Hyperspectral Microscope คืออะไร?

Hyperspectral Microscope คือกล้องจุลทรรศน์ที่รวมความสามารถของกล้องจุลทรรศน์เข้ากับเทคโนโลยีการถ่ายภาพสเปกตรัมเข้าด้วยกัน ทำให้สามารถจับภาพตัวอย่างได้ในหลายช่วงความยาวคลื่นแสงพร้อมกัน ได้ทั้งข้อมูลเชิงพื้นที่และข้อมูลสเปกตรัมของตัวอย่างในระดับจุลภาคในทุกจุดพิกเซลของภาพนั้นๆ

แล้วกล้องจุลทรรศน์ไฮเปอร์สเปกตรัม ทำงานอย่างไร มีข้อดีอย่างไรบ้าง ใช้ในอุตสาหกรรมอะไรบ้าง ต่างจากกล้องสเปกตรัมปกติอย่างไร การเตรียมตัวอย่างสำหรับการสแกน ต้องทำอย่างไร? ไปดูกันครับ

Hyperspectral Microscope ทำงานอย่างไร

หลักการทำงานของ Hyperspectral Microscope นั้นไม่ได้ซับซ้อนอย่างที่คิด กระบวนการทำงานโดยสังเขปสามารถอธิบายให้เข้าใจง่ายๆ ได้ ดังนี้

1. การส่องแสงในช่วงความยาวคลื่นลงบนตัวอย่าง โดยจะส่งแสงสีขาว (White Light)

2. ทำการแยกสเปกตรัมหรือแยกแสง โดยแสงที่สะท้อนหรือทะลุผ่านตัวอย่างและผ่านเลนส์เข้าสู่สเปกตรัม จะใช้อุปกรณ์ เช่น Prism, Grating หรือ Filter

3. ทำการจับภาพ โดยมักจะใช้เซตเซอร์ CMOS หรือ CCD ในการบันทึกข้อมูลความเข้มแสงในแต่ละความยาวคลื่นสำหรับทุกพิกเซลของภาพ

4. สร้าง Data Cube โดยข้อมูลที่ได้จะเป็นลูกบาศก์ 3 มิติ

ข้อดีของ Hyperspectral Microscope

การใช้ Hyperspectral Microscope จะเป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่มีความสามารถและจุดเด่นที่เหนือกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบดั้งเดิมหลายอย่าง เช่น

– สามารถระบุสารหรือเคมีได้ละเอียดมาก รวมถึงสามารถวิเคราะห์ปริมาณได้เช่นกัน

– ให้ความแม่นยำสูง เพราะสามารถตรวจจับความแตกต่างขององค์ประกอบได้ แม้จะมีสีที่เหมือนกัน

– สามารถวิเคราะห์ในเชิงปริมาณได้ โดยสามารถวัดความเข้มข้นและการกระจายตัวของสารได้ในเชิงปริมาณ

– สามารถวิเคราะห์ได้หลายพารามิเตอร์พร้อมกัน ทั้งข้อมูลรูปร่าง ขนาด และองค์ประกอบได้พร้อมๆ กัน

– ไม่จำเป็นต้องย้อมสี สามารถแยกความแตกต่างได้โดยไม่ต้องใช้สารเคมีหรือการย้อมสี ทำให้สภาพตัวอย่างเดิมไม่ถูกทำลาย

Hyperspectral Microscope ใช้ในอุตสาหกรรมใดบ้าง

เทคโนโลยี Hyperspectral Microscope นั้นถูกส่งไปใช้ในอุตสาหกรรมหลากหลายไม่ว่าทั้งในห้องแลปสำหรับเรียนไปจนถึงใช้ในทางนิติวิทยาศาสตร์ เช่น

– การแพทย์และชีววิทยา ใช้สำหรับวินิจฉัยเนื้อเยื่อมะเร็ง ศึกษาเซลล์ หรือวิเคราะห์ระดับออกซิเจนในเลือด

