본문내용
1. 조직검사학
1.1. 조직검사학이란?
조직검사학이란 넓은 의미로 정상 및 병적 조직의 형태 관찰을 위해 필요한 현미경적 표본제작 기술을 연구하는 학문이다. 생화학, 생리학, 형태학, 해부학, 세포학, 조직학, 병리학 등의 다양한 학문 분야를 포괄하고 있으며, 조직의 정상적인 구조와 기능, 그리고 병적인 변화를 관찰하고 연구하는 것이 주된 목적이다. 이를 통해 질병의 진단과 치료, 그리고 예방에 필요한 정보를 제공한다.""
1.2. 조직검사학의 발달사
조직검사학의 발달사는 다음과 같다.
이탈리아의 모르가니가 장기병리학을 발전시켰으며, 이후 독일의 비르호우가 세포병리학을 발전시켰다. 파파니콜라우는 세포학을 발전시켰고, 크눌과 루스카는 소기관병리학을 발전시켰다. 수기에 의해 얇은 절편을 잘라내는 장치는 영국에서 식물을 대상으로 처음 개발되었다. 1860년대 중반까지 독일에서 스크류(screw) 수기형 절단기가 사용되었으나, 새로운 염색방법의 개발로 인해 좀 더 얇고 균일한 절편제작이 요구되었다. 히스에 의해 활주식 박절기가 최초로 개발되었고, 리베는 자신이 개발한 박절기로 셀로인딘-지주조직과 동결조직을 박절하는데 사용하였다. 뮬러는 조직을 중크롬산칼륨으로 고정하면 조직이 죽으면서 단단해지며, 그 후 알코올로 처리하면 더 단단해진다는 것을 확인하고 조직 표본제작의 첫 단계로 고정과정을 두도록 권장하였다."이다.
1.3. 조직검사의 종류
1.3.1. 살아 있는 조직세포의 검사
살아 있는 조직세포의 검사는 생체 염색이나 위상차 현미경을 통해 이루어진다. 생체 염색은 조직으로부터 세포를 분리하여 특정 염료를 이용해 세포의 구조와 기능을 관찰하는 방법이다. 반면 생체 내 염색은 생체에 직접 염료를 주입하여 조직의 구조와 기능을 관찰하는 방법이다. 이 두 가지 기법의 차이점은 전자는 조직으로부터 세포를 분리한다는 점이고, 후자는 생체 내에서 관찰한다는 점이다. 위상차 현미경은 생체 시료를 관찰할 때 빛의 굴절률 차이를 이용하여 조직의 미세구조를 관찰할 수 있다. 따라서 살아있는 조직세포의 검사는 고정이나 동결과정 없이 살아있는 상태에서 세포의 구조와 기능을 확인할 수 있다는 장점이 있다.
1.3.2. 고정 및 동결 조직세포의 검사
고정 및 동결 조직세포의 검사는 크게 세포학적 검사와 조직학적 검사로 나뉜다. 세포학적 검사는 생체 내 또는 체외에서 채취한 세포를 대상으로 하는 검사이며, 조직학적 검사는 고정 및 절단된 조직 표본을 관찰하는 것이다.
세포학적 검사에는 일반 염색 표본제작, 동결절편 제작 등이 있다. 일반 염색 표본제작은 고정, 절취, 탈수, 투명, 파라핀 침투, 파라핀 포매, 박절, 염색, 봉입의 과정을 거친다. 동결절편 제작은 미고정된 신선한 조직편이나 고정된 조직편을 젤리모양의 포매체에 포매하고 냉동미세절단기에서 순간적으로 동결시켜 조직표본을 제작하는 방법이다.
조직학적 검사에는 일반 염색, 특수 염색, 신경조직 염색, 병원미생물 염색 등이 있다. 일반 염색은 통상적으로 헤마톡실린-에오신(HE) 염색을 사용하며, 결합조직 관찰을 위한 특수 염색, 신경조직 관찰을 위한 신경조직 염색, 조직 내 병원균 관찰을 위한 병원미생물 염색 등이 활용된다.
이처럼 고정 및 동결 조직세포의 검사는 정상 및 병적 조직의 형태를 관찰하고 분석하는 데 중요한 역할을 한다. 조직 표본 제작 과정에서 고정, 절단, 염색 등의 기법을 적절히 활용하여 조직의 구조와 성분을 잘 보존하고 관찰하는 것이 중요하다.
1.3.3. 조직검사법의 종류
조직검사법의 종류에는 광학현미경적 검사법과 세포학적 검사법이 있다.
광학현미경적 검사법은 조직형태학적 검사로, 일반 염색(HE 염색), 결합조직 염색(special stain), 신경조직 염색, 조직 내 병원미생물 염색 등이 이에 해당한다. HE 염색은 가장 일반적으로 사용되는 염색법으로 세포핵은 청색, 세포질은 분홍색으로 염색되어 조직의 전반적인 형태를 관찰할 수 있다. 결합조직 염색은 콜라겐, 엘라스틴, 레티큘린 섬유 등의 특정 성분을 염색하여 관찰하는 방법이며, 신경조직 염색은 신경세포와 신경섬유를 선택적으로 염색하는 것이다. 또한 조직 내 특정 미생물을 염색하여 관찰할 수 있다.
