式 lens equation: U + P = V

Cf. 鏡の公式 mirror equation

→ 軸上点axial point (≈ 節点 nodal point - 薄レンズで概ね同じ)

X (点源 point source), X' (像点) ≡ 共役点 conjugate points - 像の発信源と受信点
1/U = u [Xからのレンズまでの距離], 1/V = v [X'からの距離]

→ レンズ距離動かす: +3DレンズはXから33 cmの距離で無限距離で像を結ぶ → 焦点面(焦平面) focal plane

Ex. +14D → f = 1/(+14) ≈ 0.0714 m

→ U + P = -4 + 3 = -1 = V < 0
→ (みかけの)X'はXと同じ側: 1/V = v, 1/(-1D) = -1 m
人の目にはレンズの1 m向こうにXがあるように見える
Ex. 目とレンズの距離が10 cm → 1/(-1.1) = -0.91D
Q. 更に目をレンズに近づけDの変化を求めよ → X' ≈ X

物体との距離    ∞          -50       -40    -33    -25     -5  
像との距離    +33 (F')  +100    +200    ∞    -100    5.9

B) マイナスレンズ/凹レンズ concave lens (diverging lens)

→ 像位置: X’ = -(1/7D) = -14.1 cm

→ X' = F'
像image: 実像real image (X) ↔ 虚像virtual image (X')

物体距離  +25   +33 (F)  +100     ∞         -33     -25    -10 
像距離     +100     ∞          -50  -33 (F')  -16.7  -14.1  -6.9

レンズに当たる前に物体面から出る光 = "物体空間"に位置する
レンズ通過後の光 = "像空間"に位置する
→ レンズの同じ側に表れることもある

レンズは物体と像の間 → U = -1/u (レンズ面でのジオプターは負), V = 1/(1 - u)
U + P = V ∴ -1/u + 4 = 1/(1 - u) → 1 - u = v = 1/2 → レンズは物体と像の両方から50 cm
レンズを間に置くという制限をはずすと解は2つになる

C) 複合レンズ

レンズ間に隙間がある → 像位置変化
レンズ順に解く: L₁通過光 → L₂受け取る → … → L_i通過光 → L_i+1が受け取る →

L1 = +2D, L2 = +1D, L3 = -4D
X-L1 = 1 m, L1 - L2 = 25 cm, L2 - L3 = 23 cm
L₁
L₂ L₃
L1: U + P = -1 + 2 = V
L2: U = +1/0.75 ≈ +1.33D → U + P = 1.33 + 1 = 2.33 = V
L3: U = +1/0.2 = +5D → U + P = +5 -4 = 1

レンズ法則

N: 節点, F: 第1焦点, F': 第2焦点

1. 主光線 = 節点を通る光線: 直進する
2. 第1焦点を通る光線: 軸と平行にレンズから出る
3. レンズ軸に平行な光線: 物体側全光線は像空間で第2焦点を通る
   (2), (3) → A'を通る = 像点

倍率 maginitude, M

< 1 → 縮小 minification

→ (空間屈折率を考慮しなければ)節点を通る光線のみで求められる

ΔAXN ∝ ΔA'X'N → I = A'X', O = AX, v = NX', u = XN
M = I/O = A'X'/AX = NX'/XN = v/u
v = 1/V, u = 1/U ∴ M = U/V

A. U + P = V → -1/0.06 + 1/0.05 = V = 1/v = +0.3 (= 30 cm)

M = v/u = 30/-6 = -5 (= 5倍) ∴ 175 cmの大きさ(ただし倒立)

• Rubin ML. 1993. Optics for clinicians (2nd edn.). Triad Publishing Co., Gainseville (田辺正明(訳) 2002. 臨床医のための光学)

天体望遠鏡 astronomical telescope

Cf. 反射型望遠鏡reflecting telescope

h = F₁X' = F₂X'
tanθ₁ ≈ h/f₁, tanθ₂ ≈ h/f₂
→ M = |f₁/f₂| = |L₂/L₁|

魚眼レンズ fisheye lens
広角レンズ wide-angle lens
望遠レンズ telephoto

軸倍率 axial magnification

主点: 主平面のレンズ軸との交点
節点: 厚みのあるレンズ(薄いレンズでは軸上点に近似)

