ミクロトーム

ミクロトーム：ミクロの世界を解き明かす精密機器

ミクロトームは、生物学、医学、鉱物学などの分野において、顕微鏡観察のための試料を極めて薄い切片に加工する精密機器です。肉眼では見えない微細な組織構造を明らかにするために、試料を均一で薄い切片にすることは極めて重要です。特に高倍率での観察や、電子顕微鏡を用いた観察においては、試料の厚さが観察結果に大きく影響します。

ミクロトームの必要性

顕微鏡観察では、試料を薄くすることで、光の透過性や電子の透過性を高め、より鮮明な画像を得ることができます。試料を手作業で薄く切ることは困難であり、正確な厚さに切ることは不可能です。ミクロトームを使用することで、マイクロメートル単位、場合によってはナノメートル単位の精度で試料を切断することが可能になり、高精細な観察を実現します。特に透過型電子顕微鏡（TEM）観察では、電子線を透過させる必要があるため、数十ナノメートルという極薄の切片が必要となります。このような超薄切片の作成には、ウルトラミクロトームと呼ばれる特殊なミクロトームが用いられます。

試料の前処理：包埋法

多くの生物試料は、水分を多く含んでいたり、柔らかく崩れやすい性質を持っています。そのままではミクロトームで切断することが困難なため、試料を事前に処理する必要があります。この処理を包埋（ほうまい）と呼びます。包埋法では、パラフィン（ろう）や合成樹脂などの固形物質を用いて、試料を硬くすることで、切断しやすくなります。包埋する前に、試料を固定して組織構造を保つ処理を行う場合もあります。

ミクロトームの動作原理

ミクロトームの基本的な動作は、試料を一定の厚さで送り出しながら、刃によって切断するというものです。試料の送り出し機構や刃の種類は、ミクロトームの種類によって異なります。回転式ミクロトームでは、刃が固定され、試料が回転運動によって送り出されます。一方、滑走式ミクロトームでは、試料が固定され、刃が移動することで切断が行われます。

光学顕微鏡観察用ミクロトーム

光学顕微鏡観察用のミクロトームには、回転式と滑走式があります。回転式は、小さな面積の連続切片を作成するのに適しており、滑走式は広い面積の切片を作成するのに適しています。刃材としては、かつては鋼鉄製の刃が用いられ、研いで繰り返し使用されていましたが、現在は使い捨ての刃が主流となっています。駆動方式には、手動式と電動式があり、電動式はより精密な切断が可能です。病院などの検査室では滑走式が、大学や研究機関では回転式が多く用いられています。教育用には、簡便な手動式ミクロトームも存在します。

電子顕微鏡観察用ミクロトーム

電子顕微鏡観察用のミクロトームは、TEM観察に必要な数十ナノメートルの超薄切片を作成するために使用されます。刃材としては、ガラスナイフ、サファイアナイフ、ダイヤモンドナイフなどが用いられます。特にダイヤモンドナイフは、高い切れ味と耐久性を持ち、高精度の切断を実現します。試料の送り出し機構には、機械式や熱膨張式などがあります。これらのミクロトームは、ほとんどが回転式で電動式です。

安全剃刀との関連

安全剃刀の刃は安価で鋭利なため、試料の予備的なスライスに利用されることがあります。しかし、精密な切断にはミクロトームが不可欠です。

もう一度検索