กล้องจุลทรรศน์ จากแบบธรรมดาถึงแบบควอนตัม

ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 9 มิถุนายน ที่ผ่านมานี้ มีรายงานการวิจัยเรื่อง Quantum-enhanced nonlinear microscopy โดย C.A. Casacio จากสถาบัน Quantum Optics Laboratory and Excellence for Engineered Quantum Systems (EQUS) และคณะ ในสังกัดมหาวิทยาลัย Queensland ในประเทศออสเตรเลีย ซึ่งได้บรรยายการสร้างกล้องจุลทรรศน์ควอนตัมเครื่องแรกที่สามารถเห็นรายละเอียดต่าง ๆ ในชีวโมเลกุล ได้อย่างที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน

คุณค่าในเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์ควอนตัมรูปแบบใหม่นี้ คือ สามารถใช้พัฒนาองค์ความรู้พื้นฐานทางเทคโนโลยีชีวภาพ นับตั้งแต่การใช้สร้างอุปกรณ์รับรู้ที่ไวมาก ไปจนถึงการมีความสามารถถ่ายภาพขององค์ประกอบต่าง ๆ ภายในเซลล์สิ่งมีชีวิตที่มีขนาดใหญ่ไม่ถึง 0.1 นาโนเมตรได้ (คือ ใหญ่ พอ ๆ กับอะตอมไฮโดรเจน) จนทำให้แพทย์สามารถพัฒนาวัคซีนขึ้นใช้เพื่อต่อสู้โรค และคนทั่วไปสามารถเข้าใจได้เป็นอย่างดีว่า เวลานักวิทยาศาสตร์พูดถึงการ “เห็น” อะไรก็ตาม เขาหมายถึงความสามารถเห็นสิ่งนั้นได้ดี ในระดับละเอียดและชัดเจนเพียงใด

นับตั้งแต่ปี 1911 ที่ E. Rutherford ได้รู้ว่าอะตอมมีโครงสร้างอย่างไร จากการได้ระดมยิงอนุภาคแอลฟาไปที่แผ่นทองคำเปลว แล้วพบว่าอนุภาคแอลฟาบางตัวได้กระดอนกลับ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า ในอะตอมมีนิวเคลียส ณ ที่จุดศูนย์กลาง และมีบรรดาอิเล็กตรอนโคจรไปรอบนิวเคลียสนั้น จากนั้นพัฒนาการด้านความรู้เรื่องฟิสิกส์ของอะตอมก็เกิดตามมา โดย Niels Bohr ได้นำทฤษฎีควอนตัมของ Planck มาอธิบายสมบัติการเปล่งรังสีของอะตอมออกเป็นเส้นสเปกตรัม และได้อธิบายว่า อะตอมมีโครงสร้างเหมือนระบบสุริยะ คือมีเหล่าอิเล็กตรอนโคจรไปรอบนิวเคลียส ในลักษณะเดียวกับบรรดาดาวเคราะห์ที่โคจรไปรอบดวงอาทิตย์ แม้ทฤษฎีอะตอมของ Rutherford และ Bohr จะสามารถอธิบายผลการทดลองต่าง ๆ ได้ดีมากก็ตาม แต่นักฟิสิกส์และวงการวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่ยอมรับว่า ในเอกภพมีอะตอมจริง ๆ และได้แสดงจุดยืนว่า ทุกคนจะยอมรับอะตอม ก็ต่อเมื่อได้เห็นอะตอม ด้วยตาทั้งสองข้างอย่างเต็ม ๆ ทั้งนี้เพราะทุกคนยึดหลักการว่า ถ้าไม่ได้เห็นอะไรก็ตาม การวินิจฉัย การวิเคราะห์ และการวัดค่าสมบัติต่าง ๆ ของอะตอม เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของทฤษฎีฟิสิกส์ก็จะทำไม่ได้

