첫 번째 단계에서 월리스는 기존의 적혈구 계산 작업을 자동화 작업으로 전환하려는 열망으로 인해 쿠르트 원칙의 정의, 이 원리의 특허 획득, 미국 국립보건연구원의 승인, 미국의 전국 세미나에서 이 원리를 설명했다.
2 단계 쿠르트 형제는 상업악기의 실용성에 중점을 두고 운영회사를 통해 이런 악기의 생산과 판매를 중점적으로 지원했다.
3 단계에서는 감지 구멍의 기능적 특성으로 인한 볼륨 측정 오차를 광범위하게 연구했다. 커트브라더스 (Kurt Brothers) 는 점점 더 자동화된 혈액 분석기를 개발하기 위해 다양한 솔루션을 찾았습니다. 월리스는 다른 곳에서 기술적인 경험을 쌓은 후 1946 년 시카고로 돌아온 후 그의 형제 조셉 R 쿠르트를 그의 연구에 초대했다.
그는 나중에 지하실 실험실에서 그들이 한 일을 회상했다. "첫 번째 방법은 모세혈관과 빔을 통과하는 혈구를 계산하는 것이다. 마치 복도를 지나가는 사람의 수를 계산하는 것과 같다. 하지만 우리는 아주 좋은 감응 신호를 받지 못했고, 우리는 왜 그런지 스스로에게 물었다. 빔을 조절하는 것 외에 세포의 전달 동작을 통해 전기 펄스 신호를 생성하는 다른 방법이 있습니까? " 당시 우리는 답을 몰랐지만 혈구는 절연체였다. 그래서 우리는 광속 대신 전류를 조정하여 해결책을 얻었다. Wallace 는 기본적으로 간단한 솔루션을 통해 모세관 길이를 1947 중 최소값으로 줄였습니다.
"처음에는 돈이 별로 없었습니다. 우리는 담뱃갑에서 셀로판 한 장을 꺼내 가열된 바늘로 작은 구멍을 뚫었다. 이 작은 구멍이 오래 지속되지는 않겠지만, 우리는 세포를 세었다. " 고무 링을 통해 작은 구멍이 있는 셀로판지를 유리관의 끝에 고정시켜 전원을 연결하는 두 개의 전극을 분리하여 이온 매체와 전류계에 떠 있는 세포가 작은 구멍이 있는 셀로판지를 통해 흐릅니다. 이 구멍에 있는 세포의 액체 변위 (자체 볼륨과 동일) 는 이 구멍을 통해 전류를 전달하는 두 전극 사이의 전압 펄스에 비례합니다.
쿠르트 형제는 세포와 공중부양매체 사이의 전기대비가 광전법으로 얻은 전기대비의 10 배라는 것을 발견했으며, 생성된 전압 펄스를 통해 구멍을 통해 흐르는 현탁액의 세포를 정확하게 계산할 수 있었다. 이 발견으로 월리스는 특허를 신청하려는 변호사를 찾는 데 오랜 시간을 보냈다. 마지막으로, 1948 에서 오웬 실버먼 (Irving Silverman) 이 소개되었고, 그는 이 유망한 새로운 방법을 인정했다. 1949, 특허 출원 제출.
그러나 특허 심사관도 한 구멍이 특허를 신청할 수 있을지 의문이다. 다행히도, 그는 "축방향 전류가 작은 구멍과 센서 채널을 통과하는 원리" 를 제공하는 것이 아니라, 좁은 전류 채널에서 입자를 감지하는 원리를 기반으로 특허를 얻을 수 있다고 추측했다. 1 은 공중에 떠 있는 흐름을 가로지르는 작은 구멍에서 시뮬레이션된 채널과 비원형 단면의 작은 구멍을 설명합니다. 또 다른 예는 절연 바늘로 안정된 현탁액에서 통과하는 입자를 찾는 것입니다. 움직이는 바늘과 전도성 현탁 매체와 접촉하는 다른 전극 사이의 전류 펄스를 통해 입자의 존재를 감지합니다. 그래서 새로운 쿠르트 원리를 정의하고 50 년 전 10 월 20 일 1953 에 획기적인 특허를 부여했습니다. 시험관 내벽의 아랫부분에 형성된 작은 구멍이 이 특허의 첫 번째 예이다.
한편, 쿠르트 형제는 그들의 연구와 개발을 계속하여 자동화를 가능하게 하는 데 주력했다. 월터 호그 (조셉이 복무할 때 친구) 의 무료 도움으로 쿠르트 형제는 실험 기구 (해군 연구국과 서명한 계약 프로젝트) 를 조립했다. 기계 측정 시스템이 제어량을 구동하는 세포 현액은 작은 구멍을 통해 흐르고, 연결 장치는 전류를 공급하며, 생성된 신호 펄스는 임계치가 조절되는 전압 증폭기에 의해 감지된다. 임계값을 초과하는 신호 펄스는 펄스 카운터 (버클리 과학 모델 410) 를 트리거합니다. 베크만 기기 회사 (당시 캘리포니아 리치몬드에 있었다). 임계값을 지속적으로 늘리고 샘플을 반복하여 셀 크기의 누적 분포를 수동으로 기록할 수 있습니다. 작은 구멍이 부분적으로 막히는지 모니터링해야 하기 때문에 오실로스코프를 설치하면 신호 펄스와 임계값 설정을 동시에 모니터링할 수 있습니다.
1956 년 월리스는 개인 기술 논문에서 쿠르트의 원리를 공식 발표했다. 새 카운터에서 단일 세포는 현탁액의 작고 좁은 전류 경로를 통과한 다음 세포와 현탁액 사이의 각 전도율의 차이를 감지합니다. 작고 좁은 전류 경로는 광학 시스템의 작은 빔과 유사합니다. 단일 혈구가 액체에서 작은 전류 경로를 통과하면 회로의 저항이 변경되어 전류 경로를 통과한 후의 전압 강하가 변경됩니다. 소규모의 전류 경로와 이 경로를 통과하는 세포를 포함하는 유류는 간단한 구조를 가지고 있다. 전류 경로의 경계는 단열 용기의 내벽에 있는 작은 침수 구멍이다. 그림 3 에서 침지 구멍은 천공 원형 판 A 의 중심 구멍입니다.
그 후 얼마 지나지 않아 미국 국립보건연구원이 두 건의 평가 보고서를 발표했다. 8 월과 9 월의 보고서는 Kurt 의 방법이 적혈구 수의 정확성, 유효성 및 편리성을 높였다고 보고 있다. 평가 보고서 중 하나를 발표한 정기 간행물도 새로운 쿠르트 카운터를 만들었나요? 첫 번째 광고. 또 다른 평가 보고서 9 는 입자 크기 분포의 편향이 세포 일치로 인한 것으로 보고 일치로 인한 계수 손실을 수정하는 인위적인 방법을 제공합니다. 백혈구 수에 대한 예비 데이터도 포함되어 있습니다.
자동 중요 혈액 검사의 타당성은 이미 증명되었지만, 상업 운영은 아직 시작되지 않았다. 여전히 작은 구멍을 단단히 고정하기가 어렵다. 10 압력계 (구멍을 통과한 후의 공중부양물을 측정하는 데 사용됨) 에 사용되는 수은도 주목할 만한 문제이며 실험 카운터의 기계 시스템이 특히 중요하다. 구멍에 인센티브 전류를 제공하는 데 사용되는 전압원은 구멍과 현탁 세포에 사용되는 매체의 특성에 대해 용납할 수 없는 민감도를 가지고 있습니다. 미국 국립보건연구원에서 실시한 연구에서 샘플을 정확하게 희석하기 위해 자동 희석기가 필요하다는 사실이 확인되었다. 조셉은 준비 작업을 요약하며 이렇게 말했다. "우리는 아직 많은 문제가 있다는 것을 알고 있지만, 우리는 이미 유용한 것을 알고 있다." 다음 10 년이 곧 시작될 예정이며, 곧 새로 출원된 특허에 이러한 문제에 대한 해결책이 있을 것이다. 쿠르트 카운터의 핵심은 유도공 (그림 3, 결정원 A 의 구멍 참조) 으로, 이때 쿠르트 형제의 관심을 가장 많이 받는다. 많은 잠재적 응용 프로그램의 경우 핀홀의 지름이 100 μm 보다 작고 치수 및 모양에 허용되는 공차가 매우 작습니다. 샘플 시험관 벽에 직접 작은 구멍을 뚫어 반복성이 낮아 구멍이 있는 유리 원판 (모세관 횡단면 형성) 실험을 촉진한다. 수정원을 고정하는 데 사용되는 접착제는 실패 (무효) 하며 샘플 시험관에 구멍을 용접하면 열이 작은 구멍을 변형시킵니다. 손목시계 베어링으로 쓰이는 반지 보석도 시도됐고, Hermann Foery (스위스 보석회사, 스위스 로가노에 위치) 는 초기 저소음 구멍을 만드는 실험 보석을 제공했다. Sam Gutilla (미국 일리노이 주 시카고시 Del Mar Science Company) 와 협력하여 샘플 시험관에 보석을 용접하는 방법을 개발했습니다. 보석의 정확한 기둥 구멍은 용접의 영향을 받지 않고 전류와 샘플 공중부양을 위한 내구성 있는 파이프를 제공한다.
1958 년 말까지 링 보석과 용접된 교환 가능한 샘플 시험관 (그림 3 의 B 참조) 이 특허를 신청했습니다. 10 에서 선택한 보석의 두께는 약 0.75 의 핀홀 길이와 지름의 비율을 제공하여 기초 특허 4 와 미국 국립보건연구원 9 에서 언급한 입자의 일치를 최소화할 수 있습니다. KLOC-0/958 까지 쿠르트 형제는 쿠르트 전자회사와 쿠르트 판매회사를 설립할 예정이다. 모회사의 첫 정규직 직원 두 명은 조세프 R 커트 (Joseph R. Kurtjr.) 와 월터 호그 (Walter Hogg) 로 장기 자원봉사를 제공했다. 처음에는 쿠르트 형제의 아버지가 주말에 회사에 와서 비서와 회계사로 아르바이트를 했지만, 이때는 이미 68 세였다. 그는 철도 운영자의 직무에서 물러나 아들들과 함께 197 1 까지 일했다. 월터는 회사에서 20 년 동안 일한 최초의 직원이다. 발명가로 지정된 미국 특허는 월리스보다 많다 (각각 95 개 특허와 82 개 특허). 월터는 월리스보다 더 많은 특허를 가진 회사 내의 유일한 직원이기도 하다.
나중에 1958 이 중요한 출발점인 것 같다. 킬비는 발열기, 첫 번째 집적 회로를 발명했다. 얼마 지나지 않아 노이스와 헬니는 그래픽 기술을 발전시켜 마이크로전자학을 빠르게 발전시켰다. Townes 와 Schawlow 는 마이크로웨이브 레이저가 광주파수에서 작동하는 요구 사항을 설명합니다. 2 년 후, 맥만은 레이저를 발견했습니다. 이 모든 발전은 새 회사의 미래에 결정적인 역할을 했다.
처음에는 어니 아사카가 프로토타입 14 의 복제품, 즉 현재 A 형 쿠르트 카운터를 조립했습니다. 월리스는 판매합니다. 공업용 15 를 위해 샘플대에 믹서기가 하나 추가되었습니다 (그림 4 참조). 새 회사가 즉각적인 관심을 필요로 하는 것은 펄스 진폭이 입자 부피와 양의 상관 관계가 있다는 것을 증명하는 논문이다. 커트 카운터를 배치함으로써? 또한 이중 가변 펄스 임계값을 가진 단일 채널 펄스 높이 분석기 (PHA) 를 연결하면 Kubitschek 는 첫 번째 차등 세분성 분포를 얻었습니다. 이렇게 되면 A 형 카운터의 두 가지 단점이 두드러집니다. 첫째, 단일 임계값은 14 및 16 의 누적 세분성 분포를 얻기 위해 지속적으로 임계값을 높여 여러 번 테스트해야 하며, 수동으로 차등 세분성 분포를 얻기 위해서는 많은 시간과 계산이 필요합니다. 분명히, 입자 크기 분석의 자동화 된 방법이 매우 필요합니다. 두 번째 단점은 핀홀 전류를 제공하는 전압 소스가 특정 핀홀의 크기, 특정 서스펜션 미디어의 저항 계수 및 특정 서스펜션 미디어의 온도로 인한 변화에 펄스 진폭을 민감하게 만들어 정확한 수 및 입도 분석을 복잡하게 만든다는 것입니다.
그림 4 산업 샘플대가 있는 쿠르트 카운터 (그림 3) 는 오른쪽 그림과 같습니다. 샘플 테이블 오른쪽 위에 있는 검은색 원형 물체는 산업 입자의 공중부양을 유지하기 위한 교반 모터입니다. 혈구를 계산할 때 믹서기는 샘플 선반에 사용되지 않는다. 콘솔은 왼쪽에서 오른쪽으로 기계 카운터 1 개 (느린 누적을 위한 높은 값), 십진수 카운터 3 개 (빠른 누적을 위한 낮은 값) 및 오실로스코프 디스플레이 파이프로 구성됩니다. 단일 임계값 및 핀홀 전류 제어 장치는 디스플레이에 의해 제어됩니다.
백혈구 수가 좋은 결과를 얻은 후, 이 회사는 1960 에 세포와 입자의 크기를 더 정확하게 측정할 수 있도록 개선된 기구를 도입했다. 원래의 전압원 대신 핀홀을 자극하고, 원래의 단일 임계값 전압 증폭기 대신 이중 임계값 전류 감지 증폭기를 사용하여 입자 펄스를 감지합니다. 따라서 B 형 쿠르트 카운터는 A 형 카운터를 제한하는 요소에 민감하지 않으며, 이중 임계값 잠금은 4 초 타이머로 제어되는 이동식 채널을 형성합니다. 첨부된 H 형 분포 플로터 20 은 100 초의 샘플 작업에서 25 개 채널의 차등 세분성 분포를 자동으로 누적할 수 있습니다. C 형 쿠르트 카운터의 연구도 진전을 이루었다. 그 원형은 12 펄스 높이 분석기를 포함한다. 그것의 350 여 개의 진공관은 회사의 시설을 가열할 수 있고, 게다가 부피가 커서 운반할 때 분해해야 한다. 196 1 까지 시카고에서 플로리다의 하이얼리아로 이사했습니다. C 형 쿠르트 카운터는 책상 위에 놓을 수 있을 정도로 작습니다.
1960 년대에 A 형 및 B 형 카운터는 적혈구와 백혈구의 수 및 크기 측정에 매우 유용하다는 것을 증명했습니다. 7, 18, 22–28 (리뷰 25 와 27 참조), 미생물학 및 산업 분야의 입도 분석 3 1 에도 적용되었습니다. 그러나 동시에 우려도 있다. 1959 에서 쿠르트의 원리에 따라 상용 기기를 설계했다. 32 1960 에서 미국 국립보건연구원의 연구에서 발견된 비대칭 분포가 확인됐다. 부피가 큰 희석기는 고객이 스스로 더 나은 기구를 설계하도록 촉구했다. 1962 감지 구멍의 장경비가 입도 분석에 영향을 미치는 해상도를 발견했습니다. 한 회사 (나중에 쿠르트 형제사의 경쟁자가 됨) 가 쿠르트 원리의 파생모델 특허를 신청했고, 쿠르트 판매사의 주관자 중 한 명이 파생 샘플관 특허를 신청했고, 그는 나중에 쿠르트를 떠나 쿠르트 회사의 경쟁자가 되었다. 또한 초기 혈소판 수 실험에도 예상치 못한 간섭이 발생했는데, 이 간섭은 위상 현미경으로는 발견할 수 없는 작은 알갱이 38 에서 나온 것이 분명하다.
Lushbaugh 등은 A 형 쿠르트 카운터 39 와 40 연결 100 채널의 PHA 를 이용해 측정비용을 늘렸다. 얼마 지나지 않아 전문적으로 제작된 쿠르트 입자 센서를 상용 PHA 에 연결하여 최대 5 12 개의 채널을 제공할 수 있게 되었습니다. 볼륨 측정 도구의 가용성과 복잡성이 증가함에 따라 수동 도구를 사용하여 다양한 세포와 입자의 입도 분포를 측정하는 것이 점점 더 두드러지고 있습니다. 월리스는 "도전에 직면하는 것도 좋다. 우리는 확실히 몇 가지 장점을 공유할 것이다." 라고 논평했다. 감지 핀홀 (그림 3 천공판의 핀홀 참조) 은 쿠르트 원리의 핵심이며, 쿠르트 카운터를 설계하여 기능 특성을 자동으로 보완하는 것이 최우선 과제다. 미국 국립보건연구원의 연구에 따르면 감지 핀홀은 기하학적 핀홀보다 감도가 3 배 높은 것으로 나타났습니다. 이는 샘플 컨테이너와 샘플 튜브에 떠 있는 매체를 통해 전류가 전기장을 생성하도록 동기를 부여한 결과입니다 (그림 3 참조). 측정 시스템에서 생성되는 유사한 유체 역학 필드는 세포 (또는 입자) 가 센서 구멍 지름을 통과할 때 전기장과 상호 작용할 수 있도록 합니다. 두 핀홀 필드의 경우 중요한 입자 상호 작용은 감지 핀홀이 포함된 민감한 볼륨 내에서 발생하며 핀홀 입구 및 출구에서 핀홀 지름의 3 ~ 4 배까지 반타원형으로 확장됩니다.
따라서 각 세포는 세포와 같은 부피의 전도성 현탁 매체를 방출함으로써 범위 내에서 전기장을 왜곡합니다. 특히 감지 구멍 지름을 통과할 때 더욱 그렇습니다. 따라서 세포의 부피는 구멍의 부피와 같다. 작은 구멍 (일반적으로 5 만분의 1) 저항의 변화와 작은 구멍을 통과할 때 저항의 미세한 변화를 통해 신호 펄스를 발생시켜 세포 수와 크기 측정을 할 수 있다. 정확한 개수와 반복 가능한 치수 측정을 위해서는 작은 구멍을 통과하는 공중에 떠 있는 흐름이 매우 안정적이어야 합니다. 이온 흐름과는 달리, 공중부양 매체의 집합성과 점성으로 인해 공중부양 흐름은 감지 구멍의 표면 관성과 경계층의 영향을 받습니다. 그 결과, 이러한 구멍 쌍과 그 두 구멍은 미시 형상 반응 50 을 생성하고 구멍 축의 중심점 주위에 비대칭 동적 유동장을 생성합니다. 출구 구멍에서 생성된 링 유체는 입자를 작은 구멍의 감지 볼륨으로 되돌려 2 차 펄스를 생성하고 잘못된 입자 수 결과를 발생시킵니다. 예를 들어, 초기 혈소판 연구에서 Walter Haug 는 38 에서 발견된 잘못된 입자가 다시 감응 체적으로 들어가는 적혈구이며, 두 번째 펄스는 다시 혈소판으로 계산되도록 합니다. 입자가 출구 구멍에서 떨어져 있는 보조 흐름은 입자 순환과 2 차 맥동을 방지합니다.
민감한 부피를 가진 세포가 동시에 미공을 통과할 경우 입자를 차단하는 펄스를 통해 세포 수를 줄일 수 있지만, 수의 손실은 현액 중의 세포 농도를 통해 통계적으로 예측할 수 있다. 따라서 단일 채널 카운트는 적절한 회로를 통해 6 1 을 자동으로 교정할 수 있습니다. 이 방법은 D 형 쿠르트 카운터의 최신 버전에 도입되었다. 그러나 입자가 동시에 생성하는 비정형적인 펄스를 통해 입자 크기 분포의 확대 45 를 초래하고 적혈구의 전형적인 입자 크기 분포는 비대칭적인 39-4 1, 44,62 입니다. 미국 국립위생연구원의 연구에서 9 이런 비대칭은 입자일치로 분류되었지만 곧 다른 세포 유형 38 과 입자 크기 분포 3 1, 63,64 에서 발견됐다. 볼륨 측정의 정확도를 높인 후 적혈구의 입도 분포는 쌍봉 40,465,438+0,65 로 결정됩니다. 이러한 분포 가상으로 인해 치수 측정의 해상도가 낮아집니다. 1960 년대 후반에 볼륨 측정에서 착시의 원인에 대한 연구가 급속히 발전하여 28, 30, 44, 45, 49, 65–78, 몇몇 연구소들이 쿠르트의 원리에 따라 실험 시스템을 구축했다. 입자가 축에서 서로 다른 레이디얼 거리에서 감지 구멍을 통과할 때 번거로운 입도 분포 아티팩트가 발생할 수 있습니다. 낮은 유효 입자 농도에서는 구멍 길이의 작은 구멍이 측정 해상도 34,465,438+0,67,80 을 향상시킬 수 있으며, 작은 공중부양 흐름 주위의 보조 흐름은 유체 역학으로 축 근처의 작은 구멍을 통과하는 입자에 집중할 수 있습니다. 일반적인 입자 농도에서는 구멍 중심에서 신호 펄스를 샘플링하거나 기간에 따라 신호 펄스를 선택하면 볼륨 측정의 정확도가 크게 향상됩니다 (개요 65,67,78,86–88 참조). 미공 기능 특성을 연구하는 중요한 성과 중 하나는 첫 번째 세포 분류기 48,70,89–91을 발명해 적혈구의 쌍봉 분포가 사실인지 거짓인지를 판단할 수 있다는 것이다. Fulwyler 는 Kurt 의 원리와 잉크젯 기술을 결합하여 이 결과를 이용하여 단일 분포 패턴에서 세포를 선택합니다. 선택한 적혈구의 크기가 조정되면 원래의 쌍봉 형식이 착각인 것으로 나타났다. 이 연구의 대발전에서 쿠르트 카운터의 모형은 전자학의 발전에 따라 발전하면서 동시에 트랜지스터의 F 형과 C 형으로 A 형을 대신했다. H 형 분산 플로터 대신 J 형 분산 플로터로 교체하도록 샘플 테이블이 수정되었습니다. 1968 하반기에 최초의 완전 자동 혈액분석기 94-7 파라미터 S 형 쿠르트 카운터가 나타났다. 。 동시에 트랜지스터 T 형 커트 카운터? C 형 커트 카운터가 아니라요? 공업 목적으로 사용하다. 집적 회로를 기반으로 1970 은 z 시리즈 카운터를 출시했습니다. Channelyzer 가 1972 에 나타납니까? 볼륨 분석기, 카운터 및 16 채널 PHA 회로를 포함한 산업용 TA 시리즈 분석기도 등장했습니다. 얼마 지나지 않아 이 기기들은 마이크로프로세서를 사용하기 시작했습니다.
월리스는 종종 1 에 대해 논평한다. "유용하다면 사람들은 살 것이다." 제품이 지속적으로 개선됨에 따라 판매량이 갈수록 커지고 있다. 2000 년 이후 생산된 Multisizer 시리즈는 산업, 생물학 등의 분야에서 대체불가의 위치를 차지하고 있습니다. 이 모델은 해상도가 매우 높기 때문에 새로 개발된 DPP 프로세서에 따라 개별 입자의 펄스 신호를 독립적으로 분석할 수 있습니다. 전체 과정에서 입자나 세포의 볼륨이나 입자 크기 변화를 모니터링할 수 있습니다. 펄스 프로세서 기술의 탄생은 또한 입도 분석기 분야에 독특한 프로세스 모니터링 기능을 추가합니다 (그림 5).
그림 5: Multisizer 3 Coulter 수 및 입도 분석기는 현재 다양한 업계에서 널리 사용되고 있습니다.
쿠르트 원리의 축 방향 구현 방식은 지금까지 많은 관심을 받고 있지만, 열 소음으로 인해 크기를 줄이려는 노력에 병목 현상이 발생했다. 원칙적으로 두 번째 형식은 공중에 떠 있는 흐름을 가로지르는 자극과 감지를 사용하여 더 작은 입자를 감지할 수 있지만, 구멍과 전극의 선택된 모양을 기준으로 볼륨 선형화를 대가로 합니다. 쿠르트 원칙의 4 단계 발전에 위와 같은 내용이 포함되는지, 아니면 신흥 기술과 기존 기술을 결합하는지 아직 관찰할 필요가 있다.
한 사람은 좋은 선생님이 있어서 매우 운이 좋다. 쿠르트 형제와 함께 일할 수 있는 특권을 가진 사람은 두 명의 멘토가 있다. 이 간평 문장 는 우수한 형제 들 을 기념하기 위해, 그들 은 항상 노력 을 좋아하여 자신 이 더 잘 하도록 독려한다.