N: 第1節点, N': 第2節点

屈折 refraction

屈折率 refractive index or index of refraction

n = cv/cm

cv: 真空中の光速度(実用上は空気中でよい)
cm: 物質(媒質)中の光速度

cv > cm → n > 1. 波長により異なる
Ex. 589 nm → H2O = 1.33, 水晶体 = 1.42, 角膜 cornea = 1.376

フェルマーの原理 Fermat's principle

2点間を結ぶ光の経路は、その所要時間を最小にする → スネルの法則導出

スネルの法則 Snell's law

θ1: 入射角 incidence angle
θ2: 屈折角 refraction angle
Ex. コップにさしたストローが折れ曲がって見える
物質2では物質1に比べて光速遅いので屈折する
(物質表面に垂直(法線)に入射 → 遅くなるが方向変わらない)

1 mで1 cm屈折距離持つ角度 angle → tanθ = BC/AB

1^Δ → tanθ = 1/100 = 0.01 → 100 × tanx = x^Δ: 小角度で有用(< 30°)
セントラド centrad: 1 mの距離で1 cmの円弧の屈折距離持つ角度 → 角度小ならプリズムジオプターに近似(現在使わない)
メータアングル meter-angle, m.a.

臨界角 critical angle

a) 光線が面に直角に入る → 光線偏位なし
b) 板傾く → 光線はガラス内で屈折し元の方向に戻り出て行く

→ 眼にはX'に物体があるように見える

光線が第1面に法線に沿い入射
→ 第2面まで直進 → 第2面で偏位 deviation
第1面入射角と第2面屈折角が等しい時(= プリズムを通し対称) → θ最小 プリズムがさらに回転 → 光線偏位は最小値から増加
実際のプリズムでは球面屈折と歪曲収差存在 ≠ 理想プリズム

太陽スペクトル solar spectrum
応用: 分光器 spectroscope (spectrometer)

  2色テスト bichrome test (duo-chrome test)
  眼科用プリズム (Risleyプリズムやフレネルプリズム)

複屈折 double refraction

∠CPX = β ∴ = ∠CPX + α = α + β
∠CPX' = β' (屈折角), ∠CX'P = α' → θ = α' + β'
β = θ - α, β' = θ - α'

スネルの法則の角度が小さい時の近似: n1θ1 = n2θ2

CP = r (曲率半径 radius of curvature), h ≈ 弧に近似 → θ = h/r

同様にα = h/u, β = h/v → Eq. 1に代入

hn1(1/r - 1/u) = hn2(1/r - 1/v), n1(1/r - 1/u) = n2(1/r - 1/v)

n2/v - n1/u = (n2 - n1)/r, or n1/u + (n2 - n1)/r = n2/v

n1/u ≡ U (object vergence)
n2/v ≡ V (image vergence)
(n2 - n1)/r ≡ P (vergence power)

→ U + P = V (P, 面屈折力)

P = 1/f1 = 1/f2 [薄いレンズで成立]

無収差

色収差chromatic aberration (Cf. プリズム) → 2色テストbichrome (duochrome) test
球面収差spherical aberration → 歪曲収差 distortion
トロイダルtroidal面
マドックス管
非点収差astigmatism

→ 非点収差クロスダイアグラム cross diagram

円柱レンズ cylindrical lens → 放射状非点収差
コマ収差 comma aberration

⌈ L1 × 90 = +0.75 × 90 ⌉
⌊ L2 × 180 = -3.25 × 180 ⌋

→ 最小錯乱円は2つの焦点の中間になる

等価球面度数 spherical equivalent power ≡ 最小錯乱円を元にしたレンズ平均度数

プレンティスの法則
プリズム力, θ = d (cm) × P (D, ジオプター)

反射 reflection

θi, 入射角 angle of incidence
↔ θr, 反射角 angle of reflection
反射光(線) reflected ray

θi = θr → 正反射(鏡反射) regular reflection

↔ 乱反射 diffuse reflection (irregular reflection)

Ex. U = -2.5D (u = 40 cm), P = 0 → V = -2.5D (虚像)

→ 円柱形・ピラミッド形・円錐形等に引き出された透明な屈曲性固体の棒(の束)

CA = 曲率半径(r)
CA = CP, γ = θ → CF = CP, CF = FA
Def. FA = f = 焦点距離
→ f = CA/2 = r/2, P = -1/f = -2/r

