والاس اچ. کولتر: چند دهه اختراع و اکتشاف
زهرا قدس، زهرا مولایی
چکیده
تنها تعداد اندکی از مخترعان را می‌توان نام برد که به اندازه والاس کولتر، چنین تأثیر شگرفی بر جامعه انسانی داشته باشند. ذهن کنجکاو و توانایی او در دیدن چیزهایی فراتر از واقعیت‌های موجود باعث شد او ۴۰ سال در عرصه ابداع و اختراع بدرخشد. بسیاری از ابزارهای اساسی و پایه‌ای که امروز در حیطه هماتولوژی وجود دارند، از ابداعات کولتر هستند و یا از ابداعات او منشأ گرفته‌اند؛ از این رو او را می‌توان فناورترین مخترع در عرصه هماتولوژی مدرن دانست. در مسیر دستیابی به این اکتشافات، والاس کولتر مشخصاً قادر به تجسم فرصت‌هایی در آینده بود که کمتر کسی می‌توانست آنها را بشناسد و کشف کند. نگرش و دیدگاه او با توانایی عجیبش در تبدیل ایده به محصول، آمیخته شده بود. او ابزارهای بسیاری را توسعه داد که عرصه‌هایی چون سایتومتری، آنالیز تصویری و مواد صنعتی را شکل دادند. فهم او از قدرت محاسبات و شمارش در آینده، او را به سمت مرتبط ساختن این تکنولوژی‌ها به‌گونه‌ای منحصربه‌فرد سوق داد. در پایان، کولتر تکنولوژی‌هایی را ایجاد کرد که هماتولوژی را کاملاً به یک سمت و سوی جدید هدایت کرد، به‌گونه‌ای که یک مسیر حیاتی را برجای گذاشت که تمامی ابداعات تکنولوژی را به تأثیرات کاملاً کاربردی مرتبط می‌ساخت. در مورد هنری فورد گفته شده است «او هیچ تصوری از ثروتی که او را بزرگ و مهم ساخته بود، نداشت و هر کسی که صرفاً به خاطر ثروتش به او نزدیک میشد، او را خسته و دلزده می‌کرد. او در ارتباطات شخصی‌اش دوست داشت که از این موضوع طفره برود. او ترجیح می‌داد با یک مکانیک در مورد ماشین‌آلات صحبت کند یا با کسی که به پرنده‌ها علاقه دارد، در مورد پرنده‌ها حرف بزند. در این ارتباط‌ها، او خواهان هیچ نوع تسلیم و احترامی نبود و اگر چنین چیزی را می‌دید، آن را احترام و تسلیم در برابر ثروت می‌پنداشت و علاقه‌اش به آن ارتباط را از دست می‌داد.» چنین جملاتی را در مورد والاس کولتر نیز می‌توان گفت، کسی که مانند فورد، مفهوم تولید انبوه و خدمات مشتریان را به‌خوبی درک کرده بود. کولتر این توانایی را داشت که فرصت‌ها را به‌خوبی تشخیص دهد و نیاز به توسعه و گسترش شمارنده‌های سلول‌های خونی که در هر آزمایشگاه پاتولوژی وجود دارند را برطرف سازد و بنابراین یک حیطه کیفی را به یک محیط کمی تبدیل کرد. هر شخصی که تاکنون به یک آزمایشگاه بالینی یا مطب پزشک پا گذاشته است، تأثیر کشفیات و ابداعات کولتر را احساس کرده است.
مقدمه
درک اهمیت اجزای تشکیل‌دهنده خون در سلامتی و تندرستی افراد، فرآیندی است که ۳۵۰ سال قدمت دارد؛ حتی در حال حاضر هم ما بسیاری از پیچیدگی‌های خون را درک نکرده‌ایم. کشفیات میکروسکوپی پیشگامانه فان لیوونهوک به‌خوبی توسط Stein در رساله‌ای با همین موضوع در سال ۱۹۳۱ شرح داده شد. به‌طور جالب‌توجهی، علت نقش فان لیوونهوک به‌عنوان محرک و پیشگام اکتشافات، توانایی او در طراحی و ساخت تکنولوژی‌ها بود؛ در این مورد خاص او یک تکنولوژی میکروسکوپ‌محور طراحی کرد که در آن زمان یک تکنولوژی متحول‌کننده بود، هرچند ساخت آن آسان، اما استفاده از آن دشوار بود. اگرچه کسی که میکروسکوپ را اختراع کرد فان لیوونهوک نبود (گفته میشود هانس و زاخاریاس جانسن در سال ۱۵۹۰ میکروسکوپ را اختراع کردند) اما این فان لیوونهوک بود که در آن زمان دریافت که ساخت یک ابزار قابل اعتماد با طراحی ساده، کلید افزایش دانش علمی برای بررسی چیزهای کوچک است. در واقع امروزه می‌دانیم که او صدها نمونه از میکروسکوپ «ساده»ی خودش ساخته و ۱۱۰ مقاله کوتـــــــــــاه در British Society و ۲۷ مورد در French Academy of Science به چاپ رسانده بود، درحالی‌که دانشمند مهمی همچون رابرت هوک که رساله Micrographia او بسیار شناخته شده است، مطالعات خود را به استفاده از میکروسکوپ‌های پیچیده محدود کرده بود که قدرت آنها کمتر از سیستم لنزهای ساده فان لیوونهوک بود. هرچند برخی اعتقاد دارند یان سوامردام در سال ۱۶۵۸ گلبولهای قرمز خون را کشف کرده است، اما دیگر شواهد تاریخی این ادعا را رد می‌کنند؛ اما می‌دانیم که فان لیوونهوک عروق خونی را توصیف کرده و نقاشی‌های او در Philosophical Transactions منتشر شده است. در واقع این فان لیوونهوک بود که در سال ۱۶۷۴ گلبولهای قرمز (RBCs) دیسکی شکل را در مقاله خود در Royal Society معرفی کرد؛ بنابراین خون، یکی از بزرگترین ناشناخته‌های قرن هفدهم، ابداعات بسیاری را هدایت کرد و منجر به کشف‌های بیولوژیکی بسیاری گردید.
در طول ۲۰۰ سال بعدی، میکروسکوپ‌ها به لحاظ کمی و کیفی پیشرفت کردند و کشف‌های کوچک اما مهمی در مورد خون صورت گرفت؛ اما تا زمان ارلیش در سال ۱۸۷۷، تلاشی در راستای ایجاد و توسعه یک متد دقیق برای شمارش سلول‌های خونی صورت نگرفته بود. هر آنچه در اهمیت کار ارلیش گفته شود، گزافه‌گویی و اغراق نیست؛ چرا که او اولین کسی بود که اطلاعات مورفولوژیکی را با انواع سلولی مرتبط ساخت. در واقع در ترجمه انگلیسی کتاب ارلیش به نام هیستولوژی خون، در مقدمه نوشته شده توسط G. Sims Woodhead چنین آمده است: متد ارلیش ممکن است در برخی موارد نیاز به اصلاح و تغییر داشته باشد (و قبلاً هم در مواردی دیده شده است)، اما اصول فیکساسیون و رنگ‌آمیزی که در این کتاب ذکر شده از امروز تا مدت طولانی به‌عنوان متدهایی که باید در کارهای آینده مورد استفاده قرار گیرد، به‌شمار خواهند آمد. رنگ‌آمیزی افتراقی ارلیش که در آن او از تمایل اختصاصی برخی سلول‌ها یا بخش‌های خاصی در سلول به رنگ‌های بازی، اسیدی و خنثی بهره گرفته است؛ به‌سادگی نشان‌دهنده کارهای او بر روی تمایلی است که برخی سلول‌ها و بافت‌های خاص به داروها و توکسین‌های خاص دارند؛ مطالعه این تمایل‌های انتخابی خاص، امروزه یک زمینه مطالعاتی و پژوهشی بسیار گسترده را شکل داده است که محققان بسیاری در آن به تعیین موقعیت و ماهیت محل‌های گزینش پروتئیدهای خاص و دیگر سموم، مشغول هستند.
پیروی از تعریف ارلیش از انواع سلول‌های خونی حدوداً تا ۸۰ سال قبل از آنکه کولتر، متد کمی و خودکار خود را برای شمارش سلول‌های خونی که از آن زمان تاکنون معتبر بوده است را مطرح کند، ادامه داشت. شمارش سلول‌های خونی به مدت ۱۰۰ سال یک تکنیک زمان‌بر و مستعد خطا بود. ارلیش متدی را ایجاد کرده بود که دقیق اما به لحاظ آماری دشوار بود، زیرا شمارش دستی به دلیل محدود بودن تعداد سلول‌هایی که بررسی می‌شوند، با مشکل روبرو است. کولتر این فرایند را با ابداع راهی برای شمارش ده‌ها هزار سلول تنها در چند ثانیه، با سهولت و دقت بالا تغییر داد.
خون؛ همه چیز در خون است
در نیمه صده۱۸۰۰ بود که مردم علاقه جدی‌تری به خون نشان دادند. هنگامی که تلاش‌ها منجر به فراهم شدن امکان انتقال خون شد، هنوز ماهیت منحصربه‌فرد آنتی‌ژن‌های گلبولهای قرمز ناشناخته بود و تا زمانی که طبقه‌بندی گلبولهای قرمز و اصول اساسی در مورد ماهیت آنتی‌ژن‌های گلبولهای قرمز توسط لنداشتاینر در اوایل دهه ۱۹۰۰ منتشر شد، ناشناخته باقی ماند.
چه چیزی محرک عشق و علاقه والاس کولتر به خون بود؟ کولتر تقریباً ۳ سال را در آسیا و آمریکای جنوبی گذراند و شرایط زندگی بسیاری از مردم را از نزدیک مشاهده کرد. روشن است که این چشم‌انداز او را به این سمت کشاند که بداند چگونه می‌توان ابزارهایی ساخت که آزمایش‌های اولیه و زودهنگام، مانند شمارش سلول‌های خونی را ارتقا دهد. هنگامی که او بررسی و آزمایش تکنولوژی‌های مرتبط با شمارش ذرات در یک محلول را آغاز کرد، احتمالاً در ابتدا مقالات مرتبط با ابزارهای موجود در همان زمان را مورد مطالعه قرار داده بود. در آن زمان دو نوع ابزار اپتیکی در دسترس بود؛ یکی از آنها از مقایسه رنگ‌ها برای اندازه‌گیری هموگلوبین بهره میبرد و دیگری از یک منبع نوری و سیستم حسگر جذب، عمدتاً برای تعیین غلظت سلول استفاده می‌کرد. دستگاههای خودکار برای اندازه‌گیری‌های دیگر از قبیل هموگلوبین، شمارش گلبولهای سفید یا هماتوکریت موجود نبود.