แต่การจะเห็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กระดับอะตอม ซึ่งถ้าเป็นอะตอมไฮโดรเจนจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 1 นาโนเมตร หรือ 10-9 เมตร เป็นเรื่องที่ทำไม่ได้ง่าย การมีขนาดเล็กมากเช่นนี้ แสดงว่าภายในระยะทาง 1 เซนติเมตร เราสามารถนำอะตอมไฮโดรเจนมาเรียงกันเป็นแถวยาวได้เป็นจำนวนมากถึง 10 ล้านอะตอม และทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ในการสังเกตดูอะตอม ซึ่งตามปกติตัวกล้องมักประกอบด้วยระบบเลนส์ที่มีทั้งเลนส์เว้าและเลนส์นูน เพื่อทำหน้าที่โฟกัสแสงธรรมดาที่ตาเห็น และมีความยาวคลื่นตั้งแต่ 400-750 นาโนเมตร เพราะอะตอมมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงประมาณ 500 เท่า นั่นจึงเป็นเหตุผลที่ทำให้ครูมักสอนนักเรียนว่า ตาเปล่าของคนจะไม่สามารถเห็นอะตอมได้ ถ้าไม่มีอุปกรณ์ช่วย

ตามปกตินักวิทยาศาสตร์ไม่ต้องการจะเห็นอะตอมแต่เพียงหนึ่งเดียวเท่านั้น แต่ยังต้องการจะเห็นอะตอมจำนวนมาก รวมถึงต้องการจะวัดรายละเอียดต่าง ๆ ที่อยู่ระหว่างอะตอม ซึ่งมักอยู่ทั้งที่ผิวและที่ภายในวัตถุ และเป็นเรื่องที่สามารถทำได้ในระดับหนึ่ง โดยการใช้แสงธรรมดา แต่ก็จะเห็นได้ไม่ชัด เพราะแสงมีคุณสมบัติของคลื่น ดังนั้นเวลาเราโฟกัสแสงจากวัตถุที่เป็นจุด (คือ ไม่มีขนาด) เราก็จะไม่ได้ภาพที่เป็นจุด ไม่ว่าระบบเลนส์ที่ใช้จะมีคุณภาพสูงสักปานใด เราก็จะได้ภาพการเลี้ยวเบนที่เป็นวงแหวน ซ้อนกันหลายวง โดยมีจุดศูนย์กลางร่วมกัน เป็นวงแหวนสว่าง และวงแหวนมืด เรียงสลับกัน เมื่อเป็นเช่นนี้ ถ้ามีการถ่ายภาพของจุดสองจุด ภาพการเลี้ยวเบนของจุดทั้งสอง ที่เกิดขึ้นจะเป็นวงแหวนที่เหลื่อมทับซ้อนกัน และถ้าจุดทั้งสองอยู่ใกล้กันมาก การทับซ้อนกันก็จะเกิดขึ้นมาก จนเห็นเป็นจุด ๆ เดียว ในทางตรงกันข้าม ถ้าจุดทั้งสองอยู่ห่างกันมาก การทับซ้อนกันก็จะน้อยลง นักฟิสิกส์ได้กำหนดความสามารถในการแยกภาพของกล้องจุลทรรศน์ว่า คือการเห็นภาพของจุดสองจุด อยู่แยกจากกัน โดยใช้สูตรของ Rayleigh คือ θ=1.22λ∕D เมื่อ λ คือ ความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ D คือ เส้นผ่านศูนย์กลางของรูรับแสง (aperture) และ θ คือ มุมเล็กที่สุด ที่จุดรองรับ aperture เพื่อให้กล้องสามารถเห็นจุดทั้งสองอยู่แยกจากกันได้

จากสูตรของ Rayleigh เราจะเห็นได้ว่ามุม θ ขึ้นกับ λ ดังนั้น ถ้าใช้คลื่นที่มีความยาวคลื่นค่อนข้างสั้น มุม θ ก็จะยิ่งเล็ก การเห็นรายละเอียดของภาพก็จะเพิ่ม นี่จึงเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงธรรมดามาก ๆ ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวได้แก่ รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา เราจึงมีกล้องจุลทรรศน์รังสีเอกซ์ (X-ray microscope) และกล้องจุลทรรศน์รังสีแกมมาที่ใช้ศึกษาระบบอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าอะตอม

แต่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมากแบบรังสีเอกซ์ หรือรังสีแกมมา มักถือกำเนิดจากอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้า หรือสนามแม่เหล็ก ที่มีความเข้มสูง ดังนั้นเราจึงมีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (electron microscope) ซึ่ง สามารถเห็นรายละเอียดที่มีขนาดใหญ่ระดับ 0.05 นาโนเมตรได้ (นั่นคือ มีขนาดเล็กกว่าอะตอม 20 เท่า)


ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกล้องจุลทรรศน์ธรรมดากับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน คือ แบบแรกใช้แสง และแบบหลังใช้อิเล็กตรอนในการส่องดู นอกจากนี้ในกระบวนการโฟกัสนั้น แบบแรกใช้เลนส์ แต่แบบหลังใช้สนามแม่เหล็ก กับสนามไฟฟ้าที่มีความเข้มสูง ส่วนภาพที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์แบบอิเล็กตรอน มิได้แสดงตำแหน่งของอะตอมในวัตถุอย่างตรงไปตรงมา เพราะเป็นภาพที่เกิดจากการแทรกสอดของคลื่นอิเล็กตรอน ดังนั้นในการจะเห็นภาพที่แท้จริงของอะตอม จึงต้องมีการใช้โปรแกรม algorithm แปลงภาพการแทรกสอดที่ได้กลับไปเป็นภาพที่แสดงตำแหน่งอะตอมจริง ๆ ส่วนภาพที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์แสงธรรมดาก็มีจุดบกพร่องตรงที่ระบบเลนส์ที่ใช้ในการโฟกัสแสง มักมีความคลาด (aberration) หลายรูปแบบ ทั้งความคลาดรงค์ (chromatic aberration) และความบิดเบี้ยวของเลนส์ (astigmatism) ซึ่งเป็นเรื่องที่แก้ไขได้ยากมาก


แผนภาพเปรียบเทียบการทำงานของกล้องจุลทรรศน์ธรรมดากับกล้องจุลทัศน์อิเล็กตรอน ภาพจาก www.thermofisher.com
การพัฒนาเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์ในขั้นต่อไป คือ การออกแบบกล้องจุลทรรศน์ โดยไม่ใช้ระบบเลนส์ เพื่อให้สามารถเห็นอนุภาคที่ประกอบกันเป็นผิวของวัตถุได้ นี่จึงเป็นที่มาของกล้อง SPM (scanning probe microscope) ซึ่งมีหลายรูปแบบ แต่ก็ทำงานโดยใช้วัตถุปลายแหลมเหมือนเข็มเป็นตัวแหย่เหมือนกัน เพื่อตรวจสอบ (probe) สภาพผิวของวัตถุ โดยนำปลายแหลมไปจ่อใกล้ผิว แล้วเลื่อนปลายแหลมไปเหนือผิวของวัตถุอย่างช้า ๆ (คือ ทำ scan) และให้ปลายเข็มแหลมกับผิววัตถุมีความต่างศักย์ไฟฟ้าค่อนข้างสูง ซึ่งจะทำให้อิเล็กตรอนจำนวนมากเดินทางออกจากผิวผ่านสุญญากาศที่อยู่ระหว่างปลายเข็มแหลมกับผิวได้ เป็นกระแสไฟฟ้า เพราะค่าของกระแสไฟฟ้าขึ้นกับระยะห่างระหว่างปลายแหลมกับผิวของวัตถุ ตามความสามรถในการทะลุทะลวงแบบควอนตัมของอิเล็กตรอน ดังนั้นถ้าปลายเข็มแหลมถูกปรับให้สามารถเคลื่อนที่ขึ้น ๆ ลง ๆ ได้ เพื่อให้กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นมีค่าสม่ำเสมอ นักวิทยาศาสตร์ก็จะสามารถรู้สภาพความสูงและต่ำของผิววัตถุในสองมิติได้ กล้อง SPM (scanning probe microscope) นี้ เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่เกิดขึ้น เมื่อปี 1982 โดย Gerd Binnig และ Heinrich Rohrer แห่งบริษัท IBM ที่ Zurich ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และมีผลทำให้คนทั้งสองได้รับครึ่งหนึ่งของรางวัลโนเบลฟิสิกส์ประจำปี 1986 ร่วมกับ Ernst Ruska ซึ่งเป็นบุคคลแรกที่ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ในปี 1932 ร่วมกับ Max Knoll และได้อ้างว่ากล้องที่คนทั้งสองประดิษฐ์ โดยใช้อิเล็กตรอนความเร็วสูงนั้น มีประสิทธิภาพในการเห็นสูงกว่ากล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงในสมัยนั้น ซึ่งเป็นการอ้างที่ไม่ถูกต้อง เพราะกล้องมีประสิทธิภาพต่ำกว่า




