eng
Выпуск #4/2021
В. В. Родченкова
Звезды аналитического приборостроения. Уоллес Генри и Джозеф Ричард Культеры
Звезды аналитического приборостроения. Уоллес Генри и Джозеф Ричард Культеры
Просмотры: 1123
Звезды аналитического приборостроения
Уоллес Генри и Джозеф Ричард Культеры
В. В. Родченкова, к. ф.‑ м. н.
Мы продолжаем публикацию материалов о создателях крупнейших фирм, разрабатывающих и выпускающих аналитическое оборудование. Братья Уоллес Г. и Джозеф Р. Культер (Wallace H. Coulter, Joseph R. Coulter, Jr.) – основатели компании Coulter Electronics, Inc., сегодня входящей в состав корпорации Beckman Coulter, Inc. Их деятельность связана с рядом выдающихся научных достижений и изобретений, главным из которых является метод подсчета частиц, основанный на так называемом «принципе Культера». Сегодня более 98% автоматических счетчиков клеток работают с использованием метода Культера.
Братья Уоллес Генри (1913–1998) и Джозеф Ричард (1924–1995) Культер родились в семье железнодорожного диспетчера и воспитательницы детского сада [1].
С ранних лет братья увлекались электроникой и радиофизикой. Старший брат Уоллес после окончания школы поступил на первый курс Вестминстерского колледжа в Фултоне (штат Миссури, США), однако затем перевелся в Технологический институт Джорджии на второй и третий годы обучения. Это было в начале 1930‑х годов, и из-за Великой депрессии он не смог завершить свое образование. Интерес Уоллеса к электронике проявился во множестве нетрадиционных работ, которые ему приходилось выполнять. Например, работая на радиостанции диктором, он обслуживал оборудование и проводил некоторые из самых ранних экспериментов по мобильной связи. В 1935 году Уоллес поступил на работу в General Electric X-Ray в качестве инженера по продажам и обслуживанию медицинского оборудования в районе Чикаго. Затем в качестве сотрудника GE Уоллес отправился на Дальний восток, работал на Филлипинах, в Гонконге, Макао, Кантоне, Шанхае, Сингапуре. Во время второй мировой войны с большим трудом через Африку и Южную Америку добрался домой. Такое длительное и опасное путешествие навсегда повлияло на его жизненные ценности, как в профессиональном, так и в личном плане [1].
Младший брат Джозеф во время Второй мировой войны был призван в армию и служил радиооператором в войсках связи США. После войны Джозеф отправился в Чикаго и поступил в Технологический институт штата Иллинойс, где получил диплом инженера.
После окончания института он устроился на работу в корпорацию Motorola инженером проектов в отделе связи [2].
После окончания второй мировой войны Уоллес работал в нескольких электронных компаниях в Чикаго. Параллельно вместе с младшим братом Джозефом он организовал лабораторию в своем гараже, чтобы в свободное время экспериментировать с различными применениями оптики и электроники в рамках многообещающих идей и проектов.
Постепенно работа в лаборатории стала занимать все больше времени, появились первые заказы. Главным и ведущим в семейном тандеме стал старший брат Уоллес.
В то время Управление военно-морских исследований обнаружило серьезную проблему в составе краски для линкоров. Различные партии одной и той же краски имели немного другой цвет, что было неприемлемо для ВМФ, учитывая тысячи галлонов, необходимых для окраски одного корабля. Краска, как и тонеры (над которыми Культеры также работали для Xerox Corporation), содержат множество мельчайших частиц, которые должны иметь одинаковые свойства. В то время не существовало хороших количественных методов для изучения распределения твердых частиц по размерам. Уоллес решил, что стандартизация количества и размера твердых частиц в краске будет ключевым фактором в определении окончательного оттенка партий краски. Для этого требовался прибор, который мог бы многократно точно измерять концентрацию частиц. Уоллес в конце концов заключил контракт с военно-морским ведомством на разработку испытательного прибора для счетчика частиц.