دانش و اطلاعاتی که در طول سال‌ها در مورد بسیاری از جنبه‌های RBC جمع‌آوری شده بود، به‌عنوان یک راهنما برای والاس کولتر بشمار می‌آمد که او را به سمت روشی برای شمارش دقیق هدایت می‌کرد. یک یافته مهم که به‌دقت در مورد آن مطالعه شده بود، ماهیت قابلیت هدایت (رسانایی) و تراوایی گلبولهای قرمز بود. بسیاری از این مطالعات در اوایل دهه ۱۹۲۰ توسط S. C Brooks در سرویس سلامت عمومی امریکا در واشنگتن دی‌سی انجام شده بود. Brooks نشان داده بود که هدایت الکترولیتیک سلول‌ها به‌عنوان معیاری برای نفوذپذیری آنها بشمار می‌رود. در آن زمان در مورد بیوشیمی گلبولهای قرمز یا ماهیت غشای گلبولهای قرمز اطلاعات کمی وجود داشت. بسیاری از کارهای Brooks شامل تلاش‌هایی برای تعیین دقیق حجم واقعی RBC و آزمودن تکنیک‌های مختلف برای دستیابی به این هدف میشد. Brooks در اصل نشان داد که تنها متد دقیق برای تعیین حجم گلبول قرمز در واقع متد هماتوکریت است.
آنچه عموماً پذیرفته شده است این است که هماتوکریت مدرن به‌وسیله ماکسول ام وینتروب در سال ۱۹۲۹ ابداع شده است. روش او شامل یک لوله مدرج مخصوص (که به نام مخترع آن، وینتروب نامیده میشود) میشود که قادر به اندازه‌گیری حجم گلبولهای قرمز موجود در خون به‌صورت درصدی از حجم کل خون است. لوله وینتروب اندازه‌گیری را ساده کرد و تا زمانی که سانتریفیوژهای کاپیلاری که سریع‌تر بودند جایگزین آن نشدند، استاندارد بود، به‌علاوه، وینتروب به طبقه‌بندی میانگین حجم سلولی (MCV)، میانگین حجم هموگلوبین (MCH) و میانگین غلظت هموگلوبین سلولی (MCHC) نیز پرداخت. همه این موارد، سال‌های طولانی به‌عنوان معیارهای مهمی از وضعیت سلامتی بیماران بشمار می‌آمدند. اندازه‌گیری این پارامترها در طول ده‌ها سال ادامه یافت و همواره با همان تکنیک همیشگی اندازه‌گیری می‌شدند، تکنیکی که همیشه زمان‌بر و همیشه به روش دستی بود. در اواسط دهه ۱۹۵۰، همانطور که پیشتر اشاره شد، تست‌های گوناگونی برای اندازه‌گیری‌های سلول‌های خونی مورد بررسی قرار گرفت؛ از جمله تکنیک‌های اپتیکال. استفاده از ابزارهای خودکار مشخصاً به دلیل عینیت نتایج، بسیار مطلوب بود. سنجش تفاوت‌های رنگ بین یک لوله و یک رنگ استاندارد به‌عنوان یکی از متدهای در دسترس که اندکی خودکار بود، در نظر گرفته میشد اما مشخص شد که این متد خطاهای قابل ملاحظه‌ای دارد، شاید این خطاها از شمارش دستی کمتر بود اما باز هم قابل قبول نبودند.
هنگامی که ما به گذشته و به این پیشرفت‌ها نگاه می‌کنیم، تعجب‌آور نیست که هر یک در اصل تکرار تکنولوژی قبلی است، چیزی که در پیشرفت علم و تکنولوژی مهندسی به‌کرات دیده میشود. در واقع همه افرادی که نامشان برده شد، استفاده از یک محفظه شمارش را بارها و بارها تکرار کرده‌اند و این امر تا زمانی که Moldavan برای ساخت یک تکنولوژی شمارش الکترونیک، تلاش نکرده بود، تغییری نکرد. این روش به‌وسیله شماری از محققان ارتقا یافت که بعداً برای توسعه کالریمتر یا روش‌های اسپکتروفتومتریک برای اندازه‌گیری پدیده‌های بیولوژیک تلاش بسیار کردند.
در طول نزدیک به دو دهه، اکثر تلاش‌هایی که در راستای سنجش سلول‌ها انجام میشد، بر روی دستگاههای فتوالکتریک متمرکز شده بود. این دستگاهها اساساً از پراکندش نور برای تعیین تعداد ذرات استفاده می‌کنند. یکی از این کارها توسط Gucker انجام شد و مورد دیگر کارهای Crosland-Taylor بود. جنبه مشترک این مطالعات، تمرکز بر روی پایدار ساختن مایع پوششی (sheath flow) بود؛ اصلی که به‌تدریج با گسترش فلوسایتومتری همراه شد.
به استثنای Moldavan و Gucker، اغلب افراد پیشرو در عرصه هماتولوژی که به آنها اشاره شد، دانش‌آموخته پزشکی بودند و کشفیات آنها اهمیت و اثرات قابل ملاحظه‌ای داشت، اما این نیز مبرهن است که والاس کولتر، کسی که هیچ گونه تحصیلات پزشکی نداشت، در فرایندهایی که در قرن بیستم برای ارزیابی بیماران استفاده می‌شدند، بیشترین تأثیر را داشت. او اولین کسی بود که ابزارهای کاملاً کمّی و اتوماتیک را توسعه داد که قادر بودند اطلاعات کلیدی را به‌سرعت از خون استخراج کنند و آن را مستقیماً تحویل پزشک دهند، این مهندس معمولی، علم هماتولوژی را با ساخت سیستم‌هایی دقیق و قابل اعتماد، دگرگون ساخت. والاس کولتر با شناسایی یک مشکل اساسی در انجام شمارش دقیق و ایجاد یک راه‌حل مبتکرانه توانست تأثیری بر روی ارزیابی بیمار داشته باشد که به اندازه تأثیر گروههای خونی لنداشتاینر در انتقال خون و تأثیر کوهلر و میلشتین در ایمونولوژی، اساسی بود. تغییرات تکنولوژیکی حیرت‌انگیز که در نیمه دوم قرن بیستم رخ داد بدون شک به‌وسیله استراتژی و نگرش «تصویر بزرگ» کولتر درباره نقش تکنولوژی در درمان بیماران، هدایت میشد.
اختراعات کلیدی
شمارشگر کولتر
مروری بر اوایل زندگی والاس کولتر، می‌تواند نشانه‌هایی در اختیار ما بگذارد که ما را به موفقیت‌های آینده‌ی او رهنمون کند. اولین شغل‌های او کار کردن در ایستگاه رادیوی ممفیس و نیز در ایستگاه رادیویی Press Wireless در نیویورک بود که برخی آموزش‌های اولیه در مورد سخت‌افزار و کاربردهای آن را به کولتر آموخت. این اطلاعات برای ساخت شمارشگرهای سلول‌های خونی در آینده توسط او کاملاً ضروری و اساسی بودند.
پس از جنگ جهانی دوم، والاس کولتر بـــــــــرای چنــــــــــد شرکت الکـــــــــترونیکی از جملــــــــــه شرکت Raytheon and Mittleman Electronics در شیکاگو کار می‌کرد. در طول سال‌های پس از جنگ، والاس تمرکز خود را بر روی پروژه‌هایی گذاشت که مرتبط با الکترونیک و اپتیک بودند و تمامی آنها شامل آمپلی‌فایر‌ها، تولیدکننده‌های پالس و نوسانگرهایی می‌شدند که کولتر آنها را طراحی کرده و ساخته بود. اسناد آرشیوی نگهداری‌شده در WHC Foundation به‌وضوح نشان می‌دهد که در اواخر دهه ۱۹۴۰ و ابتدای دهه ۱۹۵۰، کولتر تا حدی بر روی علم مواد متمرکز شده بود. در این زمان بود که او بررسی استفاده از آنالیز ذره- اندازه برای شمارش گلبولهای قرمز خون را شروع کرد. کولتر از چندین نمونه اندازه‌گیری ذرات که با استفاده از تکنیک‌های اپتیک ساخته شده بودند، مانند کار Gucker که پیشتر به آن اشاره شده و همچنین کار Moldavan، اطلاعاتی داشت. در آن زمان تکنیکی که غالباً برای سنجش ذرات و سلول‌ها استفاده میشد، استفاده از ابزارهای اپتیکالی بود که از یک منبع نور بهره می‌بردند. ذراتی که منبع نور را مسدود می‌کردند و یک سیگنال را به‌وجود می‌آوردند. کار اولیه کولتر تکرار این آزمایش‌ها با استفاده از سیستمهای اپتیکی بود، در واقع بر اساس گزارش‌های شخصی مختلفی که در دسترس است، روشن است که والاس کولتر در حال آزمودن ایده‌هــــــای گســـترش محصول (product-development) مختلف در چندین زمینه متفاوت بود.
او یک آزمایشگاه/ کارگاه را در زیرزمین خانه‌اش داشت تا بتواند بر روی ایده‌ها و پروژه‌های جالب‌توجه و نویدبخش کار کند، درحالی‌که همزمان در یک شغل تمام وقت نیز مشغول به کار بود. در روزهای ابتدایی پدر (سنیور) و برادر (جوزف) او در کارهای او درگیر نبودند. این آزمایشگاه زیرزمینی، ابتدایی بود و علی‌رغم اینکه والاس کارکنان کمی را به خدمت گرفته بود، شلوغ بود. در کار او، هیچ جهت‌گیری خاصی وجود نداشت؛ در اوایل والاس کولتر با طراحی آمپلی‌فایر و سیستمهای استریلیزاسیون سرگرم بود و درعین‌حال به ایده‌های شمارش ذرات نیز مشغول بود. سرانجام او مکان دیگری را در نزدیکی آزمایشگاه زیرزمینی‌اش اجاره کرد و یک گروه مهندسی را بنیان نهاد تا بتواند بر روی پروژه‌های خاص متمرکز شود. این جدایی بین گروه مهندسی او و گروه کوچک ساخت او، شرایط ایده‌آلی نبود.
در این زمان، دفتر تحقیات نیروی دریایی Office of Naval Research (ONR)، یک مشکل مهم را در ترکیب‌بندی رنگ‌بر روی ناو جنگی خود تشخیص دادند. دسته‌های مختلف رنگ از یک رنگ واحد، ته رنگ‌های اندکی متفاوت داشتند؛ چیزی که در مورد یک ناو جنگی با در نظر گرفتن هزاران گالن رنگ موردنیاز برای رنگ‌آمیزی آن، قابل قبول نیست. رنگ، همانند جوهر (والاس کولتر در یک شرکت زیراکس نیز کار می‌کرد) دارای ذرات ریز متنوعی است که باید ویژگی‌های سازگار و یکسانی داشته باشند. متأسفانه در آن زمان متدهای کمی مناسبی برای مطالعه توزیع اندازه ذرات جامد، وجود نداشت. والاس در مورد مشکل آن ناو فکر کرد و چنین نتیجه گرفت که استانداردسازی تعداد و اندازه ذرات جامد در رنگ، یک فاکتور کلیدی در تعیین منظره نهایی یک دسته رنگ خواهد بود. دستیابی به چنین چیزی نیازمند دستگاهی بود که بتواند به‌طور مکرر غلظت ذرات را به‌دقت اندازه‌گیری کند. والاس سرانجام قراردادی با ONR برای انجام آزمایش در راستای ساخت یک دستگاه شمارشگر ذرات امضا کرد.
