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光学顕微鏡において、油浸法は顕微鏡の分解能を高めるために用いられる技術である。これは、対物レンズと試料の両方を屈折率の高い透明な油に浸すことによって実現され、それによって対物レンズの開口数（NA ）が増加する。
油がない場合、光波はスライド標本からガラスカバーを通して反射し、空気中を通り抜けて顕微鏡レンズに入ります（右のカラー図を参照）。波が90度の角度で出射されない限り、新しい物質に当たると屈折し、その屈折の度合いは角度によって異なります。これにより画像が歪みます。空気はガラスとは異なる屈折率を持つため、ガラスとほぼ同じ屈折率を持つ油に比べて、より大きな屈折が生じます。特殊な方法で製造された油は、ガラスとほぼ同じ屈折率を持つことができるため、油浸レンズは、試料の周囲全体をガラスで覆うのとほぼ同じ効果を発揮します（これは現実的ではありません）。
浸漬油は、顕微鏡での使用に必要な特定の光学特性と粘度特性を持つ透明な油です。一般的に使用される油の屈折率は約 1.515 です。[ 1 ]油浸対物レンズは、このように使用するために特別に設計された対物レンズです。多くのコンデンサーも、コンデンサーレンズを油に浸すと最適な解像度が得られます。
レンズは、物体によって散乱された光を再構成します。この目的を達成するには、理想的にはすべての回折次数を収集する必要があります。これは、レンズの開口角と屈折率に関係しています。顕微鏡の分解能は、顕微鏡が2つの観察対象物を別々の物体として識別するために必要な最小距離として定義されます。この最小距離はδで表されます。2つの物体がδよりも短い距離で隔てられている場合、それらは顕微鏡内で1つの物体として見えます。
レンズの分解能RPは、開口数NAによって表されます。
ここでλは光の波長である。このことから、良好な解像度（δが小さい）は高い開口数と関連していることが明らかである。
レンズの開口数は次のように定義されます。
ここで、α 0はサンプルから見た対物レンズの角度の半分であり、n はレンズと試料の間の媒質の屈折率（空気の場合は約 1）である。
最新の対物レンズでは、開口数が最大0.95に達するものもあります。sin α 0 ≤ 1 であるため、空気中の対物レンズの開口数は1を超えることはありません。しかし、対物レンズと試料の間の空間が油で満たされている場合、開口数は1を超える値をとることができます。これは、油の屈折率が1より大きいためです。
以上のことから、試料と対物レンズの間に油を浸すことで、分解能が1/ n倍向上することが理解できる。この目的のために特別に設計された対物レンズは、油浸対物レンズとして知られている。
油浸対物レンズは、高い分解能が求められる非常に高倍率の場合にのみ使用されます。高倍率の対物レンズは焦点距離が短いため、油の使用が容易です。通常の顕微鏡では、標本に油を塗布し、ステージを上げて対物レンズを油に浸します。（倒立顕微鏡では、対物レンズに油を塗布します。）
第1レンズ要素の油とガラスの屈折率はほぼ同じであるため、レンズに入射する光の屈折は小さくなります（油とガラスは光学的に非常に類似しています）。対物レンズには、屈折率がほぼ一致するように、適切な浸漬油を使用する必要があります。不適切な浸漬油を使用したり、浸漬油を全く使用しなかったりすると、油浸レンズに球面収差が生じます。この影響の強さは、屈折率の不一致の大きさに依存します。
油浸法は一般的に、しっかりと固定された標本にのみ適用できます。そうでない場合、油の表面張力によってカバーガラスが動き、その下の標本も動いてしまう可能性があります。これは、カバーガラスがスライドガラスの下にある倒立顕微鏡でも起こり得ます。
1940年代に合成浸漬油が開発される以前は、杉油が広く使用されていました。杉油の屈折率は約1.516です。杉油対物レンズの開口数は一般的に約1.3です。杉油にはいくつかの欠点があります。青色光と紫外線を吸収し、経年劣化で黄変し、繰り返し使用すると対物レンズを損傷する可能性のある十分な酸性度を持ち（レンズを接合するために使用される接着剤を侵食するため）、溶剤で希釈すると粘度が変化する可能性があり（それによって屈折率と分散が変化する）、杉油は硬化する前に使用後すぐに対物レンズから除去する必要があります。硬化した杉油を除去するとレンズが損傷する可能性があるためです。[ 2 ]
現代の顕微鏡では、これらの問題のほとんどを解消するため、合成浸漬油がより一般的に使用されています。[ 2 ]さまざまな油で 1.6 の NA 値を達成できます。天然油とは異なり、合成油はレンズ上で硬化せず、通常は一度に数か月間対物レンズ上に放置できますが、顕微鏡を最良の状態に保つには、毎日油を取り除くのが最善です。時間が経つと、油が対物レンズの前面レンズに入り込んだり、対物レンズの鏡筒に染み込んで対物レンズを損傷する可能性があります。
顕微鏡の種類に応じて、特性の異なるさまざまなタイプの浸漬油があります。タイプ A と B はどちらも汎用浸漬油で、粘度が異なります。粘度の低いタイプ A オイルは気泡をあまり閉じ込めませんが、粘度の高いタイプ B オイルは、1 回の塗布で複数のスライドを連続的にイメージングするのに適しています。[ 3 ]タイプ F 浸漬油は、室温 (23 °C) での蛍光イメージングに最適ですが、タイプ N オイルは、生細胞イメージング 用途で体温 (37 °C)で使用するために作られています。すべてD値は 1.515 で、元の杉油と非常によく似ています。[ 4 ]