세포학적 검사법은 세포 단위의 현미경적 검사로, 주로 체액 내 세포, 흡인 세포, 도말 세포 등을 관찰하여 진단하는 방법이다. 체액 내 세포에는 뇨, 척수액, 복수, pleural fluid 등이 포함되며, 흡인 세포는 주로 액와림프절, 갑상선, 유방 등에서 채취한다. 도말 세포는 자궁경부 도말, 객담 도말 등이 대표적이다. 세포학적 검사를 통해 암세포, 염증세포, 기타 비정형 세포 등을 관찰할 수 있어 질병의 조기 발견에 유용하다.""
2. 현미경의 구조와 종류
2.1. 광학현미경
광학현미경은 자연 조명이나 전기 조명을 이용하여 검체를 관찰하는 현미경이다. 광학현미경의 대물렌즈에 따라 관찰 배율이 달라지며, 일반적으로 40배와 100배 대물렌즈를 사용한다. 40배 대물렌즈는 진단 확진을 위해, 100배 대물렌즈는 세균 관찰을 위해 사용된다.
광학현미경의 개구수는 현미경 대물렌즈의 성능을 판단하는 중요한 수차의 하나이다. 개구수가 크면 분해능, 초점심도, 밝기 등이 향상된다. 그러나 개구수가 너무 크면 색수차, 구면수차, 코마수차, 비접수차, 시야만곡수차 등의 문제가 발생할 수 있다.
따라서 광학현미경은 조직 및 세포 관찰을 위해 널리 사용되는 기본적인 현미경 장비이며, 대물렌즈의 배율과 개구수 등의 특성을 고려하여 관찰 목적에 맞게 적절히 활용된다고 할 수 있다."
2.2. 위상차현미경
위상차현미경의 원리는 빛의 굴절률이 다른 매체를 통과할 때 빛의 속도가 느려지고 방향이 바뀌는 것을 이용한 것이다. 이러한 위상변화를 광학적으로 증폭시켜 비가시적인 미세한 구조를 가시화할 수 있다. 위상차현미경에서는 일반현미경에 대비되는 위상차 렌즈와 위상판이 사용된다.
위상차 렌즈는 표본면과 정합되어 있으며, 투과된 빛의 위상차를 증폭시킨다. 즉, 투과한 빛의 위상이 다른 부분은 회절되어 확대 관찰이 가능하다. 여기에 사용되는 위상판은 렌즈 앞에 위치하여 조명용 광선의 위상을 조절한다. 이 위상차 렌즈와 위상판이 어울려 작용하여 비가시적인 미세한 구조를 관찰할 수 있게 한다.
위상차현미경의 특징은 세포나 조직 등 무색의 투명한 표본을 관찰할 때 유용하다는 점이다. 특히 생체 내에 있는 세포나 조직 등의 미세 구조를 비침습적으로 관찰할 수 있다는 이점이 있다. 또한 관찰하고자 하는 대상에 염색을 가하지 않아도 선명한 이미지를 얻을 수 있어 가시화가 어려운 대상을 효과적으로 관찰할 수 있다. 이처럼 위상차현미경은 생물학, 세포학, 해부학 등의 분야에서 널리 사용되고 있다.
2.3. 편광현미경
편광현미경은 광학현미경에 편광필터를 첨가하여 가시광선이 이 필터를 통과하면 빛이 한쪽 방향으로만 나아가도록 설계된 현미경이다. 편광현미경은 편광현상을 이용하여 특정 물질의 구조, 배열 등을 관찰하는데 활용된다.
편광현미경의 원리는 빛의 편광 특성을 이용하는 것이다. 일반적인 자연광은 다양한 진동방향을 가지고 있지만, 편광필터를 통과하면 특정 방향으로 진동하는 단일편광광이 된다. 이렇게 편광된 빛이 시료를 통과하면 시료 내부의 구조와 성질에 따라 편광방향이 변화되어 관찰할 수 있다.
편광현미경의 주요 구성요소는 다음과 같다. 첫째, 광원과 편광판으로 편광된 단일광을 만들어낸다. 둘째, 편광된 광이 시료를 통과하면서 편광방향이 변화되는 것을 관찰할 수 있도록 분석편광판을 장착한다. 셋째, 광학계와 접안렌즈를 통해 관찰 및 기록이 가능하도록 한다.
편광현미경은 다음과 같은 분야에 활용된다. 첫째, 결정성 물질의 관찰에 유용하다. 결정은 일정한 방향으로 배열된 원자 구조를 가지고 있어 편광광에 의해 고유의 간섭색을 나타내기 때문이다. 둘째, 생물 시료의 관찰에 유용하다. 생물조직 내의 콜라겐, 섬유, 핵산 등 생체고분자들은 특정한 배열 구조를 가지고 있어 편광현미경으로 관찰할 수 있다. 셋째, 고분자 물질의 관찰에 유용하다. 플라스틱, 섬유, 고무 등의 고분자 재료들은 편향된 분자 배열 구조를 가지고 있어 편광현미경으로 관찰할 수 있다.
이처럼 편광현미경은 물질의 구조와 배열을 관찰하는데 매우 유용한 도구로, 재료과학, 생물학, 지질학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
2.4. 형광현미경
형광현미경은 형광물질을 이용하여 조직의 특정 성분을 선택적으로 관찰할 수 있는 현미경이다. 형광현미경에는 크게 세 가지 유형이 있는데, 첫 번째가 일차형광(primary fluorescence)이...
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