اولین شمارشگر تجاری که والاس طراحی کرد، شمارشگر کولتر مدل A (شکل 1A) بود و ۳۰۰ دستگاه اول از این مدل به آزمایشگاه‌های تحقیقاتی فروخته شد. شکل 1B مدل‌هایی از این دستگاه را نشان می‌دهند که با دست کشیده شده و برای تبلیغ این دستگاه استفاده می‌شدند. جالب‌توجه اینکه این دستگاهها برای گلبولهای قرمز (RBC) طراحی نشده بودند اما در مورد گلبولهای سفید (WBC) کارایی داشتند، زیرا گلبولهای سفید، در آن زمان به لحاظ تشخیص بالینی مهم‌تر از گلبول قرمز تلقی میشد. اکثر مقاله‌ها و نوشته‌ها که در مورد این دستگاه بودند توسط گروهی به رهبری Carl Mattern از مؤسسه ملی سلامت منتشر می‌شدند. برخلاف انتظار، Office of Naval Research (ONR) دوباره وارد عمل شد. ONR با کولتر قراردادی برای ساخت یکی از دستگاه‌هایش منعقد کرد و این دستگاه مستقیماً به آزمایشگاه Mattern در مؤسسه سلامت ملی بخش آلرژی و بیماری‌های عفونی (NIAID) برای آزمایش فرستاده شد. NIAID در ۱۹۴۸ تأسیس شد، بنابراین جالب است که در سال‌های اولیه تأسیسش بستری برای تکنولوژی‌ای شد که برای هماتولوژی بسیار تحول‌آمیز بود، به‌علاوه این دستگاه برای این تیم از محققان پیشرو در آن زمان بسیار مؤثر بود، به‌صورتی که آن را فوراً برای دومین تیم در مؤسسه ملی سرطان فرستادند و اینجا بود که دومین گزارش به‌وسیله George Brecher و گروهش تنها دو ماه پس از اولین مقاله منتشر شد. اهمیت تکنولوژی کولتر خیلی زود مشخص شد.
هرچند شمارشگرها در اصل در کارگاه زیرزمینی والاس ساخته می‌شدند، اما فقدان فضای کافی و این حقیقت که تیم مهندسی و تیم ساخت او از یکدیگر مجزا بودند؛ نهایتاً آزمایشگاه را مجبور ساخت تا هر دو گروه را در دو طبقه از یک ساختمان جدید در نزدیکی یک خط راه‌آهن چهار بانده در شیکاگو منتقل کند. با وجود اینکه فضای جدید بهتر از آزمایشگاه زیرزمینی بود و امکان گسترش چشمگیر در کار را به‌وجود آورده بود، اما هر زمان که قطار از کنار ساختمان عبور می‌کرد؛ تمام آزمایش‌ها متوقف میشد، زیرا به دلیل لرزش شدید، دستگاهها کالیبره نمی‌شدند و به‌ناچار کار متوقف میشد. با این حال بسیاری از دستگاههای مدل A در همین مکان ساخته شد؛ هرچند بر اساس گفته‌های روبرت کلین که در آن زمان سرپرست مهندسان بود، مدل A برخی محدودیت‌های الکترونیکی جدی داشت؛ این مدل فاقد پایداری دامنه بود و بنابراین تعیین اندازه ذرات تا حد بالایی غیردقیق بود. یکی از راه‌حل‌های مبتکرانه‌ای که والاس برای این مشکل اندیشید گذاشتن دو روزنه بر روی A بود، یکی با سایز نرمال و دیگری بسیار کوچک. روزنه کوچک نسبت به روزنه دیگر می‌توانست شمار بالاتری را شمارش کند؛ با این وجود به دلیل اینکه حجم هر دو روزنه مشخص بود، تفاوت بین این دو روزنه به آنها اجازه برون‌یابی نمودار به صفر برای تعیین شمارش دقیق را می‌دهد. یک سری نمودارهای رسم‌شده به کاربر این امکان را می‌دهد تا شمارش واقعی را با اعمال فاکتور تصحیح تشخیص دهد.
طبیعتاً والاس مشکلات موجود در مدل A را تشخیص داده بود؛ اینکه دستگاه نمی‌توانست سایز ذرات را تعیین کند و برای اصلاح این اشکالات در مدل B تلاش می‌کرد. اولین پیشرفت، ایجاد پایداری دامنه بود که تعیین سایز دقیق ذرات را ممکن ساخت. مزیتی که اکنون والاس از آن برخوردار بود این بود که بسیاری از دستگاهها قبلاً در این عرصه بودند و کاربران، خودشان اصلاحات و تغییرات احتمالی که می‌توانست باعث بهبود عملکرد دستگاه شود را شناسایی کرده بودند. مدل C متعاقباً برای استفاده صنعتی ساخته شد و هرگز قرار نبود یک دستگاه پزشکی باشد. این مدل دستگاه بزرگی بود با دو rack شامل ۱۲ رله و هر یک دارای پتانسیومترهای موتوری و تعداد زیادی لوله‌های وکیوم power-hungry بودند، کل یونیت ۲۰ کیلووات انرژی مصرف می‌کرد؛ معادل نیروی لازم برای شارژ کردن ۴۰۰۰ آیفون به‌صورت همزمان. تنها تعداد کمی از این دستگاه ساخته شد اما این دستگاه مطابق آخرین پیشرفت‌ها بود و یک گام مهم در برنامه‌های گسترش تکنولوژی کولتر محسوب میشد. مدل FN، چهارمین سل‌کانتر کولتر بود (شکل 4) که در سال ۱۹۶۸ ساخته شد. این مدل، نسخه تمام ترانزیستوری مدل B بود که در آن والوهای 50 پالسی موجود در مدل B به بردهای مدار کوچکی که با ترانزیستورها محصور شده بودند، تبدیل شده بودند و لذا این دستگاه حیاتی‌ترین دستگاه برای آزمایشگاه کوچک هماتولوژی محسوب میشد.
تجارت شمارشگر الکتریکی به حدی موفق بود که سرانجام والاس در سال ۱۹۵۸، منابع لازم برای انتقال کل کسب‌وکار خود به منطقه‌ای با آب و هوای گرم‌تر را در اختیار داشت و به Hialeah در فلوریدا نقل‌مکان کرد. آنها در طول زمانی که در شیکاگو بودند، مدل‌های A، B و C را ساختند و یک زنجیره تولید و توزیع قوی را در سراسر کشور و در واقع در سراسر جهان بنیان نهادند. والاس کولتر به‌خوبی می‌دانست که اکنون تکنولوژی او یک جزء حیاتی در تشخیص‌های پزشکی را به خود اختصاص داده است و از این رو دستگاههای او جای خود را در عرصه هماتولوژی پیدا کرده بودند.
سل سورتر
هرچند والاس کولتر در اختراع سل سورتر نقش نداشت اما «تکنولوژی شمارش سلولی مبتنی بر امپدانس» او، اساس اختراع سل سورتر توسط Mack Fulwyler بود. تاریخچه اختراع سل سورتر کاملاً با سایتومتری و ایمونولوژی گره خورده است و همینطور نشان می‌دهد که ایده‌های تحول‌گرایانه کولتر چگونه ایده‌هایی بودند. این داستان توسط Mack Fulwyler در مقاله‌ای که اخیراً بر اساس یک ویدیوی ضبط‌شده از گفتگوهای Fulwyler در مورد شکل‌گیری تکنولوژی اصلی سل سورتر به چاپ رسیده، روایت شده است.
علاقه Fulwyler به طراحی یک دستگاه جداکننده سلولی، بر اساس کارهایی بود که درLos Alamos Scientific Laboratory (آن‌گونه که در آن روزها نامیده میشد)؛ در زمانی که تمام توجهات به تأثیر تشعشع بر روی سلامتی و تندرستی معطوف شده بود؛ انجام میشد؛ به‌ویژه تغییراتی که در اثر تشعشع بر تعداد و عملکرد سلول‌های خونی ایجاد میشود، بسیار جالب‌توجه بود. پاتولوژيستی به نام C.C. Lushbaugh در این آزمایشگاه با یکی از دستگاههای ساخت والاس کولتر، شمارشگرهای کولتر با روزنه ۱۰۰ میکرونی کار می‌کرد. این دستگاهها به مدت چندین سال در بازار موجود بودند و راه خود را هم به آزمایشگاه‌های پاتولوژی و هم به مراکز تحقیقاتی باز کرده بودند. محیطی که Lushbaugh در Los Alamos در اختیار داشت، محلی بود که گستره وسیعی از تکنولوژی‌های توسعه‌ای در آن در دسترس بود. Lushbaugh با استفاده از این منابع الکترونیکی، آنالیزور پالس- ارتفاع ۱۰۰ کاناله (PHA) را در شمارشگر کولتر ادغام کرد و دادههای چندبعدی از شمارش سلول‌های خونی را به دستگاه داد. Lushbaugh معتقد بود که یک جمعیت دونمایی از RBCها را در یک شخص شناسایی کرده است و توزیع حاصله (شکل 5) را در مقاله‌ای در سال ۱۹۶۲ به چاپ رساند. طی دو تا سه سال بعد، بحث‌های قابل‌توجهی در آزمایشگاه پیرامون تفسیر Lushbaugh از توزیع‌های دونمایی، درگرفت. در این راستا چند مقاله به چاپ رسید، از جمله Leif و Van Dilla که به نظر ایشان، این دو نمایی شدن یک نتیجه کاذب بوده است که در اثر افزایش ولتاژ دستگاه توسط Lushbaugh به‌منظور بدست آوردن سیگنال‌های بیشتر برای آنالیزور پالس- ارتفاع خود، به دست آمده است. در این زمان، Mack Fulwyler در آزمایشگاه مشغول به کار بود؛ او به‌عنوان یک مهندس، طرح آزمایشی مطالعه Lushbaugh را به‌دقت ارزیابی کرد و چنین نتیجه گرفت که دستگاه ممکن است به‌طور نامناسب تنظیم شود و در نتیجه توزیع‌های اشتباهی ایجاد کند. Fulwyler توجه داشت که Lushbaugh قبلاً نشان داده است که بین جمعیت‌های RBCها تفاوت ظاهری میکوسکوپیک وجود ندارد. او تصمیم گرفت که تنها راه برای اثبات اینکه جمعیت‌های دونمایی متفاوت هستند، این است که آنها را به لحاظ فیزیکی از یکدیگر جدا کند. از آنجا که در سال ۱۹۶۳ و ۱۹۶۴ هیچ تکنولوژی برای این کار وجود نداشت Fulwyler این شرایط را برای طراحی وسیله‌‌ای به‌منظور به انجام رساندن این جداسازی بررسی کرد.
