กล้องจุลทรรศน์ เป็นคำศัพท์ที่แปลจากภาษาอังกฤษ "Microscope" และในภาษาอังกฤษ ก็ผูกศัพท์จากภาษากรีก "ไมครอน" (micron) หมายถึง ขนาดเล็ก และ "สกอปอส" (scopos) หมายถึง เป้าหมาย หรือ มุมมอง
ประวัติMicroscope
สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า เดิมใช้เพียงแว่นขยายและเลนส์อันเดียวส่องดู คงเช่นเดียวกับการใช้แว่นขยายส่องดูลายมือ ในระยะต่อมา Galileo Galilei ได้สร้างแว่นขยายส่องดูสิ่งมีชีวิตเล็กๆในราวปี พ.ศ. 2153
ปี พ.ศ. 2133 ช่างทำแว่นตาชาวฮอลันดาชื่อ Zaccharias Janssen ประดิษฐ์ Microscope ชนิดเลนส์ประกอบ ประกอบด้วยแว่นขยายสองอัน
ปี พ.ศ. 2208 Robert Hooke ได้ประดิษฐ์ Microscope ชนิดเลนส์ประกอบที่มีลำกล้องรูปร่างสวยงาม ป้องกันการรบกวนจากแสงภายนอกได้ และไม่ต้องถือเลนส์ให้ซ้อนกัน เขาส่องดูไม้คอร์กฝานบางๆ แล้วพบช่องเล็กๆมากมาย เขาเรียกช่องเหล่านั้นว่า cell ซึ่งหมายถึงห้องว่างๆ หรือห้องขัง cell ที่ Hooke เห็นเป็น call ที่ตายแล้ว เหลือแต่ Cell wall ของพืชซึ่งแข็งแรงกว่า Cell membrane ในสัตว์ จึงทำให้คงรูปร่างอยู่ได้ Hooke จึงได้ชื่อว่าเป็นผู้ตั้งชื่อ cell
ปี พ.ศ. 2215 Antony Van Leeuwenhoek ชาวฮอลันดา สร้าง Microscope ชนิดเลนส์เดียวจากแว่นขยายที่เขาฝนเอง แว่นขยายบางอันขยายได้ถึง 270 เท่า เขาใช้ Microscope ตรวจดูหยดน้ำจากบึงและแม่น้ำ และจากน้ำฝนที่รองไว้ในหม้อ เห็นสิ่งมีชีวิตเล็กๆมากมายนอกจากนั้นเขายังส่องดูสิ่งมีชีวิตต่างๆ เช่น Red blood cells, Sperm, Muscle cell เป็นต้น เมื่อเขาพบสิ่งเหล่านี้ เขารายงานไปยังราชสมาคมแห่งกรุงลอนดอน จึงได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ Microscope
ปี พ.ศ. 2367 ดูโธรเชต์ นักพฤกษศาสตร์ชาวฝรั่งเศสศึกษาเนื้อเยื่อพืช และสัตว์พบว่าประกอบด้วย cell
ปี พ.ศ. 2376 Robert brown นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษ เป็นค้นพบเป็นคนแรกที่พบว่าPlant Cell มี nucleus เป็นก้อนกลมๆ อยู่ภายใน cell
ปี พ.ศ. 2378 เฟ-ลิกซ์ ดือจาร์แดง นักสัตวศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ศึกษาจุลินทรีย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ พบว่าภายในประกอบด้วยของเหลวใสๆ จึงเรียกว่า ซาร์โคด (Sarcode) ซึ่งเป็นภาษาฝรั่งเศสมาจากศัพท์กรีกว่า ซารค์ (Sarx) ซึ่งแปลว่าเนื้อ
ปี พ.ศ. 2381 Matthias Jacob Schleiden นักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมัน ศึกษาเนื้อเยื่อพืชชนิดต่างๆ พบว่าพืชทุกชนิดประกอบด้วย cell
ปี พ.ศ. 2382 Matthias Jacob Schleiden และ Theodor Schwann จึงร่วมกันตั้ง Cell theory ซึ่งมีใจความสรุปได้ว่า "สิ่งมีชีวิตทุกชนิดประกอบไปด้วยเซลล์และผลิตภัณฑ์จากเซลล์ (All animals and
plants are composed of cells and products)"
ปี พ.ศ. 2382 Johannes Purkinje นักสัตวิทยาชาวเชคโกสโลวาเกีย ศึกษาไข่และตัวอ่อนของสัตว์ชนิดต่างๆ ะบว่าภายในมีของเหลวใส เหนียว อ่อนนุ่มเป็นวุ้น เรียกว่า Protoplasm
ปี พ.ศ.2389 Hugo Von Mohl นักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมัน ศึกษาเนื้อเยื่อพืชพบว่าใน Plant Cell มีของเหลวใสๆ จึงเรียกว่า ชไลม์ (schleim) หรือ Protoplasm
ปี พ.ศ.2404 Max Schultze นักสัตววิทยาชาวเยอรมัน พิสูจน์ว่า Sarcode หรือ Protoplasm ที่พบในAnimal Cell และ Plant Cell เป็นของเหลวชนิดเดียวกัน
ปี พ.ศ.2411 Thomas Henry Huxley แพทย์ชาวอังกฤษ ศึกษาคุณสมบัติของ Protoplasm พบว่า โพรโทพลาสซึมเป็นรากฐานของสิ่งมีชีวิต (Protoplasm called the physical of life)
ปี พ.ศ.2423 Walther Flemming ศึกษา nucleus ของ cell พบว่า ประกอบด้วยchromosome
ต่อจากนั้นมีนักวิทยาศาสตร์อีกมากมายทำการศึกษาเกี่ยวกับCellด้วยMicroscopeชนิดเลนส์ประกอบ และได้พัฒนาให้ดียิ่งขึ้น จนกระทั่งปี พ.ศ. 2475 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน คือ E.Ruska และ Max Knollได้เปลี่ยนแปลงกระบวนการของLight Microscopeและเลนส์มาใช้ลำแสงอิเล็กตรอน ทำให้เกิดElectron microscopesขึ้นในระยะต่อๆมา ปัจจุบันมีกำลังขยายกว่า 5 แสนเท่า
ชนิดของMicroscope
Microscope สามารถแบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ๆได้ 2 ประเภท คือ กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสง (Light microscope หรือ LM) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (Electron microscopes หรือ EM)
กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสง (Light microscope หรือ LM) เป็นกล้องที่ได้รับการพัฒนาจากในอดีตอย่างมาก และใช้แสงที่ดีที่สุดในปัจจุบัน ที่มีกำลังขยายถึง 2,000 เท่าเลยที่เดียวเชียวและเป็นกล้องที่ราคาถูกสามารถใช้ในงานที่ละเอียดพอ ประมาณ แบบได้เป็น 2 ประเภทดังนี้
1. กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงแบบธรรมดา (Compound light microscope) ประกอบด้วยเลนส์ 2 ชนิดคือ เลนส์ใกล้วัตถุและเลนส์ใกล้ตา โดยใช้แสงผ่านวัตถุแล้วขึ้นมาที่เลนส์จนเห็นภาพที่บนวัตถุอย่างชัดเจน
2. กล้องที่ใช้แสงแบบสเตอริโอ (stereoscopic microscope) เป็นกล้องที่ประกอบด้วยเลนส์ที่ทำให้เกิดภาพแบบ 3 มิติใช้ศึกษาวัตถุที่มีขนาดใหญ่แต่ตาเปล่าไม่สามารถแยกรายละเอียดได้จึงต้อง ใช้กล้องชนิดนี้ช่วยขยาย กล้องชนิดนี้มีข้อแตกต่างจากกล้องทั่วๆไป คือ
1. ภาพที่เห็นเป็นภาพเสมือนมีความชัดลึกและเป็นภาพสามมิติ
2. เลนส์ใกล้วัตถุมีกำลังขยายต่ำ คือ น้อยกว่า 1 เท่า
3. ใช้ศึกษาได้ทั้งวัตถุโปร่งแสงและวัตถุทึบแสง
4. ระยะห่างจากเลนส์ใกล้วัตถุกับวัตถุที่ศึกษาอยู่ในช่วง 63-225 มิลลิเมตร
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (Electron microscopes หรือ EM) เป็นกล้องที่ใช้อิเล็กตรอนความถี่
สูงให้การทำงานแทนแสง สามารถขยายได้ถึง 500,000 เท่า จนเห็นโมเลกุลที่อยู่ในโครงสร้างต่างๆได้เลย แต่ด้วยความสามารถขยายที่สูงราคาจึงสูงตาม แบบได้เป็น 2 ประเภทดังนี้
1. กล้องอิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (Transmission electron microscope หรือ TEM) เอิร์น รุสกา สร้างได้เป็นคนแรก เมื่อปี พ.ศ. 2475 ใช้ในการศึกษาโครงสร้างภายในcellโดยลำแสงอิเล็กตรอนจะส่องผ่านcellหรือ ตัวอย่างที่ศึกษา ซึ่งต้องมีการเตรียมแบบพิเศษและบางเป็นพิเศษด้วย
2. กล้องอิเล็กตรอนแบบส่งกราด (Scanning electron microscope หรือ SEM) เอ็ม วอน เอนเดนนี สร้างสำเร็จเมื่อปี พ.ศ. 2481 โดยใช้ศึกษาผิวของcellหรือผิวของวัตถุที่นำมาศึกษา โดนลำแสงอิเล็กตรอนจะส่องกราดไปบนผิววัตถุ ทำให้ได้ภาพซึ่งมีลักษณะเป็นภาพ 3 มิติ
ส่วนประกอบของMicroscopes
1. ฐาน (Base) เป็นส่วนที่ใช้วางบนโต๊ะ
2. แขน (Arm) เป็นส่วนเชื่อมตัวลำกล้องกับฐาน
3. ลำกล้อง (Body tube) เป็นส่วนที่ปลายด้านบนมีเลนส์ตา ส่วนปลายด้านล่างติดกับเลนส์วัตถุ ซึ่งติดกับแผ่นหมุนได้ เพื่อเปลี่ยนเลนส์ขนาดต่างๆ
4. ปุ่มปรับภาพหยาบ (Coarse adjustment) ทำหน้าที่ปรับภาพโดยเปลี่ยนระยะโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ (เลื่อนลำกล้องหรือแท่นวางวัตถุขึ้นลง) เพื่อทำให้เห็นภาพชัดเจน
5. ปุ่มปรับภาพละเอียด (Fine adjustment) ทำหน้าที่ปรับภาพ ทำให้ได้ภาพที่ชัดเจนมากขึ้น
6. เลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens) เป็นเลนส์ที่อยู่ใกล้กับแผ่นสไลด์ หรือวัตถุ ปกติติดกับแป้นวงกลมซึ่งมีประมาณ 3-4 อัน แต่ละอันมีกำลังบอกเอาไว้ เช่น x3.2, x4, x10, x40 และ x100 เป็นต้น ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุเป็นภาพจริงหัวกลับ
7. เลนส์ใกล้ตา (Eye piece) เป็นเลนส์ที่อยู่บนสุดของลำกล้อง โดยทั่งไปมีกำลังขยาย 10x หรือ 15x ทำหน้าที่ขยายภาพที่ได้จากเลนส์ใกล้วัตถุให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้เกิดภาพที่ตาผู้ศึกษาสามารถมองเห็นได้ โดยภาพที่ได้เป็นภาพเสมือนหัวกลับ
8. เลนส์รวมแสง (Condenser) ทำหน้าที่รวมแสงให้เข้มขึ้นเพื่อส่งไปยังวัตถุที่ต้องการศึกษา
9. กระจกเงา (Mirror) ทำหน้าที่สะท้อนแสงจากธรรมชาติหรือแสงจากหลอดไฟภายในห้องให้ส่องผ่านวัตถุ โดยทั่วไปกระจกเงามี 2 ด้าน ด้านหนึ่งเป็นกระจกเงาเว้า อีกด้านเป็นกระจกเงาระนาบ สำหรับกล้องรุ่นใหม่จะใช้หลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งสะดวกและชัดเจนกว่า
10. ไดอะแฟรม (Diaphragm) อยู่ใต้เลนส์รวมแสงทำหน้าที่ปรับปริมาณแสงให้เข้าสู่เลนส์ในปริมาณที่ต้องการ
11. แท่นวางวัตถุ (Speciment stage) เป็นแท่นใช้วางแผ่นสไลด์ที่ต้องการศึกษา
12. ที่หนีบสไลด์ (Stage clip) ใช้หนีบสไลด์ให้ติดอยู่กับแท่นวางวัตถุ ในกล้องรุ่นใหม่จะมี Mechanical stage แทนเพื่อควบคุมการเลื่อนสไลด์ให้สะดวกขึ้น
Matter : กล้องจุลทรรศน์(Microscope).doc
Podcasting : กล้องจุลทรรศน์(Microscope).mp3
Credit : ปัวไบโอดอทคอม