Из-за нехватки средств первые эксперименты с частицами краски проводили с самыми простыми подручными материалами. Позднее Уоллес рассказывал, что взял кусок целлофана от пачки сигарет и горячей иглой проделал небольшое отверстие. Проколотый целлофан, удерживаемый на конце стеклянной трубки резиновой лентой, разделял два электрода, подключенных к источнику электрического тока, в то время как частицы, взвешенные в растворе электролита, проходили через отверстие при протекании электрического тока. При этом регистрировалось изменение силы тока.
Однажды после очередной серии испытаний Уоллес забыл закрыть емкость с краской и она затвердела. Не желая тратить время на поиски другого образца краски, он задал себе вопрос: какое вещество имеет вязкость, аналогичную краске, и легко доступно? Используя свою собственную кровь, иглу, немного целлофана и два электрода в растворе электролита, он обнаружил, что клетки крови при прохождении через отверстие также влияли на силу тока, генерируя электрические импульсы, амплитуду которых можно было измерить. Так в процессе работы над прибором был изобретен метод использования электронного импеданса для подсчета и определения размера микроскопических частиц, включая клетки крови человека, взвешенные в жидкости – принцип Культера. Первые попытки Уоллеса запатентовать свое изобретение были отклонены, но он проявил настойчивость в поиске патентного поверенного, а затем убедил эксперта в перспективности своего изобретения и в 1953 году получил патент, затем обновил его в 1956 году, добавив манометр для контроля за перемещением точного объема жидкости через отверстие.
Первым коммерческим счетчиком, который разработал Уоллес, была Model A (рис. 1), производство переместилось в более подходящее помещение, и первые 300 таких приборов были проданы исследовательским лабораториям [3]. Однако у Model A были некоторые серьезные электронные ограничения, отсутствовала стабильность амплитуды регистрируемых сигналов, поэтому размер частиц определялся не очень точно. Одно из новаторских решений, придуманных Уоллесом, заключалось в том, чтобы сделать не одно, а два отверстия – одно нормального размера, а другое очень маленькое. Через маленькое отверстие регистрируется больше частиц, чем через большое отверстие.
Поскольку размер обеих апертур известен, разница между ними позволила экстраполировать кривую, чтобы определить истинное количество частиц и их размеры.
Был составлен ряд диаграмм, позволяющих пользователю провести подсчет с учетом поправочных коэффициентов. В следующей Model B (рис. 2) была достигнута стабильная амплитуда, чтобы точнее определять размер частиц. Впоследствии была разработана Model C для промышленного использования. Четвертая итерация счетчика Model FN (рис. 3) была выпущена 1968 году, в ней ламповые компоненты были заменены на транзисторы.
За время работы в Чикаго братья Культер разработали модели A, B и C и создали сильную производственную и дистрибьюторскую цепочку по стране и всему миру. В 1958 году Уоллес и Джозеф переместили бизнес из Чикаго во Флориду и основали компанию Coulter Electronics, Inc. для коммерческого применения своего счетчика Культера. Уоллесу стало понятно, что его технология стала жизненно важным компонентом медицинской диагностики, когда инструменты прочно вошли в область гематологии.
В 1959 году для защиты патентных прав в Европе были созданы дочерние компании в Великобритании и Франции. Братья переместили свою растущую компанию в район Майами в 1961 году. Уоллес был убежден, что его предприятие должно предоставить заказчику все необходимое для проведения анализа: реагенты, материалы для контроля качества, обслуживание анализаторов, обучение операторов и полную сервисную поддержку. Такой подход давал большое преимущество перед конкурентами. Уоллес продолжал сосредотачивать ресурсы своей компании на продвижение клеточного анализа.
Coulter Corporation была пионером в разработке моноклональных антител и проточной цитометрии не только для аналитических целей, но и для инновационных исследований.