U + P = V → U + (-2/r) = V

Ex. 凸面鏡, r = 20 cm, 50 cmに物 → 像

u = -50 cm, U = -2D, P = -2/r = -10D
U + P = V → V = -2 - 10 = -12, v = 1/12 = -8.3 cm

導体表面: 入射した電磁波の電場を打ち消すよう電場生じる ? この電場により電磁波発生し放射される

誘電体: 誘電分極が生じ電場の大きさ変化 → 電磁場境界条件を満たすには一部電磁波が反射される

Ex. 水等の流体で急に水路の深さや幅が変わった時に、波の一部が反射され残りが透過する

光ファイバー optical fiber: 内側への全反射を利用 → 内視鏡等にも利用

ファイバースコープ fiberscope: 数千-数万本を束にした光ファイバーによる軟性内視鏡

減衰 attenuation

フーリエ解析

左右円偏光
二色性 dichhroism Ex. 円(偏光)二色性 circular dichroism, CD
偏光フィルター polar screen (polarizing filter)
反射防止膜 anti-reflection coating, 干渉フィルターinterference filter: 干渉による弱まりを利用
ニューロン環(ニュートンリング) Newton ring: 光波の干渉により現れる明環・暗環のこと

回折 diffraction

↔ 透明物質transparent substance (透明材transparent materials) (adj. transparent透明な) → 回折なし

半透明物質translucent substance (半透明材translucent materials) (adj. translucent半透明な): 様々

回折角 diffraction angle
回折像 diffraction pattern

ブラッグの式 Bragg equation: nλ = 2dsinθ

n: 正整数
d: 格子面の間隔
θ: 視斜角 glancing angle (入射角の補角)

光路長 optical path length

Ex. AOB, A'O'B'

→ 光路差 optical path difference: 波の辿る道のりの差

Ex. A'O'B' - AOB

散乱 scattering

水平線に近い(大気を通過する距離長い) = 散乱度高 → 全てが散乱 (?)

露光(露出) exposure

レーザー laser

Ex. 励起状態b → fab(Eb - Ea)/hの光を放射 → 基底状態aに遷移

励起された電子・原子が他の定常エネルギー状態に移る際、外部から加えられた電磁波(光)等のエネルギーと同じ位相や周波数のエネルギーを放出する現象

┏━> 原子にf_abの光を入射しf_abの光を放射させる
┃       誘導放射された光と入射光は、進行方向・位相が同じ
┃       ⇒ 干渉により増幅される
┗━━┛  反復により増幅 ⇒ レーザー

自由電子レーザー free electron laser
ガスレーザー(気体レーザー) gas laser, 液体レーザ liquid laser
(メーザーmaser: マイクロ波増幅器)

ポンピング pumping

→ レーザーは原子数がEa < Ebでなければ発生しない(誘導放射が増幅されない)
→ ポンピング必要: 電子ビームや別の振動数の光を当てEcの状態の原子を増やす

a → c → b のサイクル

光沢 luster → 金属光沢metallic luster
視差 parallax: フィルムに映る像と、ファインダーに映る像とのずれ
光伝導体(光導体) photoconductor
感光性の photosensitive
光学密度(光学濃度) optical density
光心 optical center
光学距離 optical distance

冷光 luminescence

Ex. 蛍光 fluorescence (adj. fluorescent): 蛍光灯 fluorescent light, 蛍光体(燐光体) phosphors, 点状蛍光体 phoshor dots, リン光 phosphorescence

ストークスシフト Stokes shift

顕微鏡の世界(種類)

双眼顕微鏡 binocular microscope
解剖顕微鏡 + 顕微手術器、ポケット顕微鏡、旅行用(携帯)顕微鏡、供覧顕微鏡
鉱物顕微鏡 mineral microscope、金属顕微鏡 metallograph
偏光顕微鏡 polarizing microscope
限外顕微鏡 ultramicroscope
位相差顕微鏡 phase-contrast microscope: 比較的小さな構造や無色の試料に利用
→ 部分的相違によるもので部品換えれば転用可能 = 万能顕微鏡もある
紫外線顕微鏡 ultraviolet microscope

透過型電子顕微鏡 transmission electron microscope (TEM)
走査型電子顕微鏡 scanning electron microscope (SEM)

