顕微鏡分解能:概念、因子、計算

上記の理論をすべて考慮すると、解像度の理論的限界を計算する際に考慮すべき要因がいくつかあることは明らかです。 分解能はサンプルの性質にも依存します。 Abbeの回折限界とRayleigh基準を使用して分解能を計算することを見てみましょう。, まず、次のことを覚えておく必要があります：＜／ｐ＞＜ｐ＞ＮＡ＝ｎｘｓｉｎ α＜／ｐ＞＜ｐ＞ここで、ｎは撮像媒体の屈折率であり、αは対物レンズの角度開口部の半分である。 対物レンズの最大角度開口は約144ºです。 この角度の半分の正弦は0.95です。 屈折率が1.52のオイルと浸漬対物を使用する場合、対物レンズの最大NAは1.45になります。 “ドライ”（非浸漬）対物レンズを使用する場合、対物レンズの最大NAは0.95になります（空気の屈折率は1.0であるため）。

ラテラルに対するアッベの回折式（すなわち, XY)分解能は次のとおりである：

d=λ/2NA

ここで、λは試料を撮像するために使用される光の波長である。 514nmの緑色の光と1.45のNAを持つ油浸対物を使用する場合、（理論的な）分解能の限界は177nmになります。

軸方向（すなわちZ）分解能に対するアッベの回折式は次のとおりです。

d=2π/NA2

ここでも、波長514nmを仮定してNA値1.45を目的とした試料を観察すると、軸方向の分解能は488nmになります。

レイリー基準は、アッベの回折限界に基づいてわずかに洗練された公式である：

R=1。,22μ/NAobj+NAcond

ここで、λは試料を撮像するために使用される光の波長である。 NAobjは目的のNAです。 NAcondは凝縮器のNAである。 “1.22”の数字は定数です。 これはベッセル関数に関するレイリーの研究から派生したものである。 これらは、波動伝搬などのシステムでの問題の計算に使用されます。

コンデンサーのNAを考慮すると、空気（屈折率1.0）は一般にコンデンサーとスライドとの間の撮像媒体である。 コンデンサーが144ºの角の開きを持っていると仮定すると、NAcond値は0.95に等しくなります。,

514nmの緑色の光、1.45のNAを有する油浸対物、0.95のNAを有する凝縮器を使用する場合、（理論的な）分解能の限界は261nmになります。

上記のように、試料を撮像するために使用される光の波長が短いほど、より詳細に解決されるであろう。 したがって、400nmの最も短い可視波長の光を使用し、NAが1.45の油浸対物体およびNAが0.95の凝縮器を使用する場合、Rは203nmに等しくなります。,

顕微鏡システムにおいて最大（理論的）分解能を達成するためには、各光学部品は利用可能な最高のNAでなければならない（角度開口を考慮して）。 さらに、より短い波長の光を使用して試料を見ると、分解能が向上します。 最後に、顕微鏡システム全体を正しく整列させる必要があります。

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