จากคลื่นลูกใหม่ “นาโนเทคโนโลยี” ในอดีต ขณะนี้กลายมาเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการยอมรับและได้รับความสนใจจากแวดวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทั่วโลก รวมถึงประเทศไทย เพราะกลายมาเป็นศาสตร์สำคัญที่นักวิทยาศาสตร์ นำมาพัฒนาเทคนิควิธีการต่างๆ จนกระทั่งเกิดเป็นนวัตกรรมใหม่ๆ อย่างเช่น ” การพัฒนาเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์ความละเอียดสูง” ผลงานได้รับรางวัลโนเบล ประจำปี 2557 จากสมาคมวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน กรุงสต๊อกโฮล์ม ซึ่งประกาศรางวัลให้กับ 3 นักวิทยาศาสตร์ได้แก่ เอริค เบตซิค แห่งสถาบันวิจัยการแพทย์โฮเวิร์ด ฮิวจส์ สหรัฐอเมริกา วิลเลียม อี. โมร์เนอร์ แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด สหรัฐอเมริกา และสเตฟาน ดับเบิลยู เฮลล์ แห่งสถาบันวิจัยแม๊กซ์แพลงค์เพื่อการวิจัยเคมีชีวกายภาพ ประเทศสหพันธรัฐเยอรมนี ศาสตราจารย์นพ.สิริฤกษ์ ทรงศิวิไล ผู้อำนวยการศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) บอกว่า ในปี ค.ศ. 1873 (พ.ศ.2416) หรือ 141 ปีที่แล้ว นักฟิสิกส์และนักประดิษฐ์ ชื่อ เอิร์นส์ แอบเบ (Ernst Abbe) ได้เสนอว่าเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงที่ใช้กันอยู่ทั่วโลกนั้น ไม่สามารถให้ความละเอียดสูงที่เล็กกว่าระดับ 200 นาโนเมตรได้ เรียกว่าเห็นได้แค่แบคทีเรีย แต่สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์3 ท่านนี้ ทำได้นั้น ก็คือการก้าวข้ามข้อจำกัด ที่ เอิร์นส์ แอบเบ ได้วางไว้ ด้วยการใช้เทคโนโลยีด้านฟลูออเรสเซนส์ในระดับนาโนที่พัฒนาไปได้รวดเร็วอย่างต่อเนื่อง จนได้วิธีการที่เรียกว่า นาโน สโครป( Nano Scope) ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นความละเอียดที่คมชัดสูง จากเดิมขนาดเล็กกว่าระดับ 200 นาโนเมตร ลงไปอยู่ที่ขนาดเล็กในระดับ 50 นาโนเมตรได้แล้วในปัจจุบัน หรือเรียกว่าสามารถมองเห็น ไวรัส ได้แล้วนั่นเอง ด้านดร.ณัฐพันธุ์ ศุภกา หัวหน้าห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ระดับนาโน นาโนเทค อธิบายถึงการพัฒนาเทคนิควิธีการ ที่ทำให้ 3 นักวิทยาศาสตร์พิชิตรางวัลโนเบล ว่า มี 2 เทคนิค โดยเทคนิคแรก คือเทคนิคที่เรียกว่า STED (stimulated emission depletion) พัฒนาขึ้นโดย สเตฟาน ดับเบิลยู. เฮลล์ เป็นเทคนิค ที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นอนุภาคและรายละเอียดขนาดเล็กในระดับนาโนเมตรได้ โดยไม่ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน แต่จะอาศัยการทำงานของลำแสงเลเซอร์พร้อมกัน 2 ลำแสง ลำแสงแรกจะไปกระตุ้นให้โมเลกุลฟลูออเรสเซนท์เรืองแสงขึ้นมา ส่วนอีกลำแสงจะทำหน้าที่หักล้างลำแสงลำแรก โดยเว้นให้เหลือเส้นลำแสงแคบๆ เล็กๆ ในระดับนาโนเมตร เมื่อขยับส่องไฟฉายนาโนนี้ไปทีละนาโนเมตรทั่วๆ วัตถุก็จะได้ผลลัพธ์ออกมาเป็นภาพที่มีความละเอียดในระดับนาโนเมตร ส่วน เทคนิคที่สอง คือ เทคนิคที่เรียกว่า single-molecule microscopy ซึ่งพัฒนาโดย เบตซิค และวิลเลียม อี.โมร์เนอร์ หลักการของเทคนิคนี้ อาศัยพื้นฐานความน่าจะเป็นที่จะเกิดการเรืองแสงของแต่ละโมเลกุลฟลูออเรสเซนท์ เมื่อกระตุ้นให้เกิดการเรืองแสงและใช้กล้องจุลทรรศน์ถ่ายภาพในตำแหน่งเดียวกันหลายๆภาพ จากนั้นก็นำภาพมาซ้อนกันและประมวลรวมให้เป็นภาพเดียว ก็จะได้ภาพความละเอียดสูงออกมา จากเทคนิคดังกล่าวทำให้นักวิจัยสามารถดูพัฒนาการ การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต ได้อย่างชัดเจนมากขึ้นถึงระดับโปรตีน นำมาซึ่งการวิเคราะห์ทดสอบที่แม่นยำขึ้น เช่น การทดสอบการให้ยาซึมเข้าไปในเซลล์ ซึ่งแต่ก่อนมองไม่เห็นว่าโมเลกุลยาซึมเข้าไปในเซลล์ได้อย่างไร แต่ถ้าใช้วิธีการนี้จะมองเห็น สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการรักษามะเร็งให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ผู้อำนวยการนาโนเทค บอกว่า เป็นเรื่องที่น่ายินดีว่า ศาสตร์ทางด้านนาโนเทคโนโลยี เริ่มถูกนำมาใช้ต่อยอดและเพิ่มประสิทธิภาพให้เกิดวิทยาการที่ล้ำยุค ล้ำสมัยมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งได้รางวัลการันตีระดับโนเบลอย่างต่อเนื่อง ซึ่งในช่วงหลายปีที่ผ่านมา นักวิจัยไทยก็มีโอกาสใช้เทคนิคนี้ในห้องปฏิบัติการชั้นนำระดับโลกมาบ้าง และสิ่งที่สำคัญอย่างมากสำหรับประเทศไทยก็คือ ขณะนี้ นาโนเทคกำลังจะนำเทคนิควิธีการนาโน สโครป นี้ มาใช้ในต้นปี 2558 โดยเทคนิควิธีการ ดังกล่าวจะเป็นเทคนิคแรกที่นำมาใช้กับงานวิจัยของศูนย์นาโนเทค และยังเป็นเทคนิควิธีการแรกของประเทศไทย ที่จะนำมาใช้เพื่อพัฒนางานวิจัยนาโนเทคโนโลยีด้านการแพทย์และสาธารณสุข ซึ่งคาดหวังว่าเมื่อนักวิจัยไทยได้ใช้เทคนิคดังกล่าวในการทำงานวิจัยอย่างแพร่หลายแล้ว จะช่วยสร้างผลกระทบต่องานวิจัยไทยให้เกิดประสิทธิภาพของงานวิจัยที่น่าเชื่อถือและเป็นที่ยอมรับ ทัดเทียมงานวิจัยระดับนานาชาติได้อย่างแน่นอน.       

ขอขอบคุณแหล่งที่มา : กล้องจุลทรรศน์นาโน พิชิตโนเบล

Posts related