به دلیل اینکه تکنولوژی متمایز ساختن بر اساس روش کولتر بود، Fulwyler تصدیق کرد که این روش، روش بنیادی برای جداسازی RBCها است، سپس Fulwyler از اختراع الکترواستاتیک چارت رکوردر توسط Richard Sweet آگاه شد. Sweet مشغول انجام کاری برای US Signal Corp بود و تلاش می‌کرد فرکانس‌هایی را ثبت کند که برای چارت رکوردر‌های استاندارد که از (pen type traces) استفاده می‌کردند، بسیار بلند بود. بدین ترتیب او معیارهای پیزو- ویبراسیون که قطره‌های کوچک جوهر را روی کاغذ ثبت می‌کند و می‌تواند در ثبت فرکانس‌های بالا مؤثر باشد را طراحی کرد. سر دستگاه زمانی که به تقویت‌کننده سیگنال وصل باشد، به تغییرات ولتاژ پاسخگو خواهد بود؛ جریانی از جوهر این تغییرات در ولتاژ را دنبال می‌کند، بنابراین نوسان‌سنج ثبت‌کننده (recording oscillograph) خود را که اولین پرینتر جوهرفشان بود، ساخت (عکس ۶). طی نامه‌نگاری‌هایی در سال ۱۹۶۴ بین Fulwyler و Sweet، مشخص شد که بهترین راه برای ساخت دستگاه جداساز سلولی، ادغام کردن حجم حاصل از دستگاه کولتر با سر (head) جوهرافشان هدایت‌شده توسط پیزو با طراحی سفارشی خواهد بود. Fulwyler طی چند ماه به این شاهکار دست یافت و اولین سل سورتر الکترواستاتیک را ساخت، سر این سل سورتر در عکس ۷ نشان داده شده است. دستگاه نهایی توانایی جداسازی گلبولهای قرمز از هر جمعیت دونمایی که توسط Lushbaugh تشخیص داده شده بود را داشت. برای Fulwyler عجیب نبود که هر جمعیت طبقه‌بندی‌شده دیگری نیز دونمایی باشد و این نشان می‌دهد دونمایی اولیه که توسط Lushbaugh شناسایی شده بود مصنوعی و ناشی از آنالیز نادرست پالس- ارتفاع بوده است. Fulwyler نتایج تحقیقاتش را در مجله Scinece منتشر کرد و در سال ۱۹۶۹ موفق به دریافت Phd از دانشگاه کلرادو شد.
درحالی‌که امروزه تعداد معدودی از فلوسایتومترها از دستگاه کولتر استفاده می‌کنند، دستگاه Fulwyler که بر اساس دستگاه کولتر بود را می‌توان مقدمه ساخت جدیدترین دستگاههای سل سورتر و فلوسایتومتر در نظر گرفت. هرچند که بسیاری از مفاهیم اساسی در طی سال‌ها توسط Gucker و Moldavan و Kamentsky پیشرفت کرده بود، مطمئناً ساخت دستگاه فلوسایتومتری توسط Fulwyler بود که منجر به جلب نظر‌ها به این رشته شد.
کدورت رادیو- فرکانس
شاید به دلیل طبیعت کنجکاو والاس و یا به دلیل اشتغال او در ابتدای جوانی در یک ایستگاه رادیویی بود که باعث شد او فرکانس رادیویی و دستگاه کولتر را به هم مرتبط کند و اصطلاح جدیدی به نام «کدورت رادیو فرکانس» را ابداع کند. ایده اولیه او این بود که دستگاه کولتر برمبنای تکنولوژی خود اندازه (سلول) را می‌سنجد ولی افزودن بخشی به این دستگاه که فرکانس بالا تولید می‌کند، اجازه می‌دهد که سیگنال (تولیدشده) که متناسب با امپدانس است یک سنجش مبتنی بر فرکانس رادیویی و بیانگر کدورت سلول باشد. اولین درخواست حق ثبت اختراع او در این زمینه در سال ۱۹۶۶ فرستاده و در سال ۱۹۷۰ منتشر شد؛ این، اولین استفاده از این تکنولوژی بود که به یکی از تکنولوژي‌های اساسی هماتولوژی در دستگاه کولتر تبدیل شد و تا به امروز به قوت خود باقی مانده است. والاس کولتر استدلال کرد که با اضافه کردن سنجش سیگنال‌های جدید، به‌طور همزمان، امکان کاهش نویز‌های مقادیر اندازه‌گیری‌شده و تعیین خواص متفاوت سلول‌ها فراهم میشود. در آن زمان لنفوسیت‌ها تنها به لنفوسیت کوچک و بزرگ طبقه‌بندی شده بودند؛ دیگر گلبولهای سفید به علت تفاوت‌های مورفولوژیکی بیشتر، از نظر حیطه عملکردی بهتر شناخته شده بودند. روشن است که در نسخه اصلی ثبت اختراع کولتر، هدف اصلی او ایجاد سیستم طبقه‌بندی سلولی جامع‌تر بود. ایده او این بود که با استفاده از این ابزار جدید، می‌توان به‌خوبی تغییرات دامنه، تغییرات فازی را هم به دست آورد. علاوه بر آن کولتر پیش‌بینی می‌کرد که اجزاء چند فرکانسی هم، بسته به جریان انرژی می‌توانند در ناحیه حسگر حضور داشته باشند و این اجزاء نیز می‌توانند به‌وسیله «خاصیت فاز و فرکانس متفاوتشان» جداسازی شوند. کولتر باور داشت که با استفاده از این روش می‌توان جزئیات بیشتری درباره ماهیت سلول‌ها بدست آورد. قابل ذکر است که ثبت این اختراع دقیقاً بعد از اینکه Fulwyler مقاله سل سورتر خود را در سال ۱۹۶۵ منتشر کرد و چند سال بعد از اینکه کولتر از شیکاگو به Hialeah نقل‌مکان کرد منتشر شد؛ تا این زمان او به‌شدت درگیر ساخت دستگاههای آزمایشگاه‌های تحقیقاتی و بالینی پزشکی بود.
واضح است که کولتر همواره در تلاش برای یافتن فرصت‌هایی برای بهبود شمارشگر کولتر بود. چندین سال برای یک پیشرفت اساسی که کولتر S بود برنامه‌ریزی شده بود. در حقیقت مفهوم و تئوری کولتر S در شیکاگو در سال ۱۹۵۸ و قبل از نقل‌مکان او به فلوریدا پدید آمده بود. جالب‌توجه است که برخی از تکنولوژی‌های موردنیاز برای ساخت کولتر S هنوز حتی بوجود نیامده بودند، اما با این حال تصویر کلی ساخت دستگاه هماتولوژی تمام اتوماتیک و چند پارامتری در ذهن والاس کاملاً روشن بود. در واقع والاس، تیم مهندسی‌اش را به سمت تمام اتوماتیک بودن هدایت کرد. تکنولوژی کدورت تبدیل به کلید توسعه‌های آتی تکنولوژی کولتر شد. توانایی فوق‌العاده والاس در پیش‌بینی آینده در درخواست ثبت اختراع ۳.۵۰۲.۹۷۴ که در سال ۱۹۸۶ ارائه و در ۱۹۸۸ منتشر شد، مشهود است. توانایی تمایز بین ذرات با اندازه یکسان ولی با ترکیب متفاوت برای این تکنولوژی اساسی بود. این مفهوم چندوجهی به والاس اجازه داد تا دستگاهش را گسترش دهد و واحد‌ها‌ی کمی که قبلاً غیرممکن بود را بسازد، حتی در زمانی که دیگران تبدیل به رقیبان جدی در همان رشته‌ای که والاس خلق کرده بود، می‌شدند.
آنالیز هموگلوبین
در سال ۱۹۷۸ اختراع US4250051 به مالکیت Douglas Armstrong که به کولتر الکترونیک اختصاص داده شده بود، منتشر شد و روشی را برای تعیین دقیق غلظت هموگلوبین با استفاده از روش لیز گلبول قرمز با ساپونین و تکنیک پایدارسازی وضعیت هموگلوبین را پوشش داد. درحالی‌که این پروسه برای چندین سال در دسترس بود، درخواست کمپانی‌ها منجر به ساخت دستگاه‌هایی در مقیاس بزرگ شد.
والاس در حقیقت از سال ۱۹۴۹ از ساپونین برای لیز سلول استفاده می‌کرد. درحالی‌که به‌طور کامل معلوم نیست که این ایده را از کجا بدست آورد، مدت‌ها بود که ساپونین به‌عنوان ماده شیمیایی مناسبی برای لیز گلبول قرمز شناخته شده بود. در حقیقت در سال ۱۹۳۴Frick و Curtis روی همین موضوع کار کرده بودند. این محققان روی مقاومت الکتریکی سوسپانسیون‌های RBC همولیزشده پستانداران مطالعه می‌کردند. در واقع بخش بحث در این مقاله دانش ژرفی درباره ویژگی‌های گلبولهای قرمز و نقش انواع مختلف معرف‌‌های لیزکننده‌‌ی سلولی که مهم‌ترین آنها ساپونین است به ما می‌دهد. این نوع اطلاعات به احتمال زیاد در اختیار والاس کولتر بود. اگر او به دنبال این پژوهش می‌گشت، این نوشته را می‌شناخت. علاوه بر آن، از آنجا که مقاله به‌جای زیست‌شناسان توسط بیوفیزیک‌دانان نوشته شده بود، والاس کولتر می‌توانست مفاهیم را کاملاً درک کند، از این گذشته رابطه نزدیک بین ویژگی‌های الکتریکی سلول و امکان سنجش پتانسیل که Ponder پیشنهاد کرده بود در این مقاله به‌روشنی شرح داده شده بود. والاس کولتر بلافاصله متوجه شد که معرف حداقل به اندازه خود دستگاه مهم است و معرف ساپونین اولین معرفی بود که کولتر ساخت و تا به امروز به فروش می‌رود. هر کسی شگفت‌زده میشود وقتی فکر کند که چند ویال از ساپونین در سرتاسر جهان از کارخانه‌های مختلف کولتر، طی ۶۰ سال گذشته به فروش رفته است.
نیروی دریایی و شمارشگر کولتر
چندین یادداشت جالب در ارتباط با اینکه چطور والاس کولتر در جنبه‌های مختلف محیط‌های علمی، اعتبار به دست آورد، نوشته شده است. یکی از این جنبه‌ها اداره تحقیقات نیروی دریایی بود. چندین نقل‌قول درباره تعاملات او با نیروی دریایی نوشته شده است ولی هیچکدام از آنها نمی‌توانند کاملاً تأیید شوند. ما می‌دانیم که والاس کولتر با ONR قرارداد داشت؛ همانطور که پیش از این ذکر شد، دانشمندان NIH که مدل A را ارزیابی کردند، خاطرنشان کردند دستگاهی که دریافت شد مستقیماً از ONR رسید. اشاراتی به استفاده‌ی او از تکنولوژی شمارشگرش برای تست ذرات ریز رنگ در آزمایشگاه زیرزمینی‌اش نیز شده است. روایت دیگر این است که هنگامی که با رنگ سرگرم بود به این نتیجه رسید که از آنجا که بین انسجام خون و رنگ‌هایی که او آزمایش می‌کرد تشابهاتی هست، خون می‌تواند جالب‌توجه باشد. صحت این روایت‌ها نامعلوم است. صرف‌نظر از اینکه کدامیک از روایات بالا واقعیت دارند، روشن است که والاس کولتر از هیچ تلاشی در زمینه پژوهش و آزمایش برای افزایش اثربخشی تکنولوژی‌اش فروگذار نکرد. کاری که والاس برای نیروی دریایی انجام داد به‌خوبی، ارزش و اهمیت تکنولوژی شمارش صحیح را نشان داد. جنبه‌ی صنعتی تجارت والاس بخشی بود که او فعالانه دنبال کرد. در حقیقت در آوریل ۱۹۵۹ تبلیغات در Analytical Chemistry قرار گرفت و کولتر اظهار کرد شمارشگر کولتر از زمانی که اولین بار توزیع شد در بیش از ۵۰ آزمایشگاه صنعتی برجسته موجود بوده است، او همچنین ادعا کرد این دستگاه در بیش از ۲۰۰ مرکز پزشکی- زیستی نیز استفاده میشد. دو سال بعد در اکتبر ۱۹۶۲ کولتر در تبلیغی که در Analytical Chemistry قرار گرفت ادعا کرد که تاکنون از تکنولوژی‌اش در ۱۵۰۰ مورد استفاده شده است.