細胞小器官観察 → 固定死細胞のため生細胞との違いを意識する
解像力 20 μm
写真面は平板であるが奥行き(立体構造)を頭に置く

走査型トンネル顕微鏡 (STM)
原子間力顕微鏡 (AFM)

顕微鏡観察

1. Tradescantia ohiensis Rafin 気孔観察
2. Anabaena azollae Strasburger: オオアカウキクサ(Azolla japonica (Franch. et Sav.) Franch. et Sav. ex Nakai)に共生する藍藻
   糸状体を針で解し、ラン藻を表に出しプレパラートを作り15 × 60で観察。くびれがあり、1つの細胞が割と多く目につくが、分裂途中段階と考えられる。異質(形)細胞もよく観察される。オルガネラはこの倍率でも、核らしいものを除けば、明瞭には識別できない
3. Tradescantia spathacea Sw.: 原形質分離 → 細胞浸透価判定

使用法

I 構造

測微ラセンmicrometer screw: 鏡筒の上下運動を1-2 μまで読み取れる。物体の厚さを計るのに利用
同高焦準
作業距離

1) 対物レンズの種類

2) 対物レンズの分解能

h = λ/2NA = λ/(n × sin(u/2)) = 0.61λ × NA

λ: 光源側波長
n: 光源側媒質の屈折率
u: 光源からレンズに入る光と光軸とのなす最大開角(θ = u/2)

開口数 numerical aperture, NA = n × sin(u/2), (maximum = 1.3)

可視光線平均波長: 0.55 μ、シーダー油のn: 1.515 → 光学顕微鏡分解能限界 δ = 0.55/1.4 = 0.39 μ
h = 550 μm/2 × 1.3 = 212 μm = 0.2 μ (limit)

電子顕微鏡(electric microscope, EM)のλ

NA 0.005 A (∝^-1 粒子速度), λ: 0.054 A: 電子線のλ
h = 0.054 Å/2 × 0.005 Å = 5.4-6 Å: 加速電圧の平方根に比例
電子密度 electron dense (EMで黒くスライドされる部分)

3) 接眼レンズ ocular, eyepiece

コンデンサ

II 手入れ

埃は軟かい清潔な毛筆(羽毛)で払い落とすかゴム球で吹き払う。レンズペーパー(ガーゼは糊を落として)で軽く拭く。蒸留水を少しつけ拭く。キシロール(クロロフォルム)を少量ガーゼに浸し拭き、すぐ乾いたガーゼで拭き取る

短期間使用しない場合は覆い(通例、ビニール製カバー)を被せる。頻繁に使用する場合でも、顕微鏡カバーの使用をまめにする。対物レンズはガーゼで包む。直射日光、急激な温度変化を避ける

III 顕微鏡の見方

0. 照明装置 illuminating apparatus

1. コンデンサcondenser絞りの使用法

対物レンズ後ろの焦点
面に結像したコンデン
サ絞りの像 対物レンズ瞳を70-80%
まで絞る コンデンサ絞りを絞る

2. 光源絞り

3. ケーラー照明手順

1. ステージ(載物台)上にプレパラートを置きクリップで押える
   対物レンズ先を見ながら粗動ネジを操作し鏡筒を出来るだけ下げ、プレパラートに近づける(顕微鏡を覗きながら鏡筒を下げてはいけない)
2. 照明装置を、平面反射鏡から15-50 cm位離しておく
3. 平面反射鏡の中央部に光束をあてる
4. コンデンサー絞りを最小に絞って、絞りの"はね"の上に光源フィラメントが結像するよう、光源の集光レンズを前後に調節。フィラメント像の大きさは40倍対物で15 × 15 mm位。10倍で5 × 5 mm
5. コンデンサー絞りを開き、接眼レンズを上から覗き標本にピントを合わせる
6. 光源絞りを小さく絞り、コンデンサー位置を上下し、光源絞り輪郭が標本と共に鮮明に見えるようにする
7. 反射鏡を少し動かし、光源絞りの輪郭が視野中心にくるよう調節。次に光源絞りの輪郭が接眼レンズの視野絞りに外接するまで開く
8. 接眼レンズをとり除き、鏡筒の中心線上に目をおいて鏡筒内部を覗きこむと、光源フィラメントの第2像がみえる。光源装置を前後させて、フィラメントが対物レンズの瞳をいっぱいに満たすような大きさにする
9. フィラメント像が対物レンズ中心からずれていれば、光源ランプ首振りつまみを操作し中心に一致させる
10. 接眼レンズをとり除いたまま、上から鏡筒を覗きこみ、対物レンズ中に作られるコンデンサー絞りの像が、対物レンズの瞳を70-80%程度まで縮めるよう調節する