พัฒนาการของกล้อง โดย E. Driest และ H.O. Müller ได้ทำให้ประสิทธิภาพของกล้องเพิ่มมากขึ้นถึง 12,000 เท่า จากนั้นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนก็เริ่มมีการใช้เป็นอุปกรณ์ติดตั้งในห้องทดลอง

ในเดือนเมษายน 1940 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีกำลังขยาย 100,000 เท่า ได้รับการพัฒนา โดยบริษัท RCA. ของสหรัฐอเมริกา แต่ก็มีรูปร่างเทอะทะ และหนักมากถึง 350 กิโลกรัม อีกทั้งสูงประมาณ 3 เมตร และได้พิสูจน์ว่าเป็นกล้องที่มีประโยชน์ในการศึกษาธรมชาติของวัสดุ เช่น cellulose กับยาง vulcanized ที่มีผงกำมะถันผสม ซึ่งได้ทำให้ยางแข็ง นอกจากนี้ก็ยังใช้กล้องจุลทรรศน์ศึกษาชีวโมเลกุลต่าง ๆ เช่น ได้ศึกษาไวรัส แบคทีเรีย ฯลฯ เพราะถ้าไม่มีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้ เราก็จะไม่มีโอกาสได้ศึกษา โมเลกุลชนิดโปรตีน และชีวโมเลกุลอื่น ๆ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจึงได้ช่วยให้เราได้ศึกษาโลกของอะตอมขนาดเล็กที่อยู่ใกล้ ๆ ในทำนองเดียวกับที่กล้องจุลทรรศน์ได้ช่วยให้เราศึกษาเอกภพที่มีขนาดใหญ่ และอยู่ห่างไกลจากเรามากได้เป็นอย่างดี

กล้องจุลทรรศน์อีกแบบหนึ่ง ก็คือ Atomic Force Microscope (AFM) ซึ่งใช้ถ่ายภาพอะตอม โดยการนำปลายคานยื่น (cantilever) ขนาดเล็กไปแตะที่ผิวของวัตถุ การมีแรงกระทำระหว่างปลายคานกับผิว จะทำให้ปลายคานเบนออกจากแนวปกติ ปริมาณการเลี้ยวเบนนี้สามารถวัดค่าได้ โดยให้แสงเลเซอร์ในกล้องสะท้อนไปสู่อุปกรณ์รับแสง (photocathode) ดังนั้น ถ้ามีการปรับความสูงของคานยื่น เพื่อให้ปริมาณแสงที่ photocathode มีค่าเท่าเดิมเสมอ ๆ เราก็จะรู้สภาพสูง-ต่ำของผิวได้

ตัวอย่างความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของโลกปัจจุบันที่เราสามารถเห็นได้ชัด คือ การมีเทคโนโลยีชนิดใหม่ ๆ ที่สามารถช่วยให้เราได้เห็นอะไรต่าง ๆ ได้ชัดขึ้น ไกลขึ้น และละเอียดขึ้น ดังนั้นจึงไม่มีใครรู้สึกประหลาดใจ เมื่อคณะกรรมการรางวัลโนเบลได้มอบรางวัลจำนวนไม่น้อยกว่า 15 รางวัล แก่ผู้ที่ได้พัฒนาเทคโนโลยีการใช้รังสีเอกซ์ และอิเล็กตรอนในการถ่ายภาพของอะตอมและโมเลกุล


ดังในปี 2017 รางวัลโนเบลสาขาเคมี ได้ตกเป็นของนักฟิสิกส์สามคน ซึ่งได้บุกเบิกเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเยือกแข็ง (cryo-electron microscope ; cryo-EM) ซึ่งในปัจจุบันได้เข้ามาใช้แทนกล้องจุลทรรศน์รังสีเอกซ์อย่างกว้างขวาง


