Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วม (อังกฤษ: Confocal microscope ; Confocal microscopy) เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้เทคนิคทางแสงบริเวณจุดโฟกัสในการถ่ายภาพเพื่อเพิ่มความละเอียดภาพ และความเปรียบต่าง ของภาพถ่าย โดยใช้แหล่งกำเนิดแสงแบบจุดและรูขนาดเล็กเพื่อกำจัดแสงบริเวณนอกจุดโฟกัส ซึ่งเทคนิคการถ่ายภาพลักษณะนี้สามารถสร้างภาพของโครงสร้างในรูปแบบสามมิติได้ โดยใช้ภาพจากระนาบโฟกัสต่างๆ มาประกอบกัน เทคนิคนี้ได้รับความนิยมในวงการวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม โดยทั่วไปกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วม ถูกใช้งานอยู่ในวงการวิทยาศาสตร์สำหรับสิ่งมีชีวิต, ชีววิทยา , วิทยาศาสตร์สำหรับสารกึ่งตัวนำ, และวัสดุศาสตร์
หลักการพื้นฐาน
หลักการทำงานของการถ่ายภาพแบบโฟกัสร่วมนั้นได้รับการจดสิทธิบัตรเมื่อปี ค.ศ. 1957 โดย มาร์วิน มินสกี การถ่ายภาพแบบโฟกัสร่วมนี้มีจุดประสงค์เพื่อแก้ไขปัญหาข้อจำกัดต่าง ๆ ของแบบมุมมองกว้าง (wide-field fluorescence microscope) ซึ่งเป็นแบบดั้งเดิม โดยกล้องจุลทรรศน์แบบวาวแสงแบบมุมมองกว้างนั้นจะใช้แสงฟลูออเรสเซ็นต์ความยาวคลื่นหนึ่งส่องไปบนทุกส่วนของชิ้นเนื้อตัวอย่าง และชิ้นเนื้อตัวอย่างนั้นจะสะท้อนแสงฟลูออเรสเซ็นต์อีกความยาวคลื่นหนึ่งมายังตัวรับแสง (photodetector) ดังนั้นตัวรับแสงจะรับแสงฟลูออเรสเซ็นต์ที่สะท้อนมาทั้งหมด ซึ่งรวมถึงแสงที่ไม่ได้อยู่ที่จุดโฟกัส ในทางตรงกันข้ามกันกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมใช้แหล่งกำเนิดแสงฟลูออเรสเซ็นต์แบบจุด (เกี่ยวข้องกับฟังก์ชันกระจายจุด) และใช้เลนส์โฟกัสแสงไปบนชิ้นเนื้อตัวอย่างและรับแสงสะท้อนจากชิ้นเนื้อตัวอย่างมาผ่านรูขนาดเล็กเพื่อกำจัดแสงที่ไม่ได้อยู่บริเวณจุดโฟกัสก่อนที่แสงจะไปสู่ตัวรับแสง ดังนั้นจะมีแสงที่จุดโฟกัสเท่านั้นที่นำมาสร้างเป็นสัญญาณภาพ ด้วยเหตุนี้เองภาพที่ได้จึงมีความละเอียดสูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งความละเอียดของภาพทางด้านความลึก เนื่องจากแสงจากบริเวณที่ตื้นหรือลึกกว่าจุดโฟกัสจะถูกกำจัดโดยรูขนาดเล็กก่อนที่จะมาถึงตัวรับแสง แต่ถึงอย่างไรการใช้รูขนาดเล็กในการจำกัดแสงที่รับเข้ามาจะทำให้ภาพมีความเข้มของแสงลดลงตามไปด้วย ดังนั้นในการใช้กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมจึงจำเป็นต้องเพิ่มเวลาในการเปิดหน้ากล้องให้นานขึ้น เมื่อการรับแสงเป็นการรับแสงแบบทีละจุดจากจุดโฟกัส ดังนั้นการที่จะได้ภาพ 2 มิติ จำเป็นต้องทำการสแกนการรับภาพทางแนวราบทั้งชิ้นเนื้อตัวอย่างชิ้นเนื้อแล้วนำมาประกอบกันเป็นภาพ 2 มิติที่สมบูรณ์ ในทำนองเดียวกันถ้าต้องการสร้างภาพ 3 มิติ จำเป็นต้องมีการสแกนการรับภาพทั้งทางแนวราบและแนวดิ่ง หลังจากนั้นนำข้อมูลมาสร้างเป็นภาพ 3 มิติ ที่สมบูรณ์ ความละเอียดทางด้านความลึกของจุดโฟกัสของกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วม หมายถึง ความหนาของบริเวณที่กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมยอมให้แสงผ่านเข้าไปยังตัวรับแสง ค่านี้ส่วนมากจะถูกกำหนดโดยผลลัพธ์ของความยาวคลื่นแสงหารด้วยค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุของกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมยกกำลังสองและคุณสมบัติทางแสงของชิ้นเนื้อ จากที่กล่าวมาการจำกัดแสงสะท้อนทางด้านความลึกของชิ้นเนื้อทำให้เราสามารถสร้างภาพ 3 มิติ โดยการเลื่อนจุดโฟกัสไปยังตำแหน่งต่างๆทั้งทางด้านแนวราบและแนวดิ่งนั่นเอง