4. 位相差顕微鏡

無色透明だが屈折率異なる部分のある試料観察 → 屈折率大きな媒質中を通る光は、屈折率小さい媒質中を通る光よりも位相遅れる → この位相差に関わる回折光を利用

1. ターレットコンデンサーをはめ込む
2. 緑色フィルターを支持枠にのせる
3. 表示孔を0にし明視野で視野を決める
4. 反射鏡を平面鏡としケーラー照明を行う
5. コンデンサーの虹彩絞りを全開にする。次にターレットを回して輪状絞りをコンデンサーのしたに送り込む
6. 心出し望遠鏡を差し込み、外筒をつまみ回しつつ昇降させる。リングに焦点を合わせる。"心出し"という、この操作は対物レンズを取り替える度に中心調節を行う
7. コンデンサーのネジ2本を回し中心調節 → 机下の装置のハンドル回しコンデンサー下げる必要時ある

撮影チェックリスト

顕微鏡部分

撮影装置部分

撮影テクニック

露出アンダー → 視野内試料の輝度差大きい時
露出オーバー → 視野内試料の面積が少なく明るく抜けている時

大きさ測定

a) 透過型電子顕微鏡 transmission electron microscope, TEM

b) 走査型電子顕微鏡 scanning electron microscope, SEM

走査型トンネル顕微鏡scanning tuuneling microscope (STM)

透過型電子顕微鏡をい、細胞や細胞内組織等の内外表面の三次元的微細構造を観察する方法
Ex. 試料 → グルタルアルデヒド固定

グリセロール浸漬した組織片 → 凍結
高真空中で削るように切る → 表面(切断面)
昇華 - その面にPt-C蒸着

分解能 2-3 nm

c) 走査型透過電子顕微鏡

固定fixation

固定剤 (fixative)

• オスミック酸: 揮発に富み溶液は還元力強。固定作用激烈であるが組織への浸透力は比較的緩やか
• クロム酸: 潮解しやすくやや赤色帯びた結晶。組織への浸透力弱く原形質分離を起こさせやすい。他薬品と混合すると優れた固定作用表わす
• 重クロム酸カリ: 暗赤褐色大結晶。浸透作用はクロム酸に劣る。細胞質は良く保存するが核に対し不適当。他薬剤と混合し良い固定液となる
• ピクリン酸: 強浸透性持つが凝固力余り強くない。組織が収縮し易いので単純には使用できない
• カルノア液 Carnoy: 固定剤

カルノアのアルコール・クロロホルムchloroform・酢酸

保存効くので数回分一緒に作ってもよい

カルノアの酢酸・アルコール Carnoy's fluid

トレーサー tracer

発色剤

• ピクリン酸: 水・アルコールに溶け細胞質を黄色に染める
• スダンIII: 弱酸性で水に溶け難いがアルコールに多少溶ける。脂肪に溶解し脂肪を着色するため脂肪染色剤として用いる
• ライトグリン: 水・アルコール・丁子油に溶ける。ヘマトキシリンとの複染色に用いられる
• 酸性フクシン: 細胞質の染色剤として広く用いられ、細菌染色、その他特殊な用途もある

• チオニン: 薄溶液は藍色を呈するが、著しく色彩変調を示す組織学上重要色素
• メチレンブルー: 核染色色素。病理学・細菌学で欠くことできない。生体染色にも重要
• メチルバイオレット methyl violet: C₂₄H₂₈ClN₃
• 中性赤: 弱塩基性で水・アルコールに可溶。弱い核染色剤だがゴルジ体染色、その他一般組織学で細胞質染色使用。無害で生体染色重要色素
• サフラニン: 水・アルコールに可溶。核・仁・中心体染色剤として重要

A) パラフィン包埋 paraffin embedding (general procedure)

