วิวัฒนาการของ กล้องจุลทรรศน์ และความสำคัญต่อการศึกษาชีววิทยาอย่างไรบ้าง

วิวัฒนาการของ กล้องจุลทรรศน์ และความสำคัญต่อการศึกษาชีววิทยาอย่างไรบ้าง

กล้องจุลทรรศน์หรือบางทีเรียกว่า กล้องไมโครสโคป (Microscope) เป็นเครื่องมือสำคัญในการศึกษาชีววิทยาเพราะช่วยให้การสังเกตสิ่งต่างๆ ที่ต้องการศึกษามีรายละเอีลยดชัดเจนขึ้น   เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการสังเกตด้วยนัยน์ตา   ในสมัยก่อนไม่มีใครทราบว่าเชื้อโรคเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเป็นสาเหตุให้เกิดโรคภัยไข้เจ็บ   จึงคิดว่าอาจเกิดมาจากเวรกรรมหรืออำนาจของภูตร้าย   ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์จึงเป็นเครื่องมือที่ใช้ศึกาข้อมูลหลักฐานทางชีววิทยา   กล้องทรรศน์มีทั้งแบบใช้แสง และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

วิวัฒนาการของกล้องจุลทรรศน์ ในประวัติศาสตร์  Zacharias Jenssen ชาวเนเธอร์แลนด์ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์เป็นครั้งแรก โดยใช้เลนส์นูนที่มีความยาวโฟกัสสั้นจำนวนสองเลนส์ แต่ไม่เห็นอะไรที่น่าประทับใจ จนกระทั่ง Anton van Leeuwenhoek ใช้กล้องไมโครสโคป (Microscope) เห็นจุลินทรีย์  ต่อมาชาวเนเธอร์แลนด์รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์จากการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ชนิดต่างเฟส (phase contrast microscope) ที่ใช้ศึกษาชีววัสดุ ซึ่งมีเนื้อสารที่ไม่เป็นเอกพันธุ์ (inhomogeneous)

ต่อมา ชาวเยอรมันรับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ครึ่งหนึ่งจากการสร้างกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (electron microscope) ด้าน Gerd Binnig กับ Heinrich Rohrer ชาวเยอรมันก็ได้รับรางวัลอีกครึ่งหนึ่งจากการประดิษฐ์ กล้องไมโครสโคปทะลุทะลวงแบบส่องกราด (scanning tunneling microscope STM) ที่มีประโยชน์ในการศึกษาผิวของวัสดุ และเปิดโลกวิทยาการสาขาวิทยาศาสตร์ของผิว (surface science)

2.2.1 กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
ในปัจจุบันกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (light microscope) ได้รับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้นกว่าในอดีต   กล้องไมโครสโคป (Microscope)ที่ใช้แสงที่ดีที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งประกอบด้วยเลนส์ 2 ชุด คือ

1.   เลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) เป็นเลนส์นูน   มีกำลังขยายขนาดต่าง ๆ กันคือ 4X 10X 40X และ 100X   สำหรับเลนส์ 100X นั้นต้องใช้น้ำมันเป็นตัวกลางระหว่างสไลด์ที่วางวัตถุกับเลนส์ใกล้วัตถุ   เลนส์เหล่านี้ติดอยู่กับแป้นซึ่งหมุนได้โดยรอบ   เพื่อปรับกำลังขยายที่ต้องการใช้ให้มาอยู่ตรงกับแท่นวางวัตถุ   ตามปกติการเพิ่มกำลังของเลนส์ มักเริ่มจากการใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายต่ำก่อนแล้วเปลี่ยนเป็นกำลังขยายกลางและกำลังขยายสูงไปตามลำดับ

2.   เลนส์ใกล้ตา (eyepiece) เป็นเลนส์นูนกำลังขยายเป็น 10X 15X และ 25X เลนส์ใกล้ตาหล่านี้สามารถเลือกได้ตามที่ต้องการโดยการถอดขนาดที่ไม่ต้องการออกแล้วนำขนาดที่ต้องการมาสวมที่ส่วนบนของลำกล้องไมโครสโคป (Microscope)   ตามปกติต้องสวมเลนส์ใกล้ตาไว้บนลำกล้องเสมอ   เพื่อป้องกันฝุ่นละอองเข้าไปในลำกล้องและเพื่อความสะดวกในการนำไปใช้

แหล่งกำเนิดแสง  แสงที่ใช้กล้องแบบใช้แสงอาจเป้นแสงจาดดวงอาทิตย์ตามธรรมชาติ   กล้องไมโครสโคป (Microscope)แบบนี้จะมีกระจกเงา 2 ด้าน   ช่วยรวบรวมแสงให้สะท้อนสู่ตรงกลางของแท่งวัตถุ   กระจกเงาด้านเรียบใช้สำหรับรับแสงตามปกติ   สำหรับวันที่มีแสงน้อยควรใช้กระจกเงาด้านโค้งเว้าเพื่อช่วยรวมแสง   กระจกเงานี้บางกล้องออกแบบมาให้ถอดออกได้    แล้วใช้หลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสงแทน ซึ่งสะดวกต่อการนำไปใช้   เพราะใช้ได้ทั้งกลางวันและกลางคืน   รวมทั้งในห้องที่มีแสงน้อย

การปรับความเข้มของแสง   กล้องไมโครสโคป (Microscope)บางรุ่นจะมีเลนส์รวมแสง (condenser lens) อยู่ใต้แท่งว่างวัตถุช่วยเพิ่มความเข้มของแสง   และคัดเลือกแสงที่มีคุณภาพ   นอกจากนี้ยังมีไดอะแฟรมช่วยปรับความเข้มของแสงตามที่ต้องการ   เพื่อให้เห็นภาพของวัตถุชัดขึ้น กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบธรรมดา(compound microscope) เป็นกล้องชนิดเลนส์ประกอบ   ซึ่งประกอบด้วยเลนส์ใกล้วัตถุ และเลนส์ใกล้ตา

(อ่านเพิ่มเติมได้ที่ http://www.vcharkarn.com/lesson/19)

Cr.ข่าววิชาการ