กล้องคอนโฟคอล
หลักการทำงานของการถ่ายภาพแบบคอนโฟคอลนั้นได้รับการจดสิทธิบัตรเมื่อปี ค.ศ. 1957 โดย มาวิน มินสกี้ (Marvin Minsky) [2][3] การถ่ายภาพแบบคอนโฟคอลนี้มีจุดประสงค์เพื่อแก้ไขปัญหาข้อจำกัดต่างๆของกล้องจุลทรรศน์แสงฟลูออเรสเซ็นต์แบบมุมมองกว้าง (wide-field fluorescence microscope) ซึ่งเป็นแบบดั้งเดิม โดยกล้องจุลทรรศน์แสงฟลูออเรสเซ็นต์แบบมุมมองกว้างนั้นจะใช้แสงฟลูออเรสเซ็นต์ความยาวคลื่นหนึ่งส่องไปบนทุกส่วนของชิ้นเนื้อตัวอย่าง และชิ้นเนื้อตัวอย่างนั้นจะสะท้อนแสงฟลูออเรสเซ็นอีกความยาวคลื่นหนึ่งมายังตัวรับแสง (photodetector) ดังนั้นตัวรับแสงจะรับแสงฟลูออเรสเซ็นที่สะท้อนมาทั้งหมด ซึ่งรวมถึงแสงที่ไม่ได้อยู่ที่จุดโฟกัส ในทางตรงกันข้ามกันกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลใช้แหล่งกำเนิดแสงฟลูออเรสเซ็นแบบจุด (เกี่ยวข้องกับ Point Spread Function) และใช้เลนส์โฟกัสแสงไปบนชิ้นเนื้อตัวอย่างและรับแสงสะท้อนจากชิ้นเนื้อตัวอย่างมาผ่านรูขนาดเล็กเพื่อกำจัดแสงที่ไม่ได้อยู่บริเวณจุดโฟกัสก่อนที่แสงจะไปสู่ตัวรับแสง ดังนั้นจะมีแสงที่จุดโฟกัสเท่านั้นที่นำมาสร้างเป็นสัญญาณภาพ ด้วยเหตุนี้เองภาพที่ได้จึงมีความละเอียดสูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งความละเอียดของภาพทางด้านความลึก เนื่องจากแสงจากบริเวณที่ตื้นหรือลึกกว่าจุดโฟกัสจะถูกกำจัดโดยรูขนาดเล็กก่อนที่จะมาถึงตัวรับแสง แต่ถึงอย่างไรการใช้รูขนาดเล็กในการจำกัดแสงที่รับเข้ามาจะทำให้ภาพมีความเข้มของแสงลดลงตามไปด้วย ดังนั้นในการใช้กล้องคอนโฟคอลจึงจำเป็นต้องเพิ่มเวลาในการเปิดหน้ากล้องให้นานขึ้น เมื่อการรับแสงเป็นการรับแสงแบบทีละจุดจากจุดโฟกัส ดังนั้นการที่จะได้ภาพ 2 มิติ จำเป็นต้องทำการสแกนการรับภาพทางแนวราบทั้งชิ้นเนื้อตัวอย่างชิ้นเนื้อแล้วนำมาประกอบกันเป็นภาพ 2 มิติที่สมบูรณ์ ในทำนองเดียวกันถ้าต้องการสร้างภาพ 3 มิติ จำเป็นต้องมีการสแกนการรับภาพทั้งทางแนวราบและแนวดิ่ง หลังจากนั้นนำข้อมูลมาสร้างเป็นภาพ 3 มิติ ที่สมบูรณ์ ความละเอียดทางด้านความลึกของจุดโฟกัสของกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอล หมายถึง ความหนาของบริเวณที่กล้องคอนโฟคอลยอมให้แสงผ่านเข้าไปยังตัวรับแสง ค่านี้ส่วนมากจะถูกกำหนดโดยผลลัพธ์ของความยาวคลื่นแสงหารด้วยค่าของรูรับแสงของเลนวัตถุ (Numerical Aperture, N.A.) ของกล้องจุลทรรศน์แบบคอนโฟคอลยกกำลังสองและคุณสมบัติทางแสงของชิ้นเนื้อ จากที่กล่าวมาการจำกัดแสงสะท้อนทางด้านความลึกของชิ้นเนื้อทำให้เราสามารถสร้างภาพ 3 มิติ โดยการเลื่อนจุดโฟกัสไปยังตำแหน่งต่างๆทั้งทางด้านแนวราบและแนวดิ่งนั่นเอง
โฟโต 51
โฟโต 51 () เป็นชื่อที่ตั้งให้แก่ภาพถ่ายการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ของดีเอ็นเอ ถ่ายโดยเรย์มอนด์ กอสลิง นักศึกษาปริญญาเอกภายใต้การดูแลของโรซาลินด์ แฟรงคลิน เมื่อปี พ.ศ. 2495 ภาพนี้ถือได้ว่าเป็นภาพถ่ายที่มีส่วนสำคัญที่สามารถทำให้ระบุถึงโครงสร้างที่แท้จริงของดีเอ็นเอได้
ในสมัยนั้น เจมส์ วัตสัน และฟรานซิส คริก ได้รับโฟโต 51 จากเมาริส วิลคินส์ ซึ่งเป็นผู้ร่วมงานของกอสลิง ซึ่งทำให้วัตสันสามารถสร้างแบบจำลองโครงสร้างทางเคมีของดีเอ็นเอชนิดที่ประกอบด้วยน้ำผลึก (ดีเอ็นเอชนิดบี) อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้าที่วัตสันจะสร้างแบบจำลองเสร็จ แฟรงคลินได้บรรยายถึงลักษณะซึ่งเธอได้ศึกษามาก่อนหน้า โดยกล่าวว่า ดีเอ็นเอมีโครงสร้างเป็นเกลียว มีสายคู่แบบขนานสวนทิศ (antiparallel) และมีหมู่ฟอสเฟตเป็นโครงค้ำจุนด้านนอก ส่วนเบสที่อยู่ด้านในทำหน้าที่แสดงลักษณะทางพันธุกรรม จนนำไปสู่การได้รับรางวัลโนเบลสาขาแพทยศาสตร์และสรีรวิทยาเมื่อ พ.ศ. 2505 ถึงกระนั้นแฟรงคลินผู้ดูแลงานนี้ก็สิ้นชีวิตไปเสียก่อนที่จะได้รับรางวัลร่วมกัน จึงถือได้ว่า ภาพโฟโต 51 นี้ เป็นภาพที่นำไปสู่การค้นพบที่สำคัญครั้งหนึ่งในมนุษยชาติ
เนื่องจากภาพนี้ยืนยันถึงโครงสร้างรูปเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ เจมส์ วัตสัน ถึงกับกล่าวไว้ในหนังสือ "The Double Helix" ว่า "ครั้งแรกที่ผมเห็นภาพนี้ ผมอ้าปากค้างด้วยความตะลึง หัวอกหัวใจก็สั่นระรัวไปหมด" งานทั้งหมดถูกตีพิมพ์ในช่วงปี พ.ศ.2496 ในนิตยสาร "Nature" ถึงห้าบทความด้วยกัน