自動包埋装置: 脱水からパラフィン浸透までを自動化

準備 preparation

各濃度アルコール作成: 無水(100%)、純(99%、95%)、局方(90%)、80%、70%、(必要に応じ50%)

アルコール計alcoholmeter (比重計)かメスシリンダー(量水器) messylinderにより80%以下の濃度は作成

無水アルコール: 純アルコールを無水硫酸銅で脱水し作成 → 灰白色微粉末(硫酸銅は青色結晶)

濾紙を適当な大きさに切り袋を作り、その中に無水硫酸銅を入れ、端をくくり粉が漏れないようにする 共口試薬ビン(磨合せ注意)に純アルコールを入れ無水硫酸銅入り濾紙を2, 3浸す → 一晩で完成 無水硫酸銅が青色に変わったら、再生せず廃棄し、新しいものを用意する

脱水: 組織の入る共栓ガラスビン(× コルク栓)をアルコール濃度数分と無水アルコール用セイロジンビン用意

90%までの脱水所要時間は、小さな組織で1-2時間、通常1日で十分。大きな組織では2-3日でもよい
95%以上では組織を強く収縮するので、相当大きな組織片でも24時間を越さない方がよい
脱水完了 → 引き続き透徹作業
(海産物等組織が壊れやすい時は30%位から始めることもある)

植物組織保存は、通常70%アルコールで行う
→ 変法: 無水アルコールにより組織収縮が激しすぎる場合に使用される

Ex. 1. 純Et-OHで短時間(1時間以内)処理後、クレオソート・キシロール(局方クレオソート2 + キシロール8)に移し30-40分置く(途中液を1回交換) → 純キシロールに移す
Ex. 2. 95-99% Et-OHからメチル・ベンゾエートmethyl benzoateに移し24-48時間(途中液2回交換)中に組織透明になったらベンゾールに入れ20-30分毎に2回液を換えベンゾール・パラフィンを経て浸透に入る

パラフィンはアルコール不溶 → アルコール・パラフィン両方に溶ける物質(パラフィン誘導剤, 透徹剤)にまず浸しアルコールを完全に追い出した後にパラフィン浸透を行なう

透徹剤: キシロールxylol (xylen)、クロロホルム、ベンゾール、トルオール等

ガラスビン3個用意

a) 無水アルコール3・キシロール1 (無水硫酸銅敷いておく)
b) キシロールのみ(Iとする)
c) キシロールのみ(II)

a-cの順で各ビン中に標準で20-30分程度漬けておく(時間長すぎると組織収縮する)
組織全体が透明になり飴色となりビンの底に沈めばキシロールがよく滲み込んだと判断してよい
一部白濁 → 脱水不完全なので逆順をたどり無水アルコールまで戻し脱水やり直す
[脱水兼透徹剤] 正ブチルアルコールnormal butyl alcohol、テルピネオールterpineol、ジオキサンdioxane (有毒)

パラフィン融点はミクロトーム切断時の室温を考慮し決める

Ex. 室温10-19°C → 融点52-54°C (冬は若干低融点を使用)

恒温器incubator (thermostate)中実施 [重湯煎water bath代用可]

一台の内部温度をパラフィン融点より2-3°C高めに調節
もう一台の恒温器37°C前後に調節しておく

透徹剤-パラフィン置換手順: パラフィン引火注意。コップを5-6個用意
37°C恒温器中に混合液(透徹液30 mlとパラフィン10 g混液)を入れておく
組織を37°C恒温器に入れた混合液に浸す(小片30-40分、大きいもので1-2時間)

金属枠2つととガラス(金属)板1枚が1組(できれば包埋する組織片の数だけ用意)
枠内面とガラス板上面にアルコール・グリセリンを指で塗る
組織片大きさに枠を合わせ箱を作る
コップ中で組織片にパラフィンが十分滲みこんだらバット(流し箱)に水入れる(深さは枠を冷やす時に水が入り込まない位が適当)
ブンゼン灯(アルコールランプ)に火をつけ、その側に匙を置く
恒温器から金属枠1組を取り出しバット側におく(以降すぐ恒温器蓋は閉じる)。コップを少し焔で熱し、包埋枠中にパラフィンを注ぎ込む
枠8分目位で恒温器を開け組織片入り浸透用コップを取出す
セラミックピンセットを少し暖め組織片をつまみ枠のパラフィン中に沈める