В результате непрерывного освоения новых технологий и роста бизнеса Coulter Corporation к 1990‑м годам стала одной из крупнейших частных диагностических компаний в мире. Под руководством Уоллеса компания превратилась в мирового лидера отрасли в области оборудования для анализа клеток крови. В компании разработаны целые семейства инструментов, реагентов и методов контроля не только для гематологии, но и проточной цитометрии, промышленного подсчета мелких частиц и другой лабораторной диагностики.
В октябре 1997 года Coulter Corporation была приобретена Beckman Instruments Inc., и объединенная компания под брендом Beckman Coulter Inc. стала глобальным поставщиком диагностических систем и расходных материалов, зарегистрированным на Нью-Йоркской фондовой бирже.
Уоллес Культер был скромным и закрытым человеком, он не добивался признания, но его достижения и награды многочисленны. Например, он получил 82 патента на свои изобретения. В 1960 году удостоен престижной премии Джона Скотта за научные достижения. Эта награда, учрежденная в 1816 году, вручается изобретателям, чьи открытия оказали революционное влияние на человечество. Среди ее лауреатов Томас Эдисон, Мария Кюри, Йонас Солк и Гульельмо Маркони. Награда была вручена вскоре после того, как изобретение стало известным, и задолго до того, как принцип Культера оказал большое влияние на медицинскую диагностику, что свидетельствует о дальновидности Комитета по присуждению премии. Уоллес получил почетные докторские степени Вестминстерского колледжа, Кларксонского колледжа, Университета Майами и Университета Барри. Хотя он не был ни врачом, ни гематологом, Уоллес – единственный человек, удостоенный награды Американского общества гематологии за выдающиеся заслуги и огромный вклад в практику гематологии. Он был лауреатом премии «Золотая трость» Ассоциации клинических ученых и научным сотрудником Американского института медицинской и биологической инженерии (AIMBE). В 1998 году его приняли в Национальную инженерную академию. В 2004 году он был посмертно занесен в Национальный зал славы изобретателей.
Джозеф Культер-младший умер в 1995 году. Уоллес Коултер скончался 7 августа 1998 года в возрасте 85 лет после продолжительной болезни [1]. В последние годы своей жизни он основал Фонд Уоллеса Г. Культера для развития здравоохранения с помощью медицинских исследований, инженерии и образования, которому завещал свое состояние [4]. За годы, прошедшие после смерти основателя, Фонд Уоллеса Культера предоставил многим университетам многомиллионные гранты на создание и финансирование отделов биомедицинской инженерии, научно-исследовательских институтов и образовательных стипендий. Будучи пионером диагностической индустрии, Уоллес Культер оставил после себя богатое инженерное наследие, динамичную корпорацию, которая, несомненно, продолжит разработку новинок в области здравоохранения, и фонд, щедро финансирующий мероприятия по улучшению здоровья людей.
Можно утверждать, что Уоллес Культер – один из немногих изобретателей, которые оказали такое большое влияние на человечество. Его пытливый ум и способность видеть далеко за пределами окружающей действительности сослужили ему хорошую службу на протяжении 40 лет изобретательства. Сегодня принцип Культера, лежит в основе более 98% автоматических счетчиков клеток. Так много фундаментальных инструментов, которые применяются сегодня в области гематологии, были получены из изобретений Культера или управлялись ими, что его можно было назвать самым технологическим новатором в области современной гематологии.
Литература / References
Simson E. Wallace Coulter’s life and his impact on the world. Int. Jnl. Lab. Hem. 2013;35:230–236.
Beckman Coulter. Joseph R. Coulter, Jr. Available from: https://www.mybeckman.ru/about-us/company-history/joseph-coulter. [Date of access 16.08.2021].
Robinson J. Paul. Wallace H. Coulter: Decades of Invention and Discovery. Cytometry Part A. 2013; 83A:424438.
Wallace H. Coulter Foundation. Wallace H. Coulter. Biography. Available from: https://whcf.org/wallace-h-coulter/wallace-biography/. [Date of access 16.08.2021].
