クライオ顕微鏡検査

クライオ顕微鏡法は、検査対象物を室温以下に冷却できるように顕微鏡を装備する技術である。技術的には、クライオ顕微鏡法はクライオスタットと顕微鏡の互換性を意味します。ほとんどのクライオスタットは、液体ヘリウムや液体窒素などの極低温流体を使用します。クライオ顕微鏡法を行う一般的な動機は 2 つあります。1 つは、標準的な顕微鏡法の実行プロセスを改善することです。たとえば、クライオ電子顕微鏡法では、放射線による損傷が限られたタンパク質の研究が可能になります。この場合、タンパク質の構造は温度によって変化しない可能性がありますが、極低温環境により電子顕微鏡法のプロセスを改善できます。クライオ顕微鏡法を行うもう 1 つの動機は、顕微鏡法を低温現象に適用することです。たとえば、極低温環境下での走査型トンネル顕微鏡法では、室温では存在しない 超伝導の研究が可能になります。

光学顕微鏡は何世紀も前から存在していますが、クライオ顕微鏡法は現代的な手法です。1950年代には、イグルーの中に電子顕微鏡を設置して氷の結晶を研究しました。^[1] 1980年頃、電子顕微鏡、真空、クライオスタットの採用により、現代のクライオ顕微鏡法が考案されました。このクライオ電子顕微鏡法の発展により、ジャック・デュボシェ、ヨアヒム・フランク、リチャード・ヘンダーソンが2017年のノーベル化学賞を受賞しました。^[2]

極低温条件下で実行される 走査型電子顕微鏡法と透過型電子顕微鏡法のプロセスは、それぞれ cryoSEM と cryoTEM として知られています。

極低温環境は、さまざまな種類の光学顕微鏡技術と組み合わせて使用​​されます。極低温環境では退色も最小限に抑えられるため、顕微鏡技術のコントラストが向上します。たとえば、人工氷結晶の成長は光学顕微鏡で研究されています。^[3]偏光顕微鏡を使用すると、たとえば斜方晶系ドメイン構造からの複屈折効果を極低温で観察できます。^[4]生物学の分野では、蛍光顕微鏡により回折限界を超える解像度が可能になりました。^[5] 2014年のノーベル化学賞は、超解像蛍光顕微鏡の開発により、エリック・ベツィグ、シュテファン・ヘル、ウィリアム・E・モーナーの3人に共同で授与されました。 ^[6]