กล้องจุลทรรศน์ แบบใช้แสงฟลูออเรสเซนส์ซึ่งมีกำลังขยายสูงสุดเท่าที่เคยมีมา ผลงานนักวิทยาศาสตร์รางวัลโนเบล

กล้องจุลทรรศน์ แบบใช้แสงฟลูออเรสเซนส์ซึ่งมีกำลังขยายสูงสุดเท่าที่เคยมีมา ผลงานนักวิทยาศาสตร์รางวัลโนเบล

กล้องจุลทรรศน์ (Microscope) หรือ กล้องไมโครสโคป (Microscope) เป็นอุปกรณืที่จำเป็นในการศึกษาค้นคว้าทางชีววิทยาทำให้สามารถมองเห็นสิ่งต่าง ๆ ที่มองเห็นไม่ชัดเจนและไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า รวมทั้งรายละเอียดหรือส่วนประกอบต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตได้ดียิ่งขึ้น จากการค้นคว้าพัฒนาทางเทคโนโลยีได้ จากนักวิทยาาศาสตร์ ผู้ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีก่อนหน้านี้ ผลงาน กล้องกล้องจุลทรรศน์ (Microscope) แบบใช้แสงฟลูออเรสเซนส์ชิ้นนี้ให้ภาพที่คมชัดเหนือกว่าภาพจากกล้องจุลทรรศน์ที่ดีที่สุดในยุคปัจจุบัน และยังถือว่าเป็นการก้าวข้ามขีดจำกัดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ซึ่งจะนำมาใช้ประโยชน์ในการวิจัยโรคต่างๆ เช่น โรคอัลไซเมอร์และโรคฮันติงตัน ที่เกิดจากการเสื่อมของระบบประสาท รวมถึงใช้ในการออกแบบและพัฒนาตัวยา

นายเอริก เบ็ตซิก และนายวิลเลียม โมร์เนอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน และนายสเตฟาน เฮลล์ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ผู้ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีก่อนหน้านี้ จากการพัฒนาเทคนิคใหม่ของกล้องไมโครสโคป (Microscope)แบบใช้แสงฟลูออเรสเซนส์ซึ่งมีกำลังขยายสูงสุดเท่าที่เคยมีมา นักวิทยาศาสตร์ทั้งสามคนพัฒนากล้องจุลทรรศน์โดยใช้แสงฟลูออเรสเซนต์ที่มีกำลังขยายสูง สามารถศึกษาส่วนประกอบภายในซึ่งให้ความละเอียดสูงมาก โดยสามารถลงลึกในโครงสร้างโมเลกุล เซลล์ที่อยู่ภายใน และขยายภาพได้ลึกถึงระดับนาโนซึ่งนับว่าเป็นการวิวัฒนาการครั้งยิ่งใหญ่

คณะกรรมการฯ โนเบลระบุว่า นักวิจัยทั้งสามคนได้รับรางวัลจากการพัฒนา กล้องจุลทรรศน์แสงฟลูออเรสเซ็นต์ (fluorescence microscopy) ที่มีความละเอียดสุดยอด ช่วยขยายขีดจำกัดของ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (optical microscope) ที่เป็นปัญหามานาน

ทั้งนี้ กล้องจุลทรรศน์แสงฟลูออเรสเซ็นต์ หรือ กล้องจุลทรรศน์นาโน ถูกนำไปใช้ในหลายด้านเช่น ช่วยให้เห็นการปล่อยสัญญาณสื่อประสาท หรือติดตามโปรตีนเฉพาะในผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน และทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาโมเลกุลที่มีขนาดเล็กสุดในเซลล์สิ่งมีชีวิตได้

ที่ผ่านมากล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เผชิญข้อจำกัดเนื่องจากมันไม่สามารถขยายภาพให้มีความคมชัดจนเห็นสิ่งที่มีขนาดเล็กกว่า 0.2 ไมโครเมตรได้ ตามกฎข้อจำกัดการกระจายของลำแสง ของ เอิร์นสต์ แอบเบ นักจุลทัศน์วิทยาชาวเยอรมัน ซึ่งตั้งเอาไว้เมื่อปี 2416 แต่การพัฒนากล้องจุลทรรศน์ของศ.เบตซิก, แฮลและโมร์เนอร์ ทลายข้อจำกัดนี้ไป