คนทั้งสาม คือ Jacques Dubochet จากมหาวิทยาลัย Lausanne ในประเทศสวิสเซอร์แลนด์ Joachim Frank จากมหาวิทยาลัย Columbia และ Richard Henderson จากห้องปฏิบัติการ Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (LMB) ที่ Cambridge ในประเทศอังกฤษ


เทคโนโลยีนี้สามารถถ่ายภาพของโปรตีนขนาดใหญ่ ที่มีโครงสร้างซับซ้อนและอะตอมต่าง ๆ อยู่ในตำแหน่งที่สับสนมากได้ ในขณะที่เทคโนโลยีรังสีเอกซ์ไม่สามารถนำมาใช้ได้ เพราะโมเลกุลหนึ่งโมเลกุลมีอะตอมมากนับหมื่น จึงต้องใช้เวลาวินิจฉัยโครงสร้างนานเป็นปี นอกจากนี้ชีวโมเลกุลเหล่านี้ก็ยังตกผลึกยากด้วย ดังนั้นนักเคมีจึงใช้รังสีเอกซ์ในการวิเคราะห์หาโครงสร้างของโมเลกุลชนิดนี้ไม่ได้ การศึกษาโครงสร้างของโมเลกุลนับเป็นเรื่องสำคัญสำหรับนักชีวเคมี เพราะถ้ารู้โครงสร้างของโมเลกุล เราก็จะรู้หน้าที่ของโมเลกุลเหล่านั้นได้ในทันที

กล้องจุลทรรศน์ cryo-EM ใช้วิธีทำให้โมเลกุลที่นักเคมีต้องการจะหาโครงสร้าง มีการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว โดยให้โมเลกุลลอยอยู่ในของเหลว ethane ที่อุณหภูมิ -190 องศาเซลเซียส การทำให้โมเลกุลเย็นตัวอย่างรวดเร็ว มีผลทำให้น้ำที่อยู่ในโมเลกุลไม่ตกผลึกเป็นน้ำแข็ง แต่จะกลายสภาพเป็นน้ำที่เป็นอสัณฐานเหมือนแก้ว จึงไม่มีอิทธิพลใด ๆ ต่อภาพการเลี้ยวเบนที่เกิดขึ้น นอกจากนี้การใช้อิเล็กตรอนความเร็วต่ำในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เพื่อยิงโมเลกุล ก็ไม่ได้ทำให้โมเลกุลแตกสลาย โมเลกุลจึงยังคงสภาพอยู่ได้ แต่ถ้าใช้อิเล็กตรอนความเร็วสูงในการยิง ชีวโมเลกุลก็จะแตกสลาย หรือถูกทำลายไป ยิ่งไปกว่านั้น การให้โมเลกุลลอยอยู่ในสารละลาย ethane ก็ไม่ได้ทำให้น้ำที่มีอยู่ในโมเลกุลนั้น กลายเป็นไอออกมา แล้วลอยไปอยู่ภายในกล้องจุลทรรศน์ จึงทำให้ภายในกล้องไม่มีสภาพเป็นสุญญากาศ และกล้องก็จะทำงานไม่ได้

กล้องจุลทรรศน์ cryo-EM จึงมีแนวโน้มว่า จะเข้ามาใช้แทนที่กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และกล้องจุลทรรศน์รังสีเอกซ์มากขึ้นในอนาคต เพราะถ้าการจะใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนนั้น ชีวโมเลกุลตัวอย่างที่ต้องการจะวิเคราะก์โครงสร้างจำเป็นจะต้องไม่มีน้ำ คือ แห้งสนิท ซึ่งจะทำให้โครงสร้างของโมเลกุลได้เปลี่ยนไป จนทำให้เราไม่รู้โครงสร้างที่แท้จริงของมัน ส่วนเทคโนโลยี nuclear magnetic resonance (NMR) ก็สามารถให้ข้อมูลโครงสร้างของโมเลกุลได้ แต่เป็นเฉพาะโมเลกุลที่มีขนาดเล็กเท่านั้น