เทคนิคที่ใช้ในการสแกนในแนวราบของกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วม
มีกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมอยู่ 3 ชนิดที่มีอยู่ในท้องตลาดปัจจุบัน
- กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดที่ใช้เลเซอร์ในการสแกน (อังกฤษ: Confocal laser scanning microscpoes) กล้องชนิดนี้ใช้กระจก (โดยทั่วไป 2-3 ชิ้น) สแกนลำแสงเลเซอร์แบบเชิงเส้นทั้งในแกน x และแกน y ให้ทั่วทั้งชิ้นเนื้อตัวอย่าง โดยที่รูขนาดเล็ก (pinhole) และตัวรับแสง (photodetector) ไม่เคลื่อนที่
- กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดจานหมุน (จานนิพโค) (อังกฤษ: Spinning-disk (Nipkow disk) confocal microscope) ใช้ชุดจานหมุนซึ่งมีรูขนาดเล็ก (pinhole) จำนวนมากในแผ่นจานในการสแกนลำแสงให้ทั่วทั้งชิ้นเนื้อตัวอย่าง ในขณะที่แผ่นจานนั้นหมุน
- กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดอาเรย์ที่สามารถโปรแกรมได้ (อังกฤษ: Programmable Array Microscopes ; PAM) เป็นการใช้สัญญาณอเล็คทรอนิคส์ควบคุมอุปกรณ์สำหรับปรับแต่งลำแสง (Spatial Light Modulator (SLM)) ซึ่งอุกรณ์นี้ทำหน้าที่เสมือนรูขนาดเล็กจำนวนมากที่สามารถเคลื่อนที่ได้ โดยอุปกรณ์ปรับแต่งลำแสงนี้ประกอบด้วยกระจกขนาดเล็กจำนวนมาก (microelectromechanical mirrors) ที่วางเรียงกันในรูปแบบตาราง โดยที่กระจกขนาดเล็กนี้สามารถปรับการหมุนและการสะท้อนด้วยสัญญาณทางไฟฟ้า กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดนี้ใช้ CCD เป็นตัวรับสัญญาณแสง
กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมแต่ละชนิดมีข้อดีข้อเสียแตกต่างกันไป โดยที่ระบบของกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมทุกชนิดพยายามปรับแต่งให้ระบบมีความเหมาะสมทั้งในด้านความเร็วในการบันทึกภาพและความละเอียดของภาพ โดยที่กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดที่ใช้เลเซอร์ในการสแกนนั้นสามารถปรับแต่งความถี่ในการเก็บสัญญาณภาพและความละเอียดในการเก็บสัญญาณภาพ ในขณะที่กล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดจานหมุน (จานนิพโค) และกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดอาเรย์ที่สามารถโปรแกรมได้มีความถี่ในการเก็บสัญญาณภาพและความละเอียดในการเก็บสัญญาณภาพคงที่ แต่มีความเร็วในการเก็บสัญญาณภาพสูงกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดที่ใช้เลเซอร์ในการสแกน ขณะนี้ในท้องตลาดนั้นกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดจานหมุน (จานนิพโค) สามารถเก็บภาพด้วยความเร็วมากกว่า 50 ภาพต่อวินาที ซึ่งความเร็วดังกล่าวเป็นที่ต้องการเมื่อต้องการจับภาพความเคลื่อนไหวของเซลล์สิ่งมีชีวิตขณะมีชีวิตอยู่
การพัฒนาที่สำคัญที่เป็นจุดเปลี่ยนที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมชนิดที่ใช้เลเซอร์ในการสแกนที่ทำให้ความเร็วในการเก็บภาพสูงขึ้นได้มากกว่ามาตรฐานวิดีโอ (60 ภาพต่อวินาที) โดยการนำเอากระจกขนาดเล็กมาใช้ในการสแกนลำแสงเลเซอร์ซึ่งกระจกขนาดเล็กนี้เป็นผลของการพัฒนาของระบบไฟฟ้าเครื่องกลจุลภาค (อังกฤษ: Microelectromechanical Systems ; MEMS)
