マックス・D・リストン

マックス・D・リストン
マックス・D・リストン
生まれる	1918年3月16日（106歳）; オスウィーゴ、カンザス州、米国
市民権	アメリカ合衆国
母校	ミネソタ大学クライスラー工学研究所
知られている	赤外線分光法、カプノメトリー、リストン・ベッカーモデル 28 排気ガス分析装置分光法
	科学者としてのキャリア
フィールド	エンジニアリング
機関	パーキンエルマー、ゼネラルモーターズ、リストンベッカー

マックス・デイビス・リストン（1918年3月16日生まれ）は、赤外線分光光度計および非分散型赤外線分析装置の開発におけるアメリカの先駆者です。^[1]彼の2つの革新、ブレーカー型直結増幅器と真空熱電対は、赤外線分光技術の発展に不可欠でした。^[2]リストンは、患者のモニタリングに使用される呼吸ガス中の二酸化炭素を測定するカプノメトリー用の装置を開発しました。 ^[3] 彼はまた、1950年代のロサンゼルスの空気の質を改善する試みに不可欠な、スモッグと自動車の排気ガスを測定する装置も開発しました。 ^[4]

幼少期と教育

マックス・デイビス・リストン^[5]は、1918年3月16日、アメリカ合衆国カンザス州オスウェゴで、ヴァードン（またはヴァードン）・ミルン・リストンとマージ・ルース・デイビスの子として生まれた。彼にはロリーンという姉がいた。彼の父親は学校の学区長だった。リストンはカンザス州フォートスコットの高校に通った。^[1]^{[6]そこでは科学の選択肢が限られていたため、彼は}ノースウェスタン大学で物理学の夏期講座を受講した。^[1]

リストンは1940年にミネソタ大学で電気工学の学士号を取得し、副専攻は通信（電子工学）でした。 3年生のとき、「白熱灯の変調」に関する論文を書き、 IEEE賞を受賞しました。4年生のとき、「五極管の負性トランスコンダクタンスの研究」という論文を書きました。彼はミネソタ大学シグマサイ支部に受け入れられた最初の学部生でした。^[1]^{: 3}

クライスラー社に雇われ、1940年から1942年まで同社で働き、1941年に革新的な実習プログラムであるクライスラー工学研究所を通じて機械工学の修士号を取得した。彼はプルマン社の以前の設計を改良して接着型ひずみゲージ圧力センサーを開発し、その成果をアメリカ自動車協会に発表した。^[1]^{: 3}

戦時中の仕事

1942年、リストンはゼネラルモーターズに入社した。GMのプロジェクトの多くは第二次世界大戦に関連しており、他の企業、大学、政府の研究者が関与していた。リストンは当初、 GMのチャールズ・F・ケタリング率いるグループと協力し、潜水艦を探知するセンサーを開発し^[1]^{: 4, 6–9} 、ミシガン大学のハリソン・M・ランドールとは高オクタン価トリプタン航空燃料の分析のための赤外線分光装置の改良に取り組んだ。^[1]^{: 5–6}

1943年、リストンはブレーカー型直結増幅器を開発した。これにより、熱電対から記録装置へ信号を直接送ることができるようになった。^[2]当初は軍事用途のため極秘とされた。軍事用途には潜水艦探知機器、実験用滑空爆弾の熱追跡センサー、高高度飛行用酸素濃度計、マンハッタン計画の原爆実験で放出された熱放射を測定する機器などがあった。^[1]^{: 6–10}リストンは1954年に直流増幅器に関する論文を発表した。^[7]

戦争の仕事を通じて、リストンはジェームズ・エラムとジョージ・サクストンと知り合った。^[1]^{: 8}また、初期のポジティブ型とネガティブ型の両方の赤外線分析装置の特許を取得したジョンズ・ホプキンス大学のオーガスト・ハーマン・ファンドとも会った。 ^[1]^{: 13} 海軍研究所を訪問した際に、リストンは戦争の終わりにドイツから持ち帰ったポジティブ型の赤外線分析装置を特定することができた。^[1]^{: 8, 14}