Beckman Coulter. Coulter principle. Available from: https://www.mybeckman.ru/resources/technologies/flow-cytometry/history/coulter-principle [Date of access 16.08.2021].
Уоллес Генри и Джозеф Ричард Культеры
В. В. Родченкова, к. ф.‑ м. н.
Мы продолжаем публикацию материалов о создателях крупнейших фирм, разрабатывающих и выпускающих аналитическое оборудование. Братья Уоллес Г. и Джозеф Р. Культер (Wallace H. Coulter, Joseph R. Coulter, Jr.) – основатели компании Coulter Electronics, Inc., сегодня входящей в состав корпорации Beckman Coulter, Inc. Их деятельность связана с рядом выдающихся научных достижений и изобретений, главным из которых является метод подсчета частиц, основанный на так называемом «принципе Культера». Сегодня более 98% автоматических счетчиков клеток работают с использованием метода Культера.
Братья Уоллес Генри (1913–1998) и Джозеф Ричард (1924–1995) Культер родились в семье железнодорожного диспетчера и воспитательницы детского сада [1].
С ранних лет братья увлекались электроникой и радиофизикой. Старший брат Уоллес после окончания школы поступил на первый курс Вестминстерского колледжа в Фултоне (штат Миссури, США), однако затем перевелся в Технологический институт Джорджии на второй и третий годы обучения. Это было в начале 1930‑х годов, и из-за Великой депрессии он не смог завершить свое образование. Интерес Уоллеса к электронике проявился во множестве нетрадиционных работ, которые ему приходилось выполнять. Например, работая на радиостанции диктором, он обслуживал оборудование и проводил некоторые из самых ранних экспериментов по мобильной связи. В 1935 году Уоллес поступил на работу в General Electric X-Ray в качестве инженера по продажам и обслуживанию медицинского оборудования в районе Чикаго. Затем в качестве сотрудника GE Уоллес отправился на Дальний восток, работал на Филлипинах, в Гонконге, Макао, Кантоне, Шанхае, Сингапуре. Во время второй мировой войны с большим трудом через Африку и Южную Америку добрался домой. Такое длительное и опасное путешествие навсегда повлияло на его жизненные ценности, как в профессиональном, так и в личном плане [1].
Младший брат Джозеф во время Второй мировой войны был призван в армию и служил радиооператором в войсках связи США. После войны Джозеф отправился в Чикаго и поступил в Технологический институт штата Иллинойс, где получил диплом инженера.
После окончания института он устроился на работу в корпорацию Motorola инженером проектов в отделе связи [2].
После окончания второй мировой войны Уоллес работал в нескольких электронных компаниях в Чикаго. Параллельно вместе с младшим братом Джозефом он организовал лабораторию в своем гараже, чтобы в свободное время экспериментировать с различными применениями оптики и электроники в рамках многообещающих идей и проектов.
Постепенно работа в лаборатории стала занимать все больше времени, появились первые заказы. Главным и ведущим в семейном тандеме стал старший брат Уоллес.
В то время Управление военно-морских исследований обнаружило серьезную проблему в составе краски для линкоров. Различные партии одной и той же краски имели немного другой цвет, что было неприемлемо для ВМФ, учитывая тысячи галлонов, необходимых для окраски одного корабля. Краска, как и тонеры (над которыми Культеры также работали для Xerox Corporation), содержат множество мельчайших частиц, которые должны иметь одинаковые свойства. В то время не существовало хороших количественных методов для изучения распределения твердых частиц по размерам. Уоллес решил, что стандартизация количества и размера твердых частиц в краске будет ключевым фактором в определении окончательного оттенка партий краски. Для этого требовался прибор, который мог бы многократно точно измерять концентрацию частиц. Уоллес в конце концов заключил контракт с военно-морским ведомством на разработку испытательного прибора для счетчика частиц.