– อุตสาหกรรมยา ใช้สำหรับตรวจสอบคุณภาพของยา วิเคราะห์การกระจายของสาร ใช้ศึกษาเสถียรภาพของยา

– นาโนเทคโนโลยี ใช้สำหรับวิเคราะห์องค์ประกอบของวัสดุ ตรวจสอบความบริสุทธิ์และศึกษาโครงสร้างของวัสดุนาโน

– อุตสาหกรรมอาหาร ใช้ตรวจสอบคุณภาพและความปลอดภัย หาสารปนเปื้อน ประเมินความสด

– เกษตรและพืช ใช้วิเคราะห์พืช คลอโรฟิลล์ สารอาหาร และใช้ศึกษาโรคพืช

– เซมิคอนดักเตอร์ ใช้ตรวจสอบข้อพกพร่องในแผ่นเวเฟอร์หรือชิป

– นิติวิทยาศาสตร์ ใช้สำหรับการตรวจสอบรอยเปื้อน คราบเลือด หรือเอกสารปลอมแปลง

กล้อง Hyperspectral กับกล้องสเปกตรัมปกติ ต่างกันอย่างไร

กล้อง Hyperspectral กับกล้องสเปกตรัมปกติ จะมีความแตกต่างกันในเรื่องของเทคโนโลยีและผลลัพธ์ที่ได้ของการใช้งาน เราสามารถเปรียบเทียบง่ายๆ ให้เข้าใจได้ ดังนี้ครับ

การเตรียมตัวอย่างสำหรับการสแกนไฮเปอร์สเปกตรัม

แม้ว่า Hyperspectral Microscope จะมีข้อดีอย่างหนึ่งคือไม่ต้องย้อมสีลงบนวัสดุ แต่การเตรียมตัวก่อนทำการสแกนนั้นจะเป็นขั้นตอนสำคัญเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด การเตรียมตัวอย่างสำหรับการสแกนไฮเปอร์สเปกตรัม จะมีด้วยกันดังนี้ครับ

1. ทำให้ตัวอย่างมีความเรียบสม่ำเสมอ เพื่อให้ระยะโฟกัสมีความแม่นยำ

2. เลือกชนิดของสไลด์ให้ถูกต้อง หากสแกนปกติในช่วงแสงที่ตามองเห็นก็สามารถใช้สไลด์ทั่วไปได้ แต่ถ้าหากสแกนในช่วง UV หรือ IR จำเป็นต้องใช้ Quartz

3. เลือกโหมดการถ่ายที่ถูกต้อง เช่น แบบสะท้อน หรือแบบส่องผ่าน

4. ไม่ให้ตัวอย่างมีความชื้น เพราะความชื้นอาจรบกวนสัญญาณได้

ระบบ Hyperspectral Microscope ที่มีเทคโนโลยีขั้นสูง Hong Kong NTI คือผู้ให้บริการที่มีประสบการณ์อย่างยาวนาน สามารถใช้งานได้ง่าย เพื่อช่วยพัฒนาคุณภาพชีวิตและสังคมทั้งในปัจจุบันและอนาคต พร้อมให้บริการโดยผู้เชี่ยวชาญ พร้อมจัดจำหน่ายเครื่องมือที่มีคุณภาพสูง และได้รับความไว้วางใจจากอุตสาหกรรมชั้นนำ

พร้อมหลักสูตรคอร์สกระบวนการผลิตนาโนเทคโนโลยีด้วย VR ที่สามารถปรับแต่งได้ตามความต้องการของผู้เรียนทั้งภาคทฤษฎีและภาคปฏิบัติ เป็นหลักสูตรที่พัฒนาขึ้นร่วมกับสถาบันการศึกษาชั้นนำ เหมาะกับทั้งนักเรียน นักศึกษา ที่เกี่ยวข้องกับคณะวิทยาศาสตร์ หรือผู้ที่ทำงานด้านการผลิตนาโนเทคโนโลยี