การเอ็กซ์เรย์โดยใช้เทคนิคและหลักการเดียวกันกับการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมโดยใช้แสงฟลูออเรสเซ็นต์ เป็นเทคนิคใหม่ที่สามารถควบคุมความลึกของการเอ็กเรย์ได้ ตัวอย่างการใช้งานของการเอ็กเรย์ด้วยเทคนิคใหม่นี้คือการหาชั้นของพื้นผิวที่ถูกเขียนทับ ภายใต้ภาพเขียน
ภาพที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วม
-
![image]()
-
![image]()
พื้นผิวของเหรียญ 1 ยูโร ที่ได้จาก กล้องโฟกัสร่วม (จานนิพโค) -
![image]()
ข้อมูลที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์แบบโฟกัสร่วมของเหรียญ 1 ยูโร -
![image]()
ภาพตัดขวางของรูปก่อนหน้านี้ตรงพิกัด y=200
อ้างอิง
- Pawley JB (editor) (2006). Handbook of Biological Confocal Microscopy (3rd ed.). Berlin: Springer. .
- Filed in 1957 and granted 1961. US 3013467
- Memoir on Inventing the Confocal Scanning Microscope, Scanning 10 (1988), pp128–138.
- "Data Sheet of NanoFocus μsurf spinning disk confocal white light microscope" (pdf).
- Vincze L (2005) "Confocal X-ray Fluorescence Imaging and XRF Tomography for Three Dimensional Trace Element Microanalysis". Microscopy and Microanalysis 11 (Supplement 2). doi:10.1017/S1431927605503167.
แหล่งข้อมูลอื่น
- Molecular Expressions: Laser Scanning Confocal Microscopy
- Emory’s Physics Department. Introduction to confocal microscopy and fluorescence.
- The Science Creative Quarterly's overview of confocal microscopy - high res images also available.
- Programmable Array Microscope - Confocal Microscope Capabilities.
- Introduction to Confocal Microscopy (video) 2013-07-18 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน by Kurt Thorn (UCSF)
wikipedia, แบบไทย, วิกิพีเดีย, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด, บทความ, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม, มือถือ, โทรศัพท์, Android, iOS, Apple, โทรศัพท์โมบิล, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, Sonya, MI, PC, พีซี, web, เว็บ, คอมพิวเตอร์
klxngculthrrsnaebbofksrwm xngkvs Confocal microscope Confocal microscopy epnklxngculthrrsnthiichethkhnikhthangaesngbriewncudofksinkarthayphaphephuxephimkhwamlaexiydphaph aelakhwamepriybtang khxngphaphthay odyichaehlngkaenidaesngaebbcudaelarukhnadelkephuxkacdaesngbriewnnxkcudofks sungethkhnikhkarthayphaphlksnanisamarthsrangphaphkhxngokhrngsranginrupaebbsammitiid odyichphaphcakranabofkstang maprakxbkn ethkhnikhniidrbkhwamniyminwngkarwithyasastraelaxutsahkrrm odythwipklxngculthrrsnaebbofksrwm thukichnganxyuinwngkarwithyasastrsahrbsingmichiwit chiwwithya withyasastrsahrbsarkungtwna aelawsdusastrhlkkarthangankhxngklxngculthrrsnaebbofksrwmhlkkarphunthanphaphhlkkarthangankhxngkarthayphaphaebbofksrwmthiidrbkarcdsiththibtremuxpi kh s 1957 ody mawin minski hlkkarthangankhxngkarthayphaphaebbofksrwmnnidrbkarcdsiththibtremuxpi kh s 1957 ody marwin minski karthayphaphaebbofksrwmnimicudprasngkhephuxaekikhpyhakhxcakdtang khxngaebbmummxngkwang wide field fluorescence microscope