Из-за нехватки средств первые эксперименты с частицами краски проводили с самыми простыми подручными материалами. Позднее Уоллес рассказывал, что взял кусок целлофана от пачки сигарет и горячей иглой проделал небольшое отверстие. Проколотый целлофан, удерживаемый на конце стеклянной трубки резиновой лентой, разделял два электрода, подключенных к источнику электрического тока, в то время как частицы, взвешенные в растворе электролита, проходили через отверстие при протекании электрического тока. При этом регистрировалось изменение силы тока.
Однажды после очередной серии испытаний Уоллес забыл закрыть емкость с краской и она затвердела. Не желая тратить время на поиски другого образца краски, он задал себе вопрос: какое вещество имеет вязкость, аналогичную краске, и легко доступно? Используя свою собственную кровь, иглу, немного целлофана и два электрода в растворе электролита, он обнаружил, что клетки крови при прохождении через отверстие также влияли на силу тока, генерируя электрические импульсы, амплитуду которых можно было измерить. Так в процессе работы над прибором был изобретен метод использования электронного импеданса для подсчета и определения размера микроскопических частиц, включая клетки крови человека, взвешенные в жидкости – принцип Культера. Первые попытки Уоллеса запатентовать свое изобретение были отклонены, но он проявил настойчивость в поиске патентного поверенного, а затем убедил эксперта в перспективности своего изобретения и в 1953 году получил патент, затем обновил его в 1956 году, добавив манометр для контроля за перемещением точного объема жидкости через отверстие.
Первым коммерческим счетчиком, который разработал Уоллес, была Model A (рис. 1), производство переместилось в более подходящее помещение, и первые 300 таких приборов были проданы исследовательским лабораториям [3]. Однако у Model A были некоторые серьезные электронные ограничения, отсутствовала стабильность амплитуды регистрируемых сигналов, поэтому размер частиц определялся не очень точно. Одно из новаторских решений, придуманных Уоллесом, заключалось в том, чтобы сделать не одно, а два отверстия – одно нормального размера, а другое очень маленькое. Через маленькое отверстие регистрируется больше частиц, чем через большое отверстие.
Поскольку размер обеих апертур известен, разница между ними позволила экстраполировать кривую, чтобы определить истинное количество частиц и их размеры.
Был составлен ряд диаграмм, позволяющих пользователю провести подсчет с учетом поправочных коэффициентов. В следующей Model B (рис. 2) была достигнута стабильная амплитуда, чтобы точнее определять размер частиц. Впоследствии была разработана Model C для промышленного использования. Четвертая итерация счетчика Model FN (рис. 3) была выпущена 1968 году, в ней ламповые компоненты были заменены на транзисторы.
За время работы в Чикаго братья Культер разработали модели A, B и C и создали сильную производственную и дистрибьюторскую цепочку по стране и всему миру. В 1958 году Уоллес и Джозеф переместили бизнес из Чикаго во Флориду и основали компанию Coulter Electronics, Inc. для коммерческого применения своего счетчика Культера. Уоллесу стало понятно, что его технология стала жизненно важным компонентом медицинской диагностики, когда инструменты прочно вошли в область гематологии.
В 1959 году для защиты патентных прав в Европе были созданы дочерние компании в Великобритании и Франции. Братья переместили свою растущую компанию в район Майами в 1961 году. Уоллес был убежден, что его предприятие должно предоставить заказчику все необходимое для проведения анализа: реагенты, материалы для контроля качества, обслуживание анализаторов, обучение операторов и полную сервисную поддержку. Такой подход давал большое преимущество перед конкурентами. Уоллес продолжал сосредотачивать ресурсы своей компании на продвижение клеточного анализа.
Coulter Corporation была пионером в разработке моноклональных антител и проточной цитометрии не только для аналитических целей, но и для инновационных исследований.
В результате непрерывного освоения новых технологий и роста бизнеса Coulter Corporation к 1990‑м годам стала одной из крупнейших частных диагностических компаний в мире. Под руководством Уоллеса компания превратилась в мирового лидера отрасли в области оборудования для анализа клеток крови. В компании разработаны целые семейства инструментов, реагентов и методов контроля не только для гематологии, но и проточной цитометрии, промышленного подсчета мелких частиц и другой лабораторной диагностики.
В октябре 1997 года Coulter Corporation была приобретена Beckman Instruments Inc., и объединенная компания под брендом Beckman Coulter Inc. стала глобальным поставщиком диагностических систем и расходных материалов, зарегистрированным на Нью-Йоркской фондовой бирже.
Уоллес Культер был скромным и закрытым человеком, он не добивался признания, но его достижения и награды многочисленны. Например, он получил 82 патента на свои изобретения. В 1960 году удостоен престижной премии Джона Скотта за научные достижения. Эта награда, учрежденная в 1816 году, вручается изобретателям, чьи открытия оказали революционное влияние на человечество. Среди ее лауреатов Томас Эдисон, Мария Кюри, Йонас Солк и Гульельмо Маркони. Награда была вручена вскоре после того, как изобретение стало известным, и задолго до того, как принцип Культера оказал большое влияние на медицинскую диагностику, что свидетельствует о дальновидности Комитета по присуждению премии. Уоллес получил почетные докторские степени Вестминстерского колледжа, Кларксонского колледжа, Университета Майами и Университета Барри. Хотя он не был ни врачом, ни гематологом, Уоллес – единственный человек, удостоенный награды Американского общества гематологии за выдающиеся заслуги и огромный вклад в практику гематологии. Он был лауреатом премии «Золотая трость» Ассоциации клинических ученых и научным сотрудником Американского института медицинской и биологической инженерии (AIMBE). В 1998 году его приняли в Национальную инженерную академию. В 2004 году он был посмертно занесен в Национальный зал славы изобретателей.
Джозеф Культер-младший умер в 1995 году. Уоллес Коултер скончался 7 августа 1998 года в возрасте 85 лет после продолжительной болезни [1]. В последние годы своей жизни он основал Фонд Уоллеса Г. Культера для развития здравоохранения с помощью медицинских исследований, инженерии и образования, которому завещал свое состояние [4]. За годы, прошедшие после смерти основателя, Фонд Уоллеса Культера предоставил многим университетам многомиллионные гранты на создание и финансирование отделов биомедицинской инженерии, научно-исследовательских институтов и образовательных стипендий. Будучи пионером диагностической индустрии, Уоллес Культер оставил после себя богатое инженерное наследие, динамичную корпорацию, которая, несомненно, продолжит разработку новинок в области здравоохранения, и фонд, щедро финансирующий мероприятия по улучшению здоровья людей.
Можно утверждать, что Уоллес Культер – один из немногих изобретателей, которые оказали такое большое влияние на человечество. Его пытливый ум и способность видеть далеко за пределами окружающей действительности сослужили ему хорошую службу на протяжении 40 лет изобретательства. Сегодня принцип Культера, лежит в основе более 98% автоматических счетчиков клеток. Так много фундаментальных инструментов, которые применяются сегодня в области гематологии, были получены из изобретений Культера или управлялись ими, что его можно было назвать самым технологическим новатором в области современной гематологии.
Литература / References
Simson E. Wallace Coulter’s life and his impact on the world. Int. Jnl. Lab. Hem. 2013;35:230–236.
Beckman Coulter. Joseph R. Coulter, Jr. Available from: https://www.mybeckman.ru/about-us/company-history/joseph-coulter. [Date of access 16.08.2021].
Robinson J. Paul. Wallace H. Coulter: Decades of Invention and Discovery. Cytometry Part A. 2013; 83A:424438.
Wallace H. Coulter Foundation. Wallace H. Coulter. Biography. Available from: https://whcf.org/wallace-h-coulter/wallace-biography/. [Date of access 16.08.2021].
Beckman Coulter. Coulter principle. Available from: https://www.mybeckman.ru/resources/technologies/flow-cytometry/history/coulter-principle [Date of access 16.08.2021].
Отзывы читателей