GMとデュポンが独自の分光光度計を開発することを決定したとき、GMのリストンとデイビッド・フライは、分光光度計についてさらに学ぶためにミシガン大学のハリソン・ランドールのもとで修行しました。その後、彼らはデュポン実験ステーションのダウニング博士に協力し、石油化学分類とプラスチック研究に使用する分光光度計を開発しました。^[1]^{: 8–9, 59}

GMの分光光度計をさらに改良するために、リストンはチャールズ・モリス・リーダーと協力して、分光測定における熱ドリフトの問題を解消する真空熱電対を開発しました。ブレーカー型直結増幅器と真空熱電対は、赤外線分光技術の発展に不可欠な貢献となりました。^[2]

パーキンエルマー

1946年、リチャード・スコット・パーキンはリストンをパーキンエルマーの主任エンジニアとして採用した。リストン、ジョン・U・ホワイト、ヴァン・ザント・ウィリアムズ、ヴィンセント・J・コーツは二重ビーム分光光度計研究グループを結成した。^[2]リストンのブレーカー増幅器とリーダー熱電対はパーキンエルマーのモデル12シングルビーム分光光度計とモデル21二重ビーム分光光度計の設計に組み込まれ、非常に成功した。^[2]

リストン・ベッカー

1950年、モリス・フォルブとマックス・リストンはリストン・フォルブ社を設立し、非分散型赤外線分析装置の開発に注力した。1951年、彼らはアルバート・オースティンとリチャード・S・ベッカーの支援を受け、機器の販売を担うリストン・ベッカー・インストゥルメント社を設立した。^[1]^{: 15}リストン・ベッカー工場はコネチカット州スプリングデールに所在した。^[1]^{: 20} 彼らはモデル16カプノグラフとマークIIおよびマークIII大気分析装置を開発し、米海軍の潜水艦向けに販売した。

カプノメトリー

リストンによるカプノグラフの開発は、リストン・フォルブの設立前に行われました。カプノメトリーは、二酸化炭素（CO
₂）を呼吸ガス中に測定する技術で、麻酔患者や集中治療室の患者にとって重要なモニタリングツールである。^[3]リストン・ベッカー社は、CO
₂赤外線吸収を利用します。

パーキンエルマーを去って間もなく、リストンは戦争の仕事で知り合ったジェームズ・エラム博士とジョージ・サクストン博士から、 CO
₂麻酔患者の心停止の原因に関する理論を検証するために、リストンとエラムは分析装置を開発しました。1951年、リストンはエラムに非分散型赤外線分析装置のプロトタイプを提供し、エラムはミズーリ州セントルイスのバーンズ病院とワシントン大学で人間の呼吸生理学の研究に使用しました。1953年にニューヨーク州バッファローのロズウェルパーク総合がんセンター（当時はロズウェルパーク記念研究所と呼ばれていました）に移った後、エラムは研究に新しいリストン・ベッカーモデルの分析装置を使用しました。リストンの装置により、エラムは呼吸生理学の研究に重要な貢献を果たし、麻酔機器を大幅に改良することができました。^[8]機器の色表示器が正しく機能しなかったため、患者は危険な高濃度のCO
₂検出されず、装置のバルブが固まって再呼吸を引き起こす傾向があった。特定されると、両方の問題は解決された。^[1]^{: 12}リストンは、ハーバード大学医学部のフィリップ・ドリンカー博士、ジョンズ・ホプキンス大学のジョン・ウェンデル・セヴァリングハウス博士、JL・ウィッテンバーガー博士にもプロトタイプを提供した。 ^[1]^{: 16}リストンの最初の販売先は、ペンシルバニア大学のジュリアス・H・コムロー・ジュニア博士だった。^[1]^{: 62}

当初、医療用分光光度計にはマスク型のアタッチメントが付いており、患者はマスクの中で呼吸していました。ポリオ患者の多くは口呼吸装置を使用できなかったため、後に鼻カテーテルを使用するように変更されました。^[1]^{: 62}最終的に、ポリオ財団は、アイアン・ラング・マシンを監視するためにリストンのモデル 16 _CO2分析装置を使用し始め、患者がマシン内で過ごす時間とアイアン・ラング・マシン使用者の死亡率の両方を半分に削減しました。^[1]^{: 12–13}

リストンはデュポンからの要請に応えて工業用分析装置を開発した。工業用分析装置は同様の分析を行ったが、産業安全要件を満たすために防爆ケースに収められていた。モデル15は安価な金属製ケースを備え、非爆発性の実験室作業に使用できた。^[1]^{: 16, 62–64}

大気分析

1958年までに、リストン・ベッカーは米海軍の潜水艦向けに大気分析装置を数機種納入しており、そのうちのいくつかは初の原子力潜水艦であるノーチラス号^{で試験された。 [1]}^{: 67–70}海軍は、長時間潜水中の潜水艦の空気の質、特に一酸化炭素、二酸化炭素、水素、酸素、フロンの存在を監視することに関心を持っていた。リストン・ベッカーは、酸素検出用にベックマン・インストゥルメンツ社のポーリング酸素計を再設計した。最終的な大気分析装置は、空気の質の測定、衝撃への耐性、傾斜感度に関する海軍のテストに合格する必要があった。リストン・ベッカーの最初の大気分析装置は、1953年に製造されたマークIIと、1954年に製造されたマークIIIであった。14台のマークIII分析装置が海軍に販売され、それぞれ75,000ドルであった。^[1]^{: 17–19} ベックマン・インストゥルメンツ社がリストン・ベッカー社を買収した後、ベックマン社はマークIVとマークVの開発を継続した。^[9]

ベックマンインストゥルメンツ

1955年、リストンの支援者であるアルバート・オースティンとリチャード・S・ベッカーは、会社をベックマン・インストゥルメンツに売却することに合意した。マックス・リストンは1955年にベックマン・インストゥルメンツに入社し、1965年まで同社に留まり、当初はリストン・ベッカーのマネージャーを務めた。1958年にコネチカット州に拠点を置くリストン・ベッカー工場が再編により閉鎖された後、リストンはカリフォルニアのベックマン・インストゥルメンツのエンジニアリング・ディレクターに就任した。^[1]^{: 20–21}

スモッグ分析

アーノルド・ベックマンはカリフォルニア州アルタデナに住み、スモッグ問題の解決に強い関心を持っていた。^[10]^{: 207–208} リストンのベックマン・インストゥルメンツにおける最も重要なプロジェクトの1つは、ロサンゼルスのスモッグテスト用の自動車排出ガス分析装置に関するものであった。

1952年、Arie Jan Haagen-Smitは、自動車の排気ガスがカリフォルニアのスモッグ発生の主因であることを示唆する研究結果を発表しました。^[10]^{: 220–226} 1956年、ロサンゼルス市は、ロサンゼルスのスモッグの原因が自動車であるかどうかを判断するために、排出ガス検査を実施しました。自動車の影響を判断するには、スモッグと自動車の排出ガスを測定できる携帯型機器の開発が必要でした。Liston-Becker Model 28は、車の後部に積み込み、トランクのバッテリーで駆動することができました。市は、ロサンゼルスの川床で地元企業が所有する1000台の自動車を検査しました。検査には、7台のListon分析装置が使用されました。^[1]^{: 26, 71} 排出ガス検査により、検査車両の多くが整備不良のV8エンジンを搭載していることが判明しました。エンジンのシリンダーの点火が悪く、場合によっては燃料が漏れ出していました。実験者はまた、ロサンゼルスのスモッグが自動車のキャブレターにワニスを形成し、燃料と空気の比率を変えることも発見した。^[4]モデル28とモデル30の排出ガス分析装置はクライスラーやゼネラルモーターズなどの米国の大手自動車メーカーに販売され、自動車の検査や整備に使用された。リストンはハーゲン・スミットと協力してSO
₂発電所や製油所から^[1]^：27

ベックマン・インストゥルメンツ在籍中、リストンはマークIV潜水艦分析装置の開発に携わった。^[11]彼はまた最初のパルスオキシメーターも開発したが、ベックマン・インストゥルメンツはそれを販売することに興味を示さなかった。^[1]^{: 27}リストンはアーノルド・ベックマンが社長を退任して間もなく、1965年に同社を退職した。^[1]^{: 25}

リストンサイエンティフィック

ベックマン・インストゥルメンツを去った後も、リストンは様々なパートナーと様々なプロジェクトに取り組み続け、最終的にリストン・サイエンティフィックを設立して社長に就任した。^[1]^[12]

プロジェクトの 1 つは医療用人工呼吸器の設計を改良することで、エドワーズライフサイエンスのフォレストバード、アルバートスター博士、マイルズ "ローウェル" エドワーズがこれに関心を寄せていました。リストンは、患者が自力で呼吸できるようになったことを検知し、必要に応じて事前に設定された換気速度と患者依存の換気速度を自動的に切り替える集積回路を備えた人工呼吸器を作成できると考えました。彼はエドワーズのためにそのような機器を開発することができました。^[1]^{: 30–31}

マイルズ・エドワーズ・ジュニアが関わったもう一つのプロジェクトは、喘息患者の治療のための機器式陽圧呼気分析装置（IPPB）の開発だった。リストンの設計はハンディベントIPPBとして知られ、後にオハイオ・メディカル・プロダクツにライセンス供与された。^[1]^{: 30–31}

スミスクラインは、分光光度計の設計を改善するためにリストンにアプローチしました。彼らは、温度依存速度反応における試薬を分析するための厳しい仕様を満たす機械を必要としていました。リストンの設計とエドワード・マーフィーが作った35の試作品がスミスクラインに採用されました。リストン・サイエンティフィックは1966年にプロジェクトの一部を完了し、生産のためにコービン・ファーンズワース工場の設立を支援しました。リストンの設計は、スミスクラインによってアルファ分光光度計として製造され、エスカラブと呼ばれるシステムの一部となりました。^[1]^{: 31–34}

1966年と1967年に、リストンはコンデンサ抵抗の対数減衰を計算するデジタルアルファ回路を開発した。この回路は1967年にリストンサイエンティフィックによって特許取得された。この回路は、リストンがアボットラボラトリーズ向けに設計したABA-100を皮切りに、バイクロマティック分析装置に使用された。ABA-100は、超微量化学分析と同時バイクロマティック分光光度計のための単一試薬ダブルチャンネルキネティック分析装置であった。装置の1つのモジュールは化学処理を実行し、反応用の試薬とサンプルを分配し、分光光度計による測定を実行した。2番目のモジュールは処理モジュールを監視および制御し、結果を計算して報告した。^[13]後のモデルでは、メモリチップの代わりに特殊なマイクロプロセッサが組み込まれた。^[1]^{: 36–43}

リストンは、一度に複数の検査を処理でき、識別エラーを防ぐためのサンプル識別システムを組み込んだマルチチャンネルユニットの開発に興味を持っていました。アボットが興味を示さなかったため、リストンはバクスターインターナショナル向けにパラマックス臨床分析装置の開発を続けました。^[1]^{: 46–48}

リストンは、蛍光タグの選択的結合とそれに続く光検出を利用して化合物を検査する機器を開発した。ある機器は、血液サンプル中のステロイドやその他の薬物を検査するために設計された。リストンは、電解質検査、ヘモカルト検査、グルコース検査、血中尿素窒素（BUN）分析用の特殊な検査機器も開発しました。^[1]^{: 49–51}彼は化学発光機器、特に窒素酸化物の測定の分野における革新者です。^[1]^{: 54}

さらに、リストンとローウェル・エドワーズは炭化水素の測定に取り組むためにリストン・エドワーズ社を設立した。彼らは、非反応性ガスを無視して光反応性ガスを検出する排出ガス分析装置を開発した。^[1]^{: 52–53}

参考文献

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