顕微鏡の最高解像度はどれくらいですか?

顕微鏡における最高解像度

顕微鏡法における最高の解像度は現在、電子顕微鏡法、特に高解像度透過型電子顕微鏡法 (HRTEM)と呼ばれる方法によって達成されています。この技術により、材料の原子構造を視覚化することができ、解像度は 0.1 ナノメートル (nm) 未満に達します。

HRTEM は、非常に薄い試料に高エネルギー電子ビームを透過させることで機能します。電子は試料の原子と相互作用し、物質内の原子の配置を明らかにする画像を生成します。HRTEM の解像度の限界は主に電子の波長によって決まります。電子の波長は可視光よりもはるかに短いため、より高い解像度が得られます。

高解像度顕微鏡に貢献するもう 1 つの高度な技術は、収差補正装置と組み合わせた走査透過電子顕微鏡 (STEM)です。これらの補正装置はレンズの欠陥を補正し、解像度の限界をさらに押し上げて、50 ピコメートル (pm) のオーダーまで到達します。

さらに、クライオ電子顕微鏡 (クライオ EM)の開発は、特に生物顕微鏡の分野で革命的なものでした。クライオ EM を使用すると、生物標本を本来の水和状態で原子レベルに近い解像度で観察できます。2017 年には、クライオ EM の開発に対してノーベル化学賞が授与されました。クライオ EM は実用化において約 1.2 ～ 3.5 オングストローム (Å) の解像度を達成でき、科学者はこれまでにない詳細さでタンパク質や生体分子を視覚化できます。

顕微鏡で達成可能な最高の解像度は、技術の進歩と新しい技術の開発によって常に進化していることに注意することが重要です。