ในปี 1973 Henderson และเพื่อนร่วมงาน ชื่อ Nigel Unwin ได้พยายามหาโครงสร้างของโปรตีนชื่อ bacteriorhodopsin ที่ตามปกติใช้พลังงานแสงในการขับเคลื่อนอนุภาคโปรตอนให้ทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ และคนทั้งสองได้พบว่า โมเลกุลนี้มีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากจนไม่สามารถใช้กล้องจุลทรรศน์รังสีเอกซ์ในการวิเคราะห์หาโครงสร้างได้ จึงได้พยายามใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแทน โดยนำโมเลกุลนี้วางลงบนเนื้อเยื่อชีวภาพ (biological membrane) การมี background เช่นนี้ ทำให้โมเลกุล bacteriorhodopsin มีความชื้น และไม่ปล่อยน้ำในตัวมันให้ระเหยออกมาเป็นไอ จากนั้นเขาก็ใช้อิเล็กตรอนพลังงานต่ำยิงโมเลกุล จนทำให้ได้ภาพของโมเลกุล เมื่อปี 1990 แม้ภาพที่ได้จะไม่คมชัด แต่คนทั้งสองก็ได้พิสูจน์ว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสามารถใช้วิเคราะห์หาโครงสร้างของชีวโมเลกุลได้

ในช่วงเวลาเดียวกัน Frank ซึ่งทำงานวิจัยอยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกาก็ได้พัฒนาโปรแกรม algorithm จากภาพถ่ายสองมิติของโมเลกุลที่ Henderson ถ่ายได้ โดยนำภาพสองมิติหลายร้อยภาพวางซ้อนทับกัน ในทิศทางต่าง ๆ แล้วตบแต่งภาพให้คมชัดขึ้น จนได้ภาพสามมิติของโมเลกุลในที่สุด

ส่วน Dubochet ก็ได้เข้ามาศึกษาเรื่องการทำงานของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในปี 1982 และได้นำชีวโมเลกุลมาลอยอยู่ในฟิล์มน้ำบาง ๆ แล้วทำให้น้ำนั้น แข็งตัวอย่างรวดเร็ว โดยการจุ่มแผ่นฟิล์มน้ำลงไปใน ethane เหลว การเย็นตัวอย่างรวดเร็วทำให้โมเลกุลของน้ำอยู่กันอย่างไม่เป็นระเบียบ จึงไม่มีผลใด ๆ ต่อคุณภาพของภาพการเลี้ยวเบนที่เกิดขึ้น

จากนั้นในปี 1991 Frank กับ Dubochet ก็ได้ประสบความสำเร็จในการถ่ายภาพของโมเลกุล ribosome จากเดิมที่ต้องใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้างของโมเลกุลนี้เป็นเวลานานถึง 10 ปี ก็สามารถทำได้ในเวลาเวลานานประมาณหนึ่งเดือน

Henderson เกิดที่สก็อตแลนด์ เมื่อปี 1945 ได้เข้าเรียนศึกษาฟิสิกส์ ที่มหาวิทยาลัย Edinburgh และจบปริญญาเอกด้านชีววิทยาโมเลกุลจากมหาวิทยาลัย Cambridge เมื่อปี 1969 จากนั้นได้ไปฝึกงานหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัย Yale ในประเทศสหรัฐอเมริกา แล้วกลับมาทำงานต่อที่ห้องปฏิบัติการ LMB ณ มหาวิทยาลัย Cambridge

Dubochet เกิดเมื่อปี 1942 ที่ประเทศสวิสเซอร์แลนด์ ได้เข้าเรียนฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Lausanne แล้วไปเรียนฟิสิกส์กับวิศวกรรมศาสตร์ที่ Ecole Polytechnique แห่งเมือง Lausanne จากนั้นก็ไปจบปริญญาเอก ที่มหาวิทยาลัย Geneva
ด้าน Frank เกิดเมื่อปี 1940 ที่ประเทศเยอรมนี เข้าเรียนปริญญาตรีฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Freiburg และ Munich ได้รับปริญญาเอกจากการทำวิทยานิพนธ์เรื่องกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ในปี 1970 ที่ Technical University of Munich จากนั้นได้ย้ายไปทำงานต่อที่มหาวิทยาลัย Columbia

อ่านเพิ่มเติมจาก The Revolution will not be Crystallized โดย Ewen Callaway ในวารสาร Nature ฉบับที่ 525 ประจำวันที่ 10 September 2015


สุทัศน์ ยกส้าน

ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์