خرد حفاظت از دارایی
والاس کولتر چیزی بیشتر از فقط یک مهندس خوب بود. او یک تاجر موفق نیز بود و توجه زیادی به مراقبت از اختراعاتش کرد. یکی از اولین چالش‌ها در اواخر دهه ۱۹۵۰ از آزمایشگاه Los Alamos Scientific Laboratory (LASL)بود (امروزه به LANL معروف است Los Alamos National Laboratory)؛ جایی که پاتولوژیستی به نام C.C. Lushbaugh از شمارشگر کولتر برای انواع اندازه‌گیری‌ها به‌خصوص مطالعه روی گلبولهای قرمز خون استفاده می‌کرد. او به امید آنکه بتواند پالس‌های تولیدشده در نوسان‌سنج را در کانال‌های متفاوت جدا کند جدیدترین آنالیزورهای چندکاناله را در یک دستگاه ادغام کرده بود. او به‌درستی حدس می‌زد که ارتفاع‌های متفاوت پالس‌ها بیانگر ویژگی‌های سلولی خاصی میباشند و بنابراین او می‌تواند تفاوت‌های موجود در جمعیت‌ها را با استفاده از این گزینه چندکاناله‌ی تک پارامتر شناسایی کند.
مواردی که او منتشر کرد توجه والاس را به این کار که با استفاده از تکنولوژی او بود جلب کرد. والاس متوجه حداقل دو مشکل عمده در مسائل تجاری و علمی شد؛ اولاً والاس دستگاه آنالایزر چندکاناله نداشت و مشخصاً به آن نیاز بود، دوماً واضح بود که مهندسان و دانشمندان LASL در حال ساخت تکنولوژی مبتنی بر امپدانس خودشان بودند و والاس نگران بود که آنها حق ثبت اختراع او را نقض کرده باشند. او بلافاصله از آزمایشگاه شکایت کرد تا از تکنولوژی‌اش حفاظت کند. در‌نهایت وقتی والاس متوجه شد که Los Alamos تنها مشغول تحقیق بود و قصد تجاری‌سازی نداشت، شکایت خود را پس گرفت. کولتر الکترونیک به فراهم‌سازی پروب‌های شیشه‌ای با کانال‌هایی با اشکال و اندازه‌های مختلف برای آزمایشگاه اقدام کرد تا به پیشرفت کار کمک کند (Scott Cram، مکاتبه شخصی). در نتیجه چند تن از دانشمندان LASL شامل Marvin Van Dilla، Mack Fulwyre و Scott Cram مشاوران والاس کولتر شدند . بدین ترتیب والاس با همکاری یکی از مؤسسات پیشروی تکنولوژی در کشور، همزمان هم از تکنولوژی‌اش حفاظت کرد و هم آن را ارتقا داد.
والاس کولتر در تمام عمرش شدیداً از اختراعاتش به‌طور قانونی حفاظت کرد. او ماهیت رقابت را می‌شناخت و در طی سال‌ها در چندین دادرسی قضایی درگیر شد، در بعضی پیروز شد و بعضی را باخت.
تأثیر والاس کولتر بر فلوسایتومتری
بعد از اینکه Fulwyler در سال ۱۹۶۵ ساخت اولین سل سورترش را به پایان رساند، با دستگاه جدیدش به دانشگاه کلرادو نقل‌مکان کرد تا دوره Phd خود را بگذراند. در سال ۱۹۶۹ بهLos Alamos بازگشت که در آنجا مأمور اصلی پروژه اتوماسیون ردیابی سرطان گردن به‌وسیله فلوسایتومتری به سرمایه‌گذاریNational Cancer Institute بود، هرچند به علت مشاوره‌اش به والاس کولتر تضاد منافع وجود داشت. Fulwyler با دیدن فرصت سرمایه‌گذاری برای تجارت سل سورتر تصمیم به ترک LASL گرفت و Particle Technologies, Inc را تأسیس کرد. PTI یک استارتاپ کوچک بود که مستقیماً توسط والاس کولتر و به‌طور فرعی کولتر الکترونیک سرمایه‌گذاری شده بود.
تا این موقع والاس کولتر کمپانی بزرگی در فلوریدا ساخته بود و به‌طور تنگاتنگ در هر چیزی که به حوزه شمارش ذرات و سلول ارتباط داشت، دخیل بود. والاس از نزدیک موقعیت را در Los Alamos پیگیری می‌کرد همانگونه که استفاده از تکنولوژی دستگاه کولتر را بررسی می‌کرد و حاضر به از دست دادن کنترل آن نبود. سرمایه‌گذاری بر کمپانی Fulwyler روشی برای پیشرفت تکنولوژی و کنترل این حوزه‌ی متلاطم بود. Particle Technology بر روی تغییر ماهیت سل سورتر Fulwylerبه ماهیت تجاری تمرکز کرده بود. Mack مهندسانی استخدام کرد که شروع به ساخت دستگاههای بزرگ کردند. سورتر اصلی ساخته‌شده توسط Fulwyler نیز بزرگ بود و نمونه‌ای از یک تکنولوژی مبتنی بر (valve amplifier) و ردیفی از دستگاه‌هایی با اجزا بزرگ بود که در کنار یکدیگر یک دستگاه آنالیتیکال را تشکیل می‌دادند. امروزه شواهد محکمی مبنی بر اینکه Fulwyler و Van Dilla و احتمالاً بقیه کارکنان LASL، چند ماه بعد از تکمیل سل سورتر اصلی در سال ۱۹۶۵ فعالانه روی آنالیز فلورسانس کار می‌کردند؛ وجود دارد. در حقیقت در اسناد Smithsonian نقل شده است که Boris Rotman در سال ۱۹۶۶ از آزمایشگاه بازدید و Fulwyler را به ساخت سل سورتر با توانایی فلورسانس به‌طور مخصوص برای او ترغیب کرد. Rotman قبل از این مقاله‌ای بر اساس سوبستراهای فلورژنیک برای بتا D گالاکتوزیداز و فسفاتاز که از فلورسین (fluorescin) مشتق شده بودند در سال ۱۹۶۳ منتشر کرده بود. بر اساس بحث Rotman در اسناد Smithsonian، روشن است که اندک زمانی پس از انتشار سل سورتر Fulwyler، Rotman با وی ملاقات نمود و به توافقی برای ساخت نمونه‌ای از دستگاه اصلی دست یافتند. در واقع دستگاهی که توسط Fulwyler ساخته و به آزمایشگاه جدید Rotman در دانشگاه Brown در سال ۱۹۶۷ فرستاده شد، دستگاهی مبتنی بر فلورسانس به همراه یک PMT منفرد بود که در آن زمان حدود ۵۰۰۰ دلار قیمت داشت. تا قبل از ۱۹۶۷ Fulwyler بر روی رنگ‌آمیزی acriflavine-feulgen برای اندازه‌گیری مقدار DNA و دستگاه کولتر کار می‌کرد؛ متعاقباً به‌جای دستگاه کولتر، آنالیز فلورسانت به روش انتخابی جداسازی سلول تبدیل شد. هدف Fulwyler استفاده توأم دستگاه کولتر و ردیابی فلورسانس در دستگاه جدیدش بود. مشخص شد که Leonard Herzenberg در دانشگاه استنفورد نیز بر روی همین هدف کار می‌کرد. جالب است که تصمیم‌گیری والاس برای تأسیس Particle Technologies و همکاری با Fulwyler در اول اکتبر سال ۱۹۷۱ تقریباً همزمان با مذاکرات Becton Dickinson Laboratory Electronics برای همکاری با Herzenberg روی پروژه او بود که این توافق بین تاریخ سوم نوامبر تا پانزدهم دسامبر ۱۹۷۱ به وقوع پیوست.
Fulwyler به مدت یک سال Bon Auer را برای کمک به پیشرفت تکنولوژی‌اش استخدام کرد که این عمل تماماً توسط والاس کولتر سرمایه‌گذاری شده بود. مدت کوتاهی بعد از اینکه Auer رسید،John Glasgow مهندس سازنده آنالایزر دو پارامتری (TPA) کمپانی را ترک کرد. این دستگاه تقریباً کوچک (تقریباً به اندازه دو دستگاه شمارنده کولتر معمولی) قرار بود در Hialeah ساخته شود (مکاتبات خصوصی Robert Auer)، هرچند مشکلی وجود داشت؛ تکنولوژی آن خیلی پیچیده‌‌تر از شمارشگرهای سلولی تولیدشده در Hialeah بود و پیشرفتی در این زمینه ایجاد نمی‌شد، سپس پروژه به همراه پروژه سورتر دو پارامتری (TPS) برای تولید به Auer در Alamos Los و متعاقباً انتقال آن به Hialeah تحویل داده شد (عکس ۸). در آن واحد مهندسان دیگر روی چندین دستگاه بزرگ دیگر کار می‌کردند، یکی از آنها به نام Super Dooper Sorter (SDS-1) خوانده میشد و دستگاه بزرگی با توانایی رنگ‌آمیزی فلورسانت دو رنگ، پراکنده‌ســــــاز رو به جـــلو (forward scatter) و دستگاه کولتر بود و با کامپیوتر فرمان‌دهنده PDP 8 با صفحه نمایش گرافیکی و صفحه نمایش ۴۰۱۰ tektronic کار می‌کرد. داده‌ها و پروتکل‌ها بر نوارهای کارتریج Tridata ذخیره میشد (مکاتبات خصوصیRobert Auer). فرایند القا توسط لیزر ۵ واتی آرگون به نام Spectra Physics 165 انجام میشد. پروتوتیپ دوم این دستگاه با Spectra Physics 162 که لیزر ۱۵ میلی‌واتی یون آرگون کار می‌کرد و همچنین از کامپیوتر PDP 8 و سیستم اکتساب داده (data-acquisition system) نیز استفاده می‌کرد. پروتوتیپ سوم به نام SPA-1، آنالایزر فلورسانتی تک‌رنگ با همان لیزر ۱۵ میلی‌واتی یون آرگون Spectra Physics به همراه آنالایزر سخت‌افزاری پالس- طول بود (عکس ۸).