sungepnaebbdngedim odyklxngculthrrsnaebbwawaesngaebbmummxngkwangnncaichaesngfluxxersesntkhwamyawkhlunhnungsxngipbnthukswnkhxngchinenuxtwxyang aelachinenuxtwxyangnncasathxnaesngfluxxersesntxikkhwamyawkhlunhnungmayngtwrbaesng photodetector dngnntwrbaesngcarbaesngfluxxersesntthisathxnmathnghmd sungrwmthungaesngthiimidxyuthicudofks inthangtrngknkhamknklxngculthrrsnaebbofksrwmichaehlngkaenidaesngfluxxersesntaebbcud ekiywkhxngkbfngkchnkracaycud aelaichelnsofksaesngipbnchinenuxtwxyangaelarbaesngsathxncakchinenuxtwxyangmaphanrukhnadelkephuxkacdaesngthiimidxyubriewncudofkskxnthiaesngcaipsutwrbaesng dngnncamiaesngthicudofksethannthinamasrangepnsyyanphaph dwyehtuniexngphaphthiidcungmikhwamlaexiydsungkhun odyechphaaxyangyingkhwamlaexiydkhxngphaphthangdankhwamluk enuxngcakaesngcakbriewnthitunhruxlukkwacudofkscathukkacdodyrukhnadelkkxnthicamathungtwrbaesng aetthungxyangirkarichrukhnadelkinkarcakdaesngthirbekhamacathaihphaphmikhwamekhmkhxngaesngldlngtamipdwy dngnninkarichklxngculthrrsnaebbofksrwmcungcaepntxngephimewlainkarepidhnaklxngihnankhun emuxkarrbaesngepnkarrbaesngaebbthilacudcakcudofks dngnnkarthicaidphaph 2 miti caepntxngthakarsaeknkarrbphaphthangaenwrabthngchinenuxtwxyangchinenuxaelwnamaprakxbknepnphaph 2 mitithismburn inthanxngediywknthatxngkarsrangphaph 3 miti caepntxngmikarsaeknkarrbphaphthngthangaenwrabaelaaenwding hlngcaknnnakhxmulmasrangepnphaph 3 miti thismburn khwamlaexiydthangdankhwamlukkhxngcudofkskhxngklxngculthrrsnaebbofksrwm hmaythung khwamhnakhxngbriewnthiklxngculthrrsnaebbofksrwmyxmihaesngphanekhaipyngtwrbaesng khaniswnmakcathukkahndodyphllphthkhxngkhwamyawkhlunaesnghardwykharurbaesngechingtwelkhkhxngelnsiklwtthukhxngklxngculthrrsnaebbofksrwmykkalngsxngaelakhunsmbtithangaesngkhxngchinenux cakthiklawmakarcakdaesngsathxnthangdankhwamlukkhxngchinenuxthaiherasamarthsrangphaph 3 miti odykareluxncudofksipyngtaaehnngtangthngthangdanaenwrabaelaaenwdingnnexngethkhnikhthiichinkarsaekninaenwrabkhxngklxngculthrrsnaebbofksrwmmiklxngculthrrsnaebbofksrwmxyu 3 chnidthimixyuinthxngtladpccubn klxngculthrrsnaebbofksrwmchnidthiichelesxrinkarsaekn xngkvs Confocal laser scanning microscpoes klxngchnidniichkrack odythwip 2 3 chin saeknlaaesngelesxraebbechingesnthnginaekn x aelaaekn y ihthwthngchinenuxtwxyang odythirukhnadelk pinhole aelatwrbaesng photodetector imekhluxnthi klxngculthrrsnaebbofksrwmchnidcanhmun canniphokh xngkvs Spinning disk Nipkow disk confocal microscope ichchudcanhmunsungmirukhnadelk pinhole canwnmakinaephncaninkarsaeknlaaesngihthwthngchinenuxtwxyang inkhnathiaephncannnhmun klxngculthrrsnaebbofksrwmchnidxaerythisamarthopraekrmid xngkvs Programmable Array Microscopes PAM epnkarichsyyanxelkhthrxnikhskhwbkhumxupkrnsahrbprbaetnglaaesng Spatial Light Modulator SLM sungxukrnnithahnathiesmuxnrukhnadelkcanwnmakthisamarthekhluxnthiid odyxupkrnprbaetnglaaesngniprakxbdwykrackkhnadelkcanwnmak