นักวิจัยทั้ง 3 คน ใช้วิธีการพัฒนากล้องจุลทรรศน์แตกต่างกันแต่เป็นการวางรากฐานของกล้องจุลทรรศน์แสงฟลูออเรสเซ็นต์เหมือนกัน โดย ศ.แฮล พัฒนากล้องจุลทรรศน์สเต็ด ขึ้นมาในปี 2000 โดยเป็นการใช้แสงเลเซอร์ 2 ชนิดยิงความยาวคลื่นเฉพาะออกมา ทำให้โมเลกุลบางชนิดเรืองแสง สามารถเห็นสิ่งที่มีขนาดเล็กระดับนาโนเมตรได้

ส่วนศ. เบตซิกและศ. โมร์เนอร์ พัฒนากล้องจุลทรรศน์โมเลกุลเดี่ยว ใช้แสงเปิด-ปิดการเรืองแสงของโมเลกุลเดี่ยว ทำให้เห็นภาพระดับนาโนเมตรได้เช่นกัน

ทีนีมาดูว่า กล้องจุลทรรศน์ หรือ กล้องไมโครสโคป (Microscope) ทีใช้กับในปัจจุบันมีกี่แบบ กัน ลองมาหาข้อมูลกัน ชนิดของกล้องมีด้วยกัน 2 ชนิด
1. กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงอาทิตย์หรือแสงไฟฟ้าเป็นแหล่งกำเนิดลำแสง
2. กล้องจุลทรรศน์ที่มีแหล่งกำเนิดให้เป็นลำอิเล็คตรอน

1. กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงอาทิตย์หรือแสงไฟฟ้าเป็นแหล่งกำเนิดลำแสง

1.1 กล้องจุลทรรศน์แบบแสงธรรมดา (Light Microscope) กล้องแบบนี้เป็นกล้องที่ใช้สำหรับผู้ศึกษาเบื้องต้น เพราะเป็นกล้องที่มีวิธีการใช้ไม่ซับซ้อน
1.2 กล้องจุลทรรศน์แบบเฟสคอนทรัส (Phase Contrast Microscope) และ กล้องไมโครสโคป แบบอินเทอร์เฟอร์เรนซ์ (Interference Microscope) ใช้ศึกษาเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะบางใส
1.3 กล้องจุลทรรศน์แบบโพลาไรซิง (Polarizing Microscope) ใช้ศึกษาผลิตภัณฑ์หรือเส้นใย ต่าง ๆ ในเซลล์หรือเนื้อเยื่อ
1.4 กล้องจุลทรรศน์แบบฟลูออเรสเซน (Fluorescence Microscope) เซลล์หรือเนื้อเยื่ออ ที่นำมาศึกษาต้องเคลือบด้วยสารเรืองแสง
1.5 กล้องจุลทรรศน์แบบอัลตราไวโอเล็ต (Ultraviolet Microscope)ใช้ศึกษาส่วนที่เป็น กรดนิวคลิอิคและโปรตีน

2. กล้องจุลทรรศน์ที่มีแหล่งกำเนิดให้เป็นลำอิเล็คตรอน
2.1 กล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องผ่าน (Transmission Electron Microscope) ใช้ศึกษาโครงสร้างหรือองค์ประกอบของเซลล์และเนื้อเยื่อ ในระดับโมเลกุล ใช้ตัวย่อ TEM

2.2 กล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราด ( Scaning Electron Microscope) ใช้ศึกษาโครงสร้างหรือองค์ประกอบของเซลล์และเนื้อเยื่อ โดยทำให้องค์ประกอบต่าง ๆ ที่ศึกษามีความเข้มของเงาต่างกันไป

อุปกรณ์ กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้สำหรับการส่องขยายวัตถุหรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เช่น แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องประดับขนาดเล็ก ใบไม้ แมลงต่างๆ จุลินทรีย์ เซลล์เม็ดเลือด เซลล์ของสิ่งมีชีวิต หรือพยาธิชนิดต่างๆ กล้องจุลทรรศน์จึงถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการทดลอง ใช้เป็นอุปกรณ์การเรียนการสอนสำหรับนักเรียนนักศึกษา และใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องประดับ เพื่อตรวจสอบวัตถุชิ้นงาน การเลือกใช้กล้องจุลทรรศน์ที่ดีควรเลือกกล้องที่ประสิทธิภาพเหมาะสมกับการใช้งานเพื่อที่จะสามารถปรับโฟกัสการขยายวัตถุให้มองเห็นผ่านเลนส์ได้อย่างละเอียดและแม่นยำสูง

Cr. ข่าวจาก http://www.ipecp.ac.th/,ไทยรัฐ