در نوامبر سال ۱۹۷۳، کولتر و تیم مدیریتش در بر سر راه جلسه بنیاد مهندسی روی سیتولوژی تحلیلی در Asilomar، ازLos Alamos بازدید کردند. در این جمع Robert Klein و Walter Hogg، مدیر‌عامل کولتر الکترونیک نیز حضور داشتند. ظاهراً Fulwyler در این جلسه به‌سختی برای جلب حمایت کولتر الکترونیک برای ساخت سل سورتر بزرگ که از نظر او دستگاهی اساسی برای ابداعات بیولوژیکی بود، تلاش می‌کرد. ظاهراً تیم والاس این فلسفه را نپذیرفت و بیشتر به دستگاه کوچک‌تر و قابل‌حمل‌تر که برای تجارت هماتولوژی توسعه داده بودند، تمایل داشتند. در آوریل ۱۹۷۴ کولتر در جلسه FASEB در شهر آتلنتیک (Atlantic city)، هر دو دستگاه TPA-1 و TPS-1 را ارائه کرد. Becton Dickinson اولین دستگاه FACS را در همان جلسه ارائه کرد و اعلام کرد آنها تنها کمپانی عرضه‌کننده فلوسایتومتر تجاری خواهند بود. والاس طبیعتاً به علت غرور مدیریتی خود، تصمیم گرفت که کمپانی او نیز در غرفه خود فلوسایتومتر به نمایش بگذارد و تیم را مجبور به آماده‌سازی به‌موقع دستگاه کرده بود. جالب اینجاست که این دستگاهها نسبتاً دستگاههای کوچکی بودند و با فلسفه اصلی والاس که بیان می‌کند اگر نتوانی دستگاه را در پشت ماشین حمل بار قرار دهی و به آزمایشگاه مشتری ببری، نمی‌توانی آن را بفروشی، مطابقت می‌کردند. هر دو خیلی کوچک و فشرده بودند و شبیه شمارشگر بزرگ کولتر بودند.
هدف این بود که تا آخر سال ۱۹۷۴، تکنولوژی دستگاههای TPS و TPA برای تولید به مرکز ســـاخت Hialeah منتقل شود. هرچند مشکلات بزرگی بر سر راه تولید بود و از Auer درخواست شده بود که تا تابستان ۱۹۷۵، یعنی زمانی که ۴ دستگاه پروتوتیپ بازطراحی‌شده‌ی TPS-1 به Hialeah تحویل داده شـــود، به کارش در Los Alamos ادامه دهد. یکی از آنها به Dr. Leon Wheeless و Dr. Paul Horan در دانشگاه روچستر فرستاده شد. یکی از ویژگی‌های جدید این دستگاههای بازطراحی‌شده، سنسور پراکنده‌ساز جدیدی بود که توسط کولتر الکترونیک ثبت شده بود.
اگرچه Fulwyler مدیر و مؤسس Particle Technologies بود، اما بعنوان مشاور فعالیت می‌کرد. از آنجا که والاس مالک کمپانی بود و Fulwyler تنها عملیات را اداره می‌کرد، در تصمیم‌گیری‌های مرتبط با هدایت و مدیریت کمپانی، والاس و تیمش تصمیم نهایی را می‌گرفتند. Fulwyler علاقه‌مندی‌های گسترده‌ای داشت؛ یکی از چیزهایی که او را هیجان‌زده می‌کرد، به‌کارگیری مفاهیمی همچون سیستم شمارش سلول زنده/ مرده بود. چنین سیستمی قبلاً در سایتوگراف مبتنی بر لیزر قرمز دو پارامتری سیستمهای بیو/فیزیک Kamentsky که در آغاز ۱۹۷۰ ساخته شده بود وجود داشت. کلیدی برای مفهوم متمایز ساختن زنده- مرده، ترکیب پراکنده‌ساز رو به جلو و خاموش‌سازی (extinction) بود که به ایده‌ی تشخیص بر روی میکروسفر (diagnosis on a microsphere) منجر شد. Fulwyler مانند کولتر علاقه زیادی به توسعه ابزارآلات تشخیص بیماری‌های مختلف انسانی داشت. درخواست حق ثبت اختراع او به علت تضاد با درخواست Technican شکست خورد، ولی در نهایت در انگلستان ثبت شد.
اطلاعاتی که Fulwyler از مشتریان به دست آورده بود نشان می‌داد که دستگاههای بزرگ مرسوم خواهند شد. در ۱۹۷۴ Fulwyler قراردادی با NIH برای ساخت و تحویل یک سورتر چند پارامتری، برای Dr.Chet Herman در NCI منعقد کرد. James Corll از شرکت PTI((Particle Technologies Inc در نامه‌ای در ۲۴ می ۱۹۷۴ به مرکز تهیه NIH درباره صدور قرارداد NIH به PTI برای یک سل سورتر بیولوژیکی مذاکره کرد. او در این نامه شرح داد:
این دستگاهها بسیار پیچیده هستند و به‌تازگی توسعه پیدا کرده‌اند و اصطلاحات فنی همراه با این دستگاهها- کلمات، نام‌ها و شرح کار- هنوز به‌طور جهانی پذیرفته نشده است.
پروتوتیپ SDS-1 به سل سورتر الکتریکی قابل برنامه‌ریزی و منحصربه‌فرد (EPICS 2: (Electronically Programmable Individual Cell Sorter تبدیل شد و این دستگاه در ۱۹۷۴ برای Dr. Chet Herman در NIH ارسال شد (عکس ۹). روشن است که Fulwyler با تمام سرعت به سمت آنچه فکر می‌کرد پتانسیل تجاری بالایی برای سل‌سورتر‌ها خواهد داشت، پیش می‌رفت، هرچند این فلسفه، با عقیده والاس کولتر سازگاری نداشت. سابقه کاری والاس کولتر بر روی دستگاههای کوچک و قابل‌حمل او را در فلسفه خودش محدود کرده بود. اگر چیزی برای والاس اساسی بود، آن عقیده، توانایی بهره‌برداری شخصی دستگاه در آزمایشگاه مشتری بود؛ بنابراین دستگاه باید کوچک و قابل‌حمل می‌بود. وقتی والاس اندازه بزرگ سل سورترها را دید، او و مهندسانش، به‌ویژه Bob Klein مصمم شدند که در این جهت حرکت نکنند. Fulwyler سال‌های ۱۹۷۳ و ۱۹۷۴ را به ساخت دستگاههای نسبتاً بزرگ گذرانده بود. از آنجا که منبع اولیه القای نوری، لیزر بزرگ Spectra Physics، مدل ۱۶۴ و با قدرت ۴ وات بود که چندین فوت طول داشت و نیاز به منبع برقی به وزن ۱۰۰ پوند با لوله‌های آب و کابل برق ۲۰۸ ولتی داشت، تمرکز کردن روی دستگاههای کوچک مشکل بود. در این زمان Fulwyler روی TPA-1 و TPS-1 کار می‌کرد و با دانشــــــمندان مشاور‌ش در Los Alamos،Marvin Van Dila وScott Cram همکاری می‌کرد.
تمام افراد موفق تصمیم‌هایی می‌گیرند که طبق آنچه در نظر دارند پیش نمی‌رود و بعضی از تصمیمات به ضرر آنها تمام میشود. والاس نیز از این امر مستثنی نبود. یکی از تصمیمات خیلی بد، تصمیم اولیه والاس مبنی بر رها کردن سل سورترهای بزرگ و گران‌قیمت بود. این تصمیم باعث تعطیل شدن Particle Technologies شد، کمپانیی که توسط والاس سرمایه‌گذاری شده و توسط Mack Fulwyler اداره میشد. این تصمیم تا حدی به Becton Dickinson اجازه داد برای ۵ سال بدون هیچ رقیب مهمی، دستگاههای بزرگ ساخته و بفروشد. در این زمان کولتر متوجه شد که اشتباه بزرگی کرده و در نهایت نظرش را درباره ساخت دستگاههای بزرگ تغییر داد. طولی نکشید که او این اشتباه را جبران کرد.
دیدگاه Fulwyler در مورد فلوسایتومتری
برنامه Fulwyler برای سل سورتر در سندی با جزئیات مطرح شد و در ۲۴ آگوست سال ۱۹۷۳ برای والاس و تیمش در Hialeah فرستاده شد. او برنامه‌اش برای سل سورتری بزرگ با دو ردیاب فلورسانس، یک پراکنده‌ساز نوری و یک منفذ کولتر برای اندازه‌گیری مقاومت‌ها را شرح داد. هدف او بنیان نهادن تجارت سل سورتر بر اساس TPI بود. Fulwyler در این سند بیان کرد که دستگاه فوق اکنون در حال ساخت است ولی تصمیم‌گیری بعدی مشخص می‌کند که آیا مدلی برای فروش ساخته خواهد شد یا خیر. تخمین او از قیمت فروش در سال ۱۹۷۳ حدود ۷۰ تا ۹۰ هزار دلار بود. هرچند وظیفه اولیه او تبدیل دستگاه TPA(که فقط آنالیزر بود) به TPS (یک سورتر کوچک) بود که محصول تجاری اولیه آنها میشد. از مشخصات این دستگاه لیزر آرگون ۱۰ میلی‌واتی و یک لیزر فرعی ۵۰ میلی‌واتی بود. این دستگاه بسیار پیشرفته بود و Fulwyler پیشنهاد کرد ساخت اولین دستگاه تا اول آوریل ۱۹۷۴ به پایان رسیده و برای ارسال آماده باشد.
به‌هرحال تصویر ذهنیFulwyler و کولتر متفاوت‌تر از آن بود که حل‌وفصل شود و تصمیم گرفته شد که کمپانی منحل شده و کارمندان در مارچ ۱۹۷۵ به فلوریدا منتقل شوند. بلافاصله Mack Fulwyler توسط Becton Dickinson، رقیب اصلی والاس به‌عنوان مدیر تحقیقات استخدام شد ولی برای اجرا کردن قرارداد نارقابتی‌اش (No –compete) به‌عنوان یک مشاور، مجبور به گذراندن تقریباً یک سال در آلمان در آزمایشگاه Jovin شد. به‌محض بازگشت Fulwyler برای مدت کوتاهی در کمپانی Becton Dickinson روی ابزارسازی فلوسایتومتری کار کرد. Bob Auer در Hialeah به توسعه دستگاه EPICS ادامه داد. به استثنای TPS باقی دستگاههای مقدماتی بزرگ و گران‌قیمت بودند. Auer به‌طور پنهانی با مهندسان به کار کردن روی این پروژه‌ها ادامه داد. تنها چند سال بعد والاس نظرش را عوض کرد و به این نتیجه رسید که این یک تجارت مهم برای او خواهد بود؛ دستگاههای EPICS به نخستین خط تولید بخش فلوسایتومتری کولتر تبدیل شد.