microelectromechanical mirrors thiwangeriyngkninrupaebbtarang odythikrackkhnadelknisamarthprbkarhmunaelakarsathxndwysyyanthangiffa klxngculthrrsnaebbofksrwmchnidniich CCD epntwrbsyyanaesng klxngculthrrsnaebbofksrwmaetlachnidmikhxdikhxesiyaetktangknip odythirabbkhxngklxngculthrrsnaebbofksrwmthukchnidphyayamprbaetngihrabbmikhwamehmaasmthngindankhwamerwinkarbnthukphaphaelakhwamlaexiydkhxngphaph odythiklxngculthrrsnaebbofksrwmchnidthiichelesxrinkarsaeknnnsamarthprbaetngkhwamthiinkarekbsyyanphaphaelakhwamlaexiydinkarekbsyyanphaph inkhnathiklxngculthrrsnaebbofksrwmchnidcanhmun canniphokh aelaklxngculthrrsnaebbofksrwmchnidxaerythisamarthopraekrmidmikhwamthiinkarekbsyyanphaphaelakhwamlaexiydinkarekbsyyanphaphkhngthi aetmikhwamerwinkarekbsyyanphaphsungkwaklxngculthrrsnaebbofksrwmchnidthiichelesxrinkarsaekn khnaniinthxngtladnnklxngculthrrsnaebbofksrwmchnidcanhmun canniphokh samarthekbphaphdwykhwamerwmakkwa 50 phaphtxwinathi sungkhwamerwdngklawepnthitxngkaremuxtxngkarcbphaphkhwamekhluxnihwkhxngesllsingmichiwitkhnamichiwitxyu karphthnathisakhythiepncudepliynthisakhykhxngklxngculthrrsnaebbofksrwmchnidthiichelesxrinkarsaeknthithaihkhwamerwinkarekbphaphsungkhunidmakkwamatrthanwidiox 60 phaphtxwinathi odykarnaexakrackkhnadelkmaichinkarsaeknlaaesngelesxrsungkrackkhnadelkniepnphlkhxngkarphthnakhxngrabbiffaekhruxngklculphakh xngkvs Microelectromechanical Systems MEMS karexkseryodyichethkhnikhaelahlkkarediywknkbkarthayphaphdwyklxngculthrrsnaebbofksrwmodyichaesngfluxxersesnt epnethkhnikhihmthisamarthkhwbkhumkhwamlukkhxngkarexkeryid twxyangkarichngankhxngkarexkerydwyethkhnikhihmnikhuxkarhachnkhxngphunphiwthithukekhiynthb phayitphaphekhiynphaphthiidcakklxngculthrrsnaebbofksrwmebta thubiwlin in phunphiwkhxngehriyy 1 yuor thiidcak klxngofksrwm canniphokh khxmulthiidcakklxngculthrrsnaebbofksrwmkhxngehriyy 1 yuor phaphtdkhwangkhxngrupkxnhnanitrngphikd y 200xangxingPawley JB editor 2006 Handbook of Biological Confocal Microscopy 3rd ed Berlin Springer ISBN 0 387 25921 X Filed in 1957 and granted 1961 US 3013467 Memoir on Inventing the Confocal Scanning Microscope Scanning 10 1988 pp128 138 Data Sheet of NanoFocus msurf spinning disk confocal white light microscope pdf Vincze L 2005 Confocal X ray Fluorescence Imaging and XRF Tomography for Three Dimensional Trace Element Microanalysis Microscopy and Microanalysis 11 Supplement 2 doi 10 1017 S1431927605503167 aehlngkhxmulxun wikimiediykhxmmxnsmisuxthiekiywkhxngkb klxngculthrrsnaebbofksrwm Molecular Expressions Laser Scanning Confocal Microscopy Emory s Physics Department Introduction to confocal microscopy and fluorescence The Science Creative Quarterly s overview of confocal microscopy high res images also available Programmable Array Microscope Confocal Microscope Capabilities Introduction to Confocal Microscopy video 2013 07 18 thi ewyaebkaemchchin by Kurt Thorn UCSF