ミクロトームで切る時のことを考え、組織片の最初に切る面が底に当るよう置く
組織片周囲に厚さ2-3 mmのパラフィンが残る程度が理想
→ 組織片が枠に触れるのはよくない(この場合、枠を少し広げパラフィンを注ぎ足す)

ガラス板を静かに持ち上げ、水の入らぬよう気をつけながら、水平にバットの底に沈める

そのまま固めるとパラフィンが収縮し中央が窪み気泡が入るので、2 mmほど窪んだら、焔で温めた匙で枠中のパラフィンの表面をなでて溶かし、注ぎ用コップから少量のパラフィンを匙ですくって足す

パラフィンが冷めて固まったら取り出し、包埋片をはずす

時計皿内面にアルコール・グリセリン塗布
水槽に水を浸し手近に置く(なくてもよい)
ブンゼン灯に火をつける
注ぎ用パラフィン・コップを恒温器から出して焔で少し温め時計皿に注ぎ入れる(少量が良い)
コップを恒温器から出し、焔で温めた竹箸で組織片を取り、時計皿のパラフィンに入れる
時計皿をし羽化に水槽の水面に浮かべ冷やす
表層にパラフィンの皮が十分に張ったら、時計皿を水中に沈める
パラフィンが冷めたら完了

[包埋失敗時] パラフィンが全体均質な半透明になっていない場合はパラフィン結晶ができており、薄い切片とならないので、包埋までをやり直すべき。ただし、組織収縮が大きくなり精密観察には適さなくなる 結晶範囲が狭ければ、37°C程度の所に(数ヶ月となることもある)放置すれば結晶が消えることがある

台木(2 cm程度のサイコロ形)につける: 組織片の切り始めの部分を確認し、その 面を上に向け、台木にパラフィン(融点同)をスパチュラ等を焔で温めて貼り付ける
形整えるtrimming: 組織片前後左右を1-2 mmパラフィン層を残し小刀で削る
切片厚さ均一にする工夫(風吹くと切片飛ぶ → 窓閉める)

毛筆2本
切片収納箱(底に黒い紙を敷けばよい)
ナイフ(剃刀): 包埋片形整えたり、連続切片リボンを切り離す際便利
布: キシロールを含ませ付着パラフィンを除去する

(1) 刀台取手に指をかけ左手親指と示指で微動装置ハンドルを摘み、刀台を手応えのあるまで向こう端に押しやる → (2) 刀台取手を持ち静かに引く → [1枚目できる] → (1)に戻る = 連続切片
連続切片長くなる → 適当な部分で切り(できれば1枚刃に残す)筆穂に載せ切片箱に移す
掃除重要(特に刀)

回転版の調子確認が一番重要
刀を刀固定器に取り付ける。回転式ミクロトームでは、通常刃を真上に向け刃渡りが水平になるよう固定
刀の傾斜を4-6°にする
車のハンドルを握り時計の針方向に回す → 1回転ごとに1枚切れる

1. リボンにならず切片バラバラ(軽度なら切片が巻く程度) = パラフィン固い → 室温上げる(電灯等で温める)
2. リボン曲がる: 載ガラスに真直ぐ切片が張れない[切る前に注意] → 切ったものは解剖刀(メス)で削り整形
3. ミクロトーム刀に張り付く: 切片が軟らかすぎる → 室温下げる
4. 皺が生じる: 刀の切れか傾斜が悪い
   → 調整のし直し / 刃にパラフィン付着 → キシロールで拭く / 刀台の動き速すぎる → ゆっくり切る / 室温高すぎる → 室温下げる
5. 切片がボロボロになる(組織片が裂けることもある): 脱水不完全 → 救い様がない
   浸透剤が残っている(透徹剤が不適切) → 浸透包埋やり直し
6. リボンが裂けたり縦に傷がつく → 刀に傷か汚れ
   刀の傾斜が小さい → 刀を代えるか調整のし直し
   パラフィンごみ等の固形物が包埋中にある → そこを避け切るしかない
7. 切片に横波ができる
   刀や台木の固定ネジが緩いか、台木と包埋片の間に軟パラフィンが残存している
   刀の傾斜が大きすぎる。滑走路に油が多すぎる → 調整のし直し
8. 切片厚薄不規則や1枚おきに切れる → 刀傾斜不適当か、切れ味悪い
9. 切ると音がし強い抵抗を感じ、うまく切れない → 組織固い = お手上げ
10. リボンや切片が飛びその辺に付着する - 静電気が原因で始末におえない(何をやってもだめなら日を改める)
    ともかく静電気でにくくする Ex. 室内に蒸気を立て静電気を防ぐ

パラフィン切片作成

鶏卵卵白を容器に移し泡立器等で雪のような泡を立てる。ロートに濾紙をのせ、その上に卵白泡を盛り上げ、ロートの上に小瓶をおくと数時間-一晩で濾過され透明液が溜まる。これに等量グリセリンを加え、瓶を傾けながら静かに混ぜる。腐敗・微生物発生防止にチモール小塊を1%混ぜ完成

フィルム時代

フィルム

• ネガカラーフィルム(ネガ): プリント前提。大きく伸ばすこと可能
• リバーサルフィルム(ポジ): スライド前提。プリント可能だが色・印刷悪(ER 64, 400晴天向)。KR, KMプロ用

ASA(ISO)感度

数字大なほど速いシャッター可(= 暗所撮影可)
数字小なら粒状性よい(= 大伸ばし可)

カメラ

レンズ

撮影倍率

Ex. 中間リング50mmを 100mmのレンズに付ける → A = 0.5となるので0.5倍の大きさに写る

露出補正

Ex. A = 0.5 → B = 2.25
→ 通常より露出を2.25倍かける(1/125, f8 → 1/60 f8, or 1/125, f5.6)

シャッタースピードを1段(1クリック)遅くする、または
絞りを1段(1-2クリック)開ける

Ex. ASA100をASA50にセット

収差

球面収差: 入射点の光軸からの距離により集光点の光軸方向の位置が変わるため起こる、光軸上1点から出た光が像面で1点に集束しない収差
コマ: 入射点光軸からの距離で像倍率変化するため起こる、光軸外1点から出た光が像面で1点に集束しない収差
非点収差: 光軸外の1点から出た光線による子午像点と球欠像点のずれる収差
像面湾曲: 平面の物体の像面が湾曲する収差
歪曲: 方形の物体が方形像を結ばず樽型等になる収差

デジタル digital camera

魚眼レンズ fish-eye lens

→ 周辺に行くほど歪み生じる現象をレンズ組み合わせ補正しているため

種類
全周(円像)魚眼レンズ: 天体天頂角、方位角、日照時間、輝度分布測定等の学術用途に開発されたレンズ
対角線魚眼レンズ: 対角線方向に180度の画角を持つ(一般撮影向き)

ストロボスコープ stroboscope

カイドナンバー数字大 = 遠くまで光届く(Ex. 40/ASA 100/f2で20 mまで)

→ 動物生態調査等に利用される

• ブレない(速いシャッターを切る)

植物写真

• 一番形の整った対象を選ぶ
• 種の同定ポイントを踏まえて撮る
• 目標物にピント合わせる (被写体とカメラを平行にし全体にピントを合わせる。または、ピントは花から葉までに合わせる (ピント確認 → 背景邪魔にならないよう)

• 撮影場所を知るため背景などの情報を入れる (+ 主役が目立つ)
• 植物の回りをスッキリさせる
• AEカメラでは植物が暗い所で外が明るいと露出アンダーになる → 予め植物の露出を計るかASA感度下げる(ASA100 → ASA50/25)
• 絞りを絞り込むためシャッタースピード遅くなる → 三脚等使用しブレを防ぐ
• 曇りの日や日影では、カラーは青っぽくなるのでストロボ使用望ましい

自己満足

• AEカメラ → 花の露出を予め計るかASA感度上げる
• 光斜めや逆光で撮ると花が浮上がったり輪郭にソフトムード

菌類

水生不完全菌類

ドクツルタケでは表面に滴下すると黄変するため試薬として用いる

ラクトフェノール(Ex. 石炭酸10 g, 乳酸10 g, グリセリン20 ml, 純水10 ml): 固定・封入

コットンブルー等で染色して封入すると良い

ネイルエナメル: 封縁
ホルマリン酢酸水: 液浸保存、固定封入
パラフィン、バルサム: 封縁