صرف‌نظر از آن، والاس متوجه شد که دنیای فلوسایتومتری مانند دنیای هماتولوژی بالینی نبود. فلوسایتومتری قبل از اینکه به‌عنوان یک بخش اصلی هماتولوژی بالینی پدیدار شود، راه منحصربه‌فرد خودش را برای طی کردن داشت. تعجب‌آور نیست که والاس دریافت بسیاری از پیشرفت‌های تکنولوژی فلوسایتومتری به کلید‌هایی برای آینده ابزارسازی هماتولوژی تبدیل خواهد شد. او از اختراعات و ابداعات فلوسایتومتری استفاده کرد تا ابزارهای هماتولوژی را به‌پیش ببرد که بخش اصلی موفقیت تجاری او از آن ناشی شد. شاید والاس تصمیم اشتباهی در ارتباط با رها کردن تکنولوژی بزرگ که به‌روشنی دنیای فلوسایتومتری را به پیش میبرد گرفته بود، اما به‌محض اینکه قانع شد این سطح از ابزارسازی برای پیشرفت کشفیات ضروری می‌باشد، (تولید) دستگاههای بزرگ و گران‌قیمت را امضا کرد و سرمایه‌گذاری گزافی روی موفقیت‌شان کرد.
شمارش افتراقی ۷ بخشی Seven-Part Differential
آرزوی دست‌نیافتنی هماتولوژی ایجاد دستگاه تمام اتوماتیک با سنجش چندبخشی روی نمونه خونی بود. این آرزو توسط حق ثبت اختراعی که کولتر در سال ۱۹۶۷ درخواست کرد و در سال ۱۹۷۰ ثبت شد به انجام رسید.
پارامترهای اولیه شامل شمارش گلبول قرمز (RBC)، هماتوکریت، هموگلوبین،MCV، MCH و MCHC میباشند. پارامتر هفتم هم شمارش گلبولهای سفید WBC است.
حرکت به سمت اتوماسیون به مؤلفه‌های زیادی احتیاج داشت که هنوز کاملاً پیشرفت نکرده بودند یا حتی اصلاً به وجود نیامده بودند، با این حال والاس و تیمش هدفشان را روی دستگاه تمام اتوماتیک گذاشتند. والاس اعتقاد داشت که در ابزارسازی پزشکی تنها راهی که با آن دقت حاصل میشود اتوماسیون است. در طی توسعه شمارشگر کولتر مدل B و C، هدف در هر پروژه تقبل‌شده، ایجاد دستگاهی بود که نتایج زیادی را مستقیماً برای پزشک فراهم کند. Model S نتیجه تمام این کارها بود. S مخفف کلمه Senior است که نام متداولی بود که به پدر والاس و Joseph کولتر اشاره می‌کرد. در آن زمان Senior (منظور پدرانشان است) کارهای تجاری را در شیکاگو اداره می‌کرد. مدل S همچنین باعث نقل‌مکان کمپانی به ساختمان صنعتی بزرگی در فلوریدا که یک انبار ذخیره آبجو بود، شد. در آنجا بود که در نهایت مدل S تولید شد.
طراحی مدل S بدون کشف مدار مجتمع (integrated circuit: IC) ممکن نبود. تا این مرحله، پیچیده‌ترین شمارشگر کولتری که ساخته شده بود مدل C بود که همانطور که پیش از این ذکر شد ۲۰ کیلووات برق مصرف می‌کرد (عکس ۳). چنین دستگاهی با قفسه‌های سوپاپ بزرگش (valve rack) مقبول نبود و برای استفاده‌های آزمایشگاه‌های پزشکی مؤثر واقع نشد. مدار مجتمع در سال ۱۹۵۹ توسط Texas Instrument ایجاد و ثبت شد. جالب این است که در سال ۱۹۶۸، که کولتر S در بازار عرضه شد، ۱۲۰۰ نیمه‌رسانا در هر دستگاه استفاده شده بود و در تولید کل کولترهای مدل S در آن سال ۵ درصد از فروش جهانی ICها به کار رفته بود. مدل S یک شبه به شور و هیجان در دنیای هماتولوژی تبدیل شد که والاس را واداشت تا روی عملکرد مالی‌اش تجدیدنظر کند. تا این مرحله، تولید کاملاً با فروش دستگاهها حمایت شده بود. قطعات انباری تنها زمانی که دستگاهها به فروش می‌رفت خریداری میشد. کولتر S داشت باعث تغییرات اساسی میشد، اما همزمان رقابت را هم جلو میبرد. تا سال ۱۹۷۰ ثبت اختراع کولتر داشت منقضی میشد و کمپانی‌های زیادی اساساً از روی این تکنولوژی بدون هزینه اقتباس می‌کردند و از شمارشگر معروف کولتر کپی می‌کردند، این مسئله کولتر را واداشت تا ایده‌های جدیدی را وارد کند تا عمر تکنولوژی‌اش طولانی شود.
موفقیت کولتر S نقطه عطف مهمی برای اتوماسیون بود. مدل S (و به‌روزرسانی‌ها و بهسازی‌هایش) موفق‌ترین دستگاه در هماتولوژی بود. مقاله‌های زیادی روی مقایسه این مدل و رقیبانش نوشته شده بود و مدل S همزمان هم متحول‌کننده و هم پیش‌برنده رقابت بود. اکنون دیگر در آزمایشگاه‌های هماتولوژی و شیمی خون (زمینه‌ای که توسط والاس و رقیبان او به پیش می‌رفت) فول‌اتوماسیون متداول بود. در ادامه‌ی بهبود مدل S با شمارش پلاکت، انواع مختلفی از دستگاهها برای شمارش افتراقی و گزارش اتوماتیک ایجاد شدند. این حوزه در این زمان در سال ۱۹۸۰ روی افزایش تعداد پارامترهای اندازه‌گیری تمرکز کرده بودند و با نیاز به گزارش‌های ثبتی با جزئیات بیشتر، به جلو پیش می‌رفتند. اتوماسیون در آزمایشگاه به اتوماتیک کردن مواردی شامل نمونه‌برداری لوله بسته (closed-tube)، شناسایی بارکد، نمودار پارامتر با ۱۶ پارامتر شامل افتراق CBC وWBC، شمارش پلاکت و ارزیابی ناهنجاری‌های گلبولهای قرمز با نتایج منفی کاذب کمتر از ۱ درصد نیاز داشت، چیزی که در اواخر دهه۱۹۸۰ حاصل شد. دستگاه STKS که در سال ۱۹۸۹ از ترکیب تکنولوژی کدورت که پیش از آن توسعه یافته بود، با نمودار ۲۰ پارامتری، تمام اتوماتیک و با ۱۰۰ نمونه در ساعت ایجاد شد، پیشرفته‌ترین دستگاه در دسترس هماتولوژی بود.
والاس به هدف تمام اتوماتیک شدن دستگاه به همراه دقت بالا و هزینه کمتر برای هر تست رسیده بود. از زمانی که او مدل A را تست کرد تا زمانی که STKS در بزرگترین آزمایشگاه‌های کشور نصب شد، پیشرفت و توسعه دستگاهها به مدت ۴۰ سال طول کشید. زمانی که والاس مدل A را معرفی کرد، بیشتر تست‌هایی که توسط دستگاههای مدل S پیشرفته انجام میشود، غیرممکن فرض میشد.
استانداردها در هماتولوژی
مقاله بسیار خوبی توسط Lewis در مورد تعیین استانداردها در هماتولوژی نوشته شده است (۴۲). این روند با کمیته‌ای متشکل از گروهی از افراد در نشستی در آگوست ۱۹۶۳ در Lisbon شروع شد. همانطور که پیشتر ذکر شد، نابسامانی قابل‌توجهی در ارتباط با اینکه کدام مقیاس کمی صحیح بود، وجود داشت. هالدان متدی تعیین کرده بود که در انگلستان استاندارد شده بود و در آن مقدار هموگلوبین ۱۳ گرم در دسی‌لیتر بود، درحالی‌که در اروپا از مقدار هموگلوبین ۱۷ گرم در دسی‌لیتر و در ایالات متحده امریکا نیز از مقدار متفاوتی استفاده می‌کردند. همانطور که Lewis شرح داد: اولین کار هیئت‌مدیره مشخص کردن یک پانل ویژه برای هموگلوبینومتری بود.
مقاله جدیدی در مورد تغییرات استانداردسازی در هماتولوژی طی ۴۰ سال گذشته نشان می‌دهد که کمیته اصلی سایتومتری در سال ۱۹۶۳ تأسیس شده و ریاست آن بر عهده Crossland-Taylor بود و W.H. کولتر به همراه دستیار امور پزشکی او A. Richard Jones در آن عضو بودند. جالب‌توجه است که والاس کولتر قبل از اینکه اهمیت استانداردسازی شناخته شود، شخصاً در این کمیته کار می‌کرد. مهم‌تر از آن اینکه او تنها نماینده صنعتی در نخستین کمیته بود. متعاقباً نماینده‌های Symex، Technicon/Bayer و Abbott نیز برای متعادل کردن ملحق شدند.
زمانی بود که فقط تعداد معدودی دستگاه اتوماتیک در هماتولوژی وجود داشت. هرچند از سال ۱۹۵۰ تا سال ۱۹۷۰، کمپانی‌های زیادی تکنولوژی را توسعه دادند تا در این بازار رقابت کنند و این باعث ایجاد هزاران دستگاه در آزمایشگاه‌های بالینی شد. والاس کولتر و تیمش به توسعه دستگاههای تکنولوژی ادامه دادند. سل کانترهسته اصلی شرکت تکنولوژی کولتر الکترونیک و اشتیاق بزرگ والاس بود. دستگاههای او بیشتر از همه به علت رقابت به‌طور فزاینده پیشرفته میشد. والاس همواره چالش‌ها را می‌پذیرفت و به دنبال راه‌هایی برای توسعه دادن دستگاههای موجود برای اجرای اندازه‌گیری‌های جدید بود.
کاربردهای صنعتی
والاس در سال‌های ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۰ در هر چیزی که به اندازه‌گیری اجزا ارتباط داشت، دخیل بود. تعاملات او با گروه تحقیقات نیروی دریایی منجر به چندین پروژه شد؛ یکی از آنها به دریای عمیق مرتبط بود. در مصاحبه ویدیویی، Robert Klien بیان می‌کند که کولتر دستگاهی برای نیروی دریایی با هدف آزمایش کردن ذرات ریز دریای عمیق فراهم کرد. در سال ۱۹۵۸ نیروی دریایی آمریکا از والاس درخواست شد که شمارشگر ذراتی که در عمق ۳۰۰ متری عملکرد داشته باشد را طراحی کند. طبق گفته‌های Klein، شمارشگر کولتر همچنین در توسعه سوخت موشک Saturan V در (آزمایش ذرات ریز داخل سوخت) نیز استفاده شده بود. بی‌شک والاس کولتر به هر راه استفاده ممکن از شمارشگر کولتر به دید یک چالش جدید نگاه می‌کرد.
