ก่อนที่เราจะเรียนรู้เรื่อง เซลล์ (Cell) เราต้องมาเรียนรู้เรื่องกล้องจุลทรรศน์กันก่อน กล้องจุลทรรศน์ เป็นอุปกรณ์สำหรับมองดูวัตถุที่มีขนาดเล็กเกินกว่าจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า กล้องจุลทรรศน์ คือ เครื่องมือขยายขอบเขตของประสาทสัมผัสทางตา ทำให้เราสามารถมองเห็นสิ่งที่ไม่สามารถเห็นด้วยตาเปล่าได้ เช่น เซลล์ต่างๆ เป็นต้น ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์จึงเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ช่วยในการศึกษาเกี่ยวกับเซลล์

1. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (Light microscope หรือ LM)

กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง คือ กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงเป็นแหล่งกำเนิดภาพ กล้องจุลทรรศน์ที่นิยมใช้ในห้อง

ปฏิบัติการชีววิทยามี 2 ชนิด ได้แก่

1.1 กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงธรรมดา (Compound microscope)

คือ กล้องจุลทรรศน์ที่ประกอบด้วยเลนส์ตั้งแต่สองเลนส์ขึ้นไป ภาพที่ได้จะเป็นภาพเสมือนหัวกลับแบบ 2 มิติ

กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ในโรงเรียนทั่วไปเป็นชนิดนี้ มีเลนส์ขยายภาพ 2 ชุด คือ เลนส์ใกล้ตา และเลนส์ใกล้วัตถุ

โดยใช้แสงผ่านวัตถุแล้วขึ้นมาที่เลนส์จนเห็นภาพที่บนวัตถุอย่างชัดเจน

1.2 กล้องจุลทรรศน์แบบสเตอริโอ (Stereo microscope)

เป็นกล้องที่ประกอบด้วยเลนส์ที่ทำให้เกิดภาพเสมือนหัวตั้งแบบ 3 มิติ ใช้ศึกษาวัตถุที่มีขนาดใหญ่แต่ตาเปล่า

ไม่สามารถแยกรายละเอียดได้จึงต้องใช้กล้องชนิดนี้ช่วยขยาย กล้องชนิดนี้มีข้แตกต่างจากกล้องทั่วๆ ไป คือ

1) ภาพที่เห็นเป็นภาพเสมือนมีความชัดลึกและเป็นภาพ 3 มิติ

2) เลนส์ใกล้วัตถุมีกำลังขยายต่ำ คือ น้อยกว่า 1 เท่า

3) ใช้ศึกษาได้ทั้งวัตถุโปร่งแสงและวัตถุทึบแสง

4) ระยะห่างจากเลนส์ใกล้วัตถุกับวัตถุที่ศึกษาอยู่ในช่วง 63-225 มิลลิเมตร

2. กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (Electron microscope หรือ EM)

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน คือ กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนจากปืนยิงอิเล็กตรอน และเลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า

มีกำลังขยายสูงมาก คือ 500,000 เท่า หรือมากกว่านี้ แบ่งเป็น 2 ชนิด ได้แก่

2.1 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องผ่าน (Transmission electron microscope หรือ TEM)

ใช้ในการศึกษาโครงสร้างภายในของเซลล์ ภาพที่เห็นเป็นภาพ 2 มิติ โดยลำแสงอิเล็กตรอนจะส่องผ่านเซลล์

หรือตัวอย่างที่ต้องการศึกษาทำให้เห็นโครงสร้างภายในอย่างชัดเจน

2.2 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด (Scanning electron microscope หรือ SEM)

ใช้ศึกษาโครงสร้างภายนอกของเซลล์ หรือตัวอย่าง โดยลำแสงอิเล็กตรอนจะส่องกราดไปบนผิวเซลล์หรือตัว

อย่างที่ต้องการศึกษา ทำให้ได้ภาพ แบบ 3 มิติ

1. ฐาน (Base)

ทำหน้าที่รับนำหนักทั้งหมดของกล้องจุลทรรศน์ มีรูปร่างสี่เหลี่ยม หรือวงกลม ที่ฐานจะมีปุ่มสำหรับปิดเปิดไฟฟ้า

2. แขน (Arm)

เป็นส่วนยึดลำกล้องและฐานไว้ด้วยกัน ใช้เป็นที่จับเวลาเคลื่อนย้ายกล้องจุลทรรศน์

3. ลำกล้อง (Body tube)

เป็นส่วนที่อยู่ต่อจากมือจับมีลักษณะเป็นท่อกลวงปลายด้านบนมีเลนส์ใกล้ตา สวมอยู่ด้านบนอีกด้านหนึ่งมีชุดของ

เลนส์ใกล้วัตถุซึ่งติดอยู่กับจานหมุนที่เรียกว่า “จานหมุนเลนส์ (Revolving nosepiece)”

4. แท่นวางวัตถุ (Stage)

เป็นแท่นสำหรับวางสไลด์ตัวอย่างที่ต้องการศึกษา มีลักษณะเป็นแท่นสี่เหลี่ยมหรือวงกลม ตรงกลางมีรูให้แสงจาก

หลอดไฟส่องผ่านวัตถุแท่นนี้สามารถเลื่อนขึ้นลงได้ด้านในของแท่นวางวัตถุจะมีคริปสำหรับยึดสไลด์ และมีอุปกรณ์

ช่วยในการเลื่อนสไลด์ นอกจากนี้ยังมีสเกลบอกตำแหน่งของสไลด์บนแท่นวางวัตถุ ทำให้สามารถบอกตำแหน่งของ

ภาพบนสไลด์ได้

5. เลนส์รวมแสง (Condenser)

จะอยู่ด้านใต้ของแท่นวางวัตถุเป็นเลนส์รวมแสง เพื่อรวมแสงผ่านไปยังวัตถุที่อยู่บนสไลด์สามารถเลื่อนขึ้นลงได้โดย

มีปุ่มปรับ

6. ไดอะแฟรม (Diaphragm) หรือไอริส ไดอะแฟรม (Iris diaphragm)

คือ ม่านปิดเปิดรูรับแสง สามารถปรับขนาดของรูรับแสงได้ตามต้องการ มีคันโยกสำหรับปรับขนาดรูรับแสงอยู่ด้าน

ล่างใต้แท่นวางวัตถุ

7. จานหมุนเลนส์ (Revolving nosepiece)

เป็นส่วนของกล้องที่ใช้สำหรับหมุน เพื่อเปลี่ยนกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุ

8. เลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens)

จะติดอยู่เป็นชุดกับจานหมุน ซึ่งเป็นส่วนของกล้องที่ประกอบด้วยเลนส์ซึ่งรับแสง ที่ส่องผ่านมาจากวัตถุที่นำมา

ศึกษา (Specimen) เมื่อลำแสงผ่านเลนส์ใกล้วัตถุ เลนส์ใกล้วัตถุจะขยายภาพของวัตถุนั้น และทำให้ภาพที่ได้เป็น

ภาพจริงหัวกลับ (Primary real image) โดยเลนส์ใกล้วัตถุจะมีกำลังขยายต่างกัน ได้แก่

- เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายต่ำ (Lower power) กำลังขยายขนาด 4X, 10X

- เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายสูง (High power) กำลังขยายขนาด 40X

- เลนส์ใกล้วัตถุแบบ Oil Immersion กำลังขยายขนาด 100X

9. เลนส์ใกล้ตา (Eyepiece lens หรือ Ocular lens)

เลนส์นี้จะสวมอยู่กับลำกล้องมีตัวเลขแสดงกำลังขยายอยู่ด้านบน เช่น 5X, 10X หรือ 15X เป็นต้น กล้องที่ใช้ใน

ปฏิบัติการจุลชีววิทยาทั่วไปนั้น มีกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตาที่ 10X โดยรุ่นที่มีเลนส์ใกล้ตาเลนส์เดียว เรียก

Monocular Microscope ชนิดที่มีเลนส์ใกล้ตาสองเลนส์ เรียก Binocular Microscope

10. ปุ่มปรับภาพหยาบ (Coarse adjustment knob)

ใช้เลื่อนตำแหน่งของแท่นวางวัตถุขึ้นลง เมื่ออยู่ในระยะโฟกัสก็จะมองเห็นภาพได้ ปุ่มนี้มีขนาดใหญ่จะอยู่ที่ด้าน

ข้างของตัวกล้อง

11. ปุ่มปรับภาพละเอียด (Fine adjustment knob)

เป็นปุ่มขนาดเล็กอยู่ถัดจากปุ่มปรับภาพหยาบออกมาทางด้านนอกที่ตำแหน่งเดียวกัน หรือกล้องบางชนิดอาจจะ

อยู่ใกล้ๆ กันเมื่อปรับด้วยปุ่มปรับภาพหยาบ จนมองเห็นภาพแล้วจึงหมุนปุ่มปรับภาพละเอียดจะทำให้ได้ภาพคมชัดยิ่ง

ขึ้นการใช้กล้องจุลทรรศน์

1. วางกล้องให้ฐานอยู่บนพื้นรองรับที่เรียบสม่ำเสมอเพื่อให้ลำกล้องตั้งตรง

2. หมุนเลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens) อันที่มีกำลังขยายต่ำสุดมาอยู่ตรงกับลำกล้อง

3. ปรับกระจกเงาใต้แท่นวางวัตถุให้แสงเข้าลำกล้องเต็มที่

4. นำสไลด์ที่จะศึกษาวางบนแท่นของวัตถุ ให้วัตถุอยู่กึ่งกลางบริเวณที่แสงผ่านแล้วค่อยๆ หมุนปุ่มปรับภาพหยาบ

(Coarse adjustment knob) ให้ลำกล้องเลื่อนลงมา อยู่ใกล้วัตถุมากที่สุด โดยระวังอย่าให้เลนส์ใกล้วัตถุสัมผัสกับ

กระจกปิดสไลด์

5. มองผ่านเลนส์ใกล้ตา (Eyepiece) ลงตามลำกล้อง พร้อมกับหมุนปุ่มปรับภาพหยาบขึ้นช้าๆ จนมองเห็นวัตถุที่จะ

ศึกษา แล้วจึงเปลี่ยนมาหมุนปุ่มปรับภาพละเอียด (fine adjustment knob) เพื่อปรับภาพให้ชัด อาจเลื่อนสไลด์ไป

มาช้าๆ เพื่อให้สิ่งที่ต้องการศึกษามาอยู่กลางแนวลำกล้องขณะปรับภาพ ถ้าเป็นกล้องสมัยก่อนลำกล้องจะเคลื่อนที่ขึ้น

และลงเข้าหาวัตถุแต่ถ้าเป็นกล้องสมัยใหม่แท่นวางวัตถุจะทำหน้าที่เลื่อนขึ้นลงเข้าหาเลนส์วัตถุ

6. ถ้าต้องการขยายภาพให้ใหญ่ขึ้น ให้หมุนเลนส์ใกล้วัตถุอันที่มีกำลังขยายสูงขึ้นเข้ามาในแนวลำกล้อง และไม่ควร

ขยับสไลด์อีก แล้วหมุนปรับภาพละเอียดเพื่อให้เห็นภาพชัดเจนยิ่งขึ้น

7. การปรับแสงที่เข้าในลำกล้องให้มากหรือน้อย ให้หมุนแผ่นไดอะแฟรม (Diaphragm) ปรับแสงตามต้องการ กล้อง

จุลทรรศน์ที่ใช้กันในโรงเรียนจะมีจำนวนเลนส์ใกล้วัตถุต่างๆ กันไป เช่น 1 อัน 2 อัน หรือ 3 อัน และมีกำลังขยายต่างๆ

กันไป อาจเป็นกำลังขยายต่ำสุด 4X กำลังขยายขนาดกลาง 10X กำลังขยายขนาดสูง 40X, 80X หรือที่กำลังขยาย

สูงมากๆ ถึง 100X ส่วนกำลังขยายของเลนส์นั้น โดยทั่วไปจะเป็น 10X แต่ก็มีบางกล้องที่เป็น 5X หรือ 15X กำลัง

ขยายของกล้องจุลทรรศน์คำนวณได้จากผลคูณของกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุกับกำลังขยายของเลนส์ ใกล้ตา

ซึ่งมีกำกับไว้ที่เลนส์การระวังรักษากล้องจุลทรรศน์

กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์มีวิธีการคำนวณ ดังนี้

กำลังขยายของกล้อง = กำลังขยายของเลนส์ใกล้ตา x กำลังขยายเลนส์ใกล้วัตถุ

เช่น กำลังขยายของเลนส์ใกล้ตา คือ 10X และกำลังขยายเลนส์ใกล้วัตถุ คือ 10X

ดังนั้น กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์ เท่ากับ 10 x 10 = 100

หมายความว่า ภาพที่มองเห็นจากกล้องจุลทรรศน์ มีขนาดใหญ่กว่าวัตถุจริง 100 เท่า

เนื่องจากกล้องจุลทรรศน์ เป็นอุปกรณ์ที่มีราคาสูง และมีส่วนประกอบที่อาจเสียหายง่าย โดยเฉพาะเลนส์จึงต้องใช้

และเก็บรักษาให้ถูกวิธี ซึ่งมีวิธีปฏิบัติดังนี้

1. การยกกล้อง ควรใช้มือหนึ่งจับที่แขนกล้อง (arm) และอีกมือหนึ่งวางที่ฐาน (base) และต้องให้ลำกล้องตั้งตรงเสมอ

เพื่อป้องกันการเลื่อนหลุดของเลนส์ใกล้ตา ซึ่งสามารถถอดออกได้ง่าย

2. สไลด์และกระจกปิดสไลด์ต้องไม่เปียก เพราะอาจทำให้แท่นวางเกิดสนิม และทำให้เลนส์ใกล้วัตถุชื้นอาจเกิดราที่

เลนส์ได้

3. ขณะที่ตามองผ่านเลนส์ใกล้ตา เมื่อจะต้องหมุนปุ่มปรับภาพหยาบ ต้องหมุนขึ้นเท่านั้น ห้ามหมุนลง เพราะเลนส์

ใกล้วัตถุอาจกระทบกระจกสไลด์ท้าให้เลนส์แตกได้

4. การหาภาพต้องเริ่มต้นด้วยเลนส์วัตถุกำลังขยายต่ำสุดก่อนเสมอ เพราะจะทำให้ปรับหาภาพสะดวกที่สุด

5. เมื่อใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายสูง ถ้าจะปรับภาพให้ชัดให้หมุนเฉพาะปุ่มปรับภาพละเอียดเท่านั้น

6. ห้ามใช้มือแตะเลนส์ในการทำความสะอาดให้ใช้กระดาษสำหรับเช็ดเลนส์เท่านั้น

7. เมื่อใช้เสร็จแล้วต้องเอาวัตถุที่ศึกษาออก เช็ดแท่นวางวัตถุ และเช็ดเลนส์ให้สะอาด