حتی قبل از ایجاد اصول کولتر، والاس روی چند پروژه مختلف کار کرد؛ از جمله استریلایزر تمام اتوماتیک شیر که بدون شک، دانش مؤثری درباره مدیریت مایعات با سیستمی نسبتاً پیچیده به او داد. علاقه او به طراحی تقویت‌کننده‌ها برای سیستمهای hifi منجر به کاربرد صنعتی دیگری شد. هدف اصلی، تولید تقویت‌کننده‌هایی با قدرت بالا و صدای کم بود. برای عرضه تقویت‌کننده‌ها، والاس و یکی از مهندسانش به نام Abe Siegelman، کمپانیی به نام Coultamp تشکیل داده بودند. والاس در نظر داشت خط تولیدی جداگانه برای تقویت‌کننده‌ها خصوصاً برای تجارت hifi ایجاد کند؛ تکنولوژی او به علت اینکه پیش از آن روی توسعه تقویتکنندههای مخصوص کاردیوگرافی کار کرده بود و چند مدل مختلف از آنها ساخته بود، کاملاً بی‌نقص بود، در این حوزه تقویتکنندههای با نویز کم، نسبت سیگنال به نویز را به‌خوبی افزایش می‌دهند. در این نقطه او تقویت‌کننده‌هایی که برای کاردیوگراف‌ها طراحی کرده بود تا مناسب کاربردهای شنیداری شوند را اصلاح کرد. والاس متوجه شده بود که نیاز اصلی هر دو بازار، تقویت سیگنالی عالی و بی‌نقص با نویز بسیار کم بود. چیزی که والاس پیش‌بینی نکرده بود ورود ترانزیستورهای ارزان برای تمام اهداف عملی بود که به‌سرعت تجارت تقویتکنندههای سوپاپ‌دار (valve based) را از بازار hifi خارج کرد. در کمال تعجب ترانزیستور در سال ۱۹۴۷ اختراع شد، احتمالاً همان زمانی که والاس روی مشکلات مختلف فکر می‌کرد که طبیعت مبتکر او را شکل داد. با تولید ترانزیستورها بازار 50 ساله تقویتکنندههای لامپی نابود شد. هرچند کمپانی Coultamp از ضربه ترانزیستورها نجات پیدا نکرد، اما در عوض والاس از این آخرین تکنولوژی در توسعه کولتر S استفاده کرد. دانش کولتر درباره چگونگی ساخت تقویتکنندههای کم نویز، برای موفقیت او در طراحی و تولید مجموعه دستگاه‌هایی که عملکرد آنها وابسته به نویز کم و تقویت سیگنال بالا بود اساسی بود و در واقع مجموعه اطلاعاتی بود که برای جهت‌گیری او به رشته هماتولوژی حیاتی بود.
در ابتدای توسعه شرکت کولتر تکنولوژی، والاس اهمیت شمارش دقیق ذرات در صنعت را فهمید. تلاش‌های اولیه او در ارزیابی رنگ، یک فرصت واضح را برای کنترل کیفیت ارائه کرد. شمارش اجزای ریز غیرزیستی، تجارتی زمان‌بر و گران‌قیمت در دوران بعد از جنگ جهانی دوم بود. اندازه‌گیری ذرات ریز مانند شن، سنگریزه، گردوغبار و نمونه‌های صنعتی شامل پروسه‌های به‌شدت زمان‌بر محسوب میشد؛ پروسه‌ای که بدون تغییر اساسی نمی‌توانست کارآمدتر شود. در اواخر دهه ۱۹۶۰ مدل T برای مصارف صنعتی طراحی شد که با روزنه ۲ میلی‌متری باعث تعیین اندازه ذرات و جداسازی آنها از ذرات بزرگ میشد. مزیت بزرگ اصول کولتر، دامنه وسیع شمارش ذرات و اندازه‌ی آنها بود. هرچند مزیت کلیدی دستگاه شمارشگر کولتر نسبت به دیگر تکنولوژی‌ها کوتاه بودن فاکتور زمانی برای شمارش متعدد نمونه‌ها بود، ولی تمام جهان صنعتی شمارش ذرات، از شکلات گرفته تا رنگ، با این اصل روزنه متحول شد.
مدیریت مجموعه دادههای بزرگ
والاس کولتر می‌دانست که با افزایش تعداد پارامترهایی که دستگاه می‌توانست اندازه بگیرد، فشار بالایی برای مدیریت داده ایجاد میشود. او متوجه شد در این دستگاهها ابتدا محاسبه انجام و سپس نتایج ارائه میشود. والاس و مهندسانش زمان زیادی را برای حذف این مرحله محاسبه صرف کردند و با گنجاندن آن در سخت‌افزار آن را حل کردند. آسان نبود ولی در نهایت Walter Hogg مدیر مهندسان این کار برجسته را انجام داد و عبور از سیستمهای دستی به فول اتوماتیک را ممکن کرد. همانطور که Robert Klein شرح داد، کسی که الگوریتم تغییر شمارش را کشف و مطرح کرد، Walter Hogg بود و این والاس و تیم مهندسان الکتریکش بودند که الگوریتم را به کامپیوتر آنالوگ و در نهایت به کامپیوتر دیجیتال تبدیل کردند. این موفقیت که در آزمایشگاه زیرزمین در شیکاگو حاصل شد، باید واقعه بزرگی در تحول یک کمپانی کوچک به کمپانی بزرگ بوده باشد.
توجه به ظرفیت محاسباتی در اینجا متوقف نشد. در طی ۳ دهه پس از آن، کولتر به‌شدت تلاش کرد تا با قدرت کامپیوتر، پیچیدگی مشکلات را برای مصرف‌کننده کم کند. این در مدل B و C مشهود است.
سیستمهای مدیریت-اطلاعات آزمایشگاه (LIMS: Laboratory information-management systems) از اجزای متداول آزمایشگاه‌های تحقیقاتی و بالینی هستند. والاس کولتر یکی از پیشگامان ایجاد LIMS در اوایل دهه ۱۹۷۰ در پروژه Particle Technologies بود. در آن روزها ارتباط داده‌ها بین دستگاهها حتی تصور نمی‌شد؛ هر دستگاه تمام نیروی محاسباتی موجود را برای فعالیت نیاز داشت. آزمایشگاه‌های هماتولوژی و پاتولوژی از لحاظ مدیریت داده اتوماتیک نبودند. بخش اعظم دادههای خروجی به‌صورت چاپی بودند و حتی کپی کردن نمودارها از آنجا که راه‌های کمی برای منتقل کردن نمودارها به کاغذ بود، مشکل بود.
والاس کولتر می‌توانست آینده پیوندخورده آزمایشگاه‌ها با سیستمهای کامپیوتر را ببیند؛ دوراندیشی او بر اساس نیاز مبرم حل مشکلات مجموعه دادههای بزرگ برای دستگاه‌هایی مثل فلوسایتومترها و سیستمهای مبتنی بر تصویر که در حال توسعه بودند، مانند Diff4 و نیاز برای ثبت مجموعه دادههای پزشکی بیمار بود.
دوراندیشی والاس در حوزه تکنولوژی کامپیوترها او را چندین سال جلو‌تر از بقیه قرار داد. همانطور که تکنولوژی در حال توسعه او بیشتر در دسترس قرار می‌گرفت، او استدلال کرد که این موضوع زمان میبرد تا این ابزارآلات به هم پیوند بخورند و نتایج به سیستمهای دیتابیس با ظرفیت بالا وارد شود.
نتیجه‌گیری
والاس فرد مبارزه‌طلبی نبود که بگوید همانطور که من می‌گویم انجام بده. در عوض به روش خودش انجام می‌داد و به دیگران نشان می‌داد که راه خودش را می‌رود. در درجه اول یک مهندس بود و هر زمان که لازم میشد به نآوری می‌پرداخت. زمانی که لازم بود در جنگ تبلیغاتی پیروز شود، یک تاجر میشد. با این حال او یک فرد بسیار مصمم بود که نمی‌توانست مقام دوم را در هر کاری که می‌کرد بپذیرد. هیچ‌وقت در حرفه‌اش تبدیل به مثالی از حرص و طمع، فساد و سلطه‌طلبی نشد؛ در عوض با نشان دادن بهترین راه برای رسیدن به اهداف بزرگ به کارمندانش، آرام و مؤثر فعالیت می‌کرد. او با کارمندانش مانند خانواده‌اش برخورد می‌کرد و عموماً وقتی به کمک احتیاج داشتند مشکلات آنها را رفع می‌کرد. بالاتر از آن، والاس کولتر می‌دانست که موفقیت کمپانی او جایی بین اختراع و فروش قرار دارد. او می‌دانست که همیشه می‌بایست تحقیقات برجسته و گروههای توسعه را حفظ کند. والاس کولتر می‌دانست برای فعالیت در حوزه‌های پیشرفته تکنولوژی، داشتن مدیریت کاملاً مدرن ضروری است، هرچند مسلماً او نیز تصمیمات نابجا گرفت و روی تکنولوژی‌هایی که موفق نشدند سرمایه‌گذاری کرد، ولی هیچ‌وقت نه اجازه داد این مسائل او را سست کنند و نه از تمکین به تکنولوژیی که پیشتر رد کرده بود فروگذار کرد.
والاس کولتر همان‌قدر که نسبت به کارمندانش مهربان بود نسبت به رقیبانش جسور بود، می‌دانست که در آخر فروش است که اهمیت دارد.
داستان‌های بیشماری توسط کارمندان تبلیغ محصول گفته میشود که والاس در کار آنها مداخله می‌کرد و برای آنها توضیح می‌داد که چطور پیام اصلی را به مشتری برسانند. در نظر والاس کولتر همیشه حق با مشتری بود. حتی زمانی که خیلی کم در مدیریت کمپانی فعال بود، گاه و بی‌گاه زمانی که فکر می‌کرد به مدیریت او نیاز بود مداخله می‌کرد. جابجایی او از زیرزمین، جایی که دستگاهها به‌طور دست‌ساز ساخته شد تا به عملیات ساخت صدها هزار دستگاه و توزیع آنها، شانسی نبود. ابزارها و تکنولوژی ساخته شده توسط والاس کولتر در دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ متحول‌کننده بودند. گفته شده است که ۹۷ درصد از دستگاههای شمارشگر هماتولوژی، اقتباساتی از تکنولوژی پیشگام توسط والاس کولتر هستند. ممکن نیست به زندگی والاس نگاه کنیم و به این فکر نکنیم که اگر او چندین سال در زیرزمین خانه‌اش روی لوله‌های موئی، فویل، سوزن و تقویت‌کننده‌ها کار نکرده بود، زندگی امروزمان چگونه می‌گذشت. هدف‌های او کمّی‌سازی به همراه ساده‌سازی، سرعت به همراه دقت و هزینه کم در عین کیفیت بود؛ اینها ویژگی‌هایی بودند که او حفظ کرد و به کمک آنها بلندپروازی‌های تجاری‌اش را به پیش برد. او تکنولوژی‌ای را به‌وجود آورد که روش تشخیص پزشکی را تغییر داد و تست‌هایی در حوزه تشخیصی ایجاد کرد که امروزه درعین‌حال که رایج بودن، بسیار سریع و ارزان قیمت نیز هستند. خواسته‌ی همیشگی کولتر حل کردن مشکلات عوام مردم بود، او بیماری و فقر را دید و قصد داشت از استعداد مهندسی‌اش تا آنجا که می‌توانست برای بهبود زندگی مردم عادی استفاده کند. والاس کولتر فقط یک مهندس نبود، او مهندس مردم بود.
این مقاله ترجمه‌ای است از:
Wallace H. Coulter: Decades of Invention and Discovery
Cytometry Part A _ 83A: 424_438, 2013
تاریخچه شیمی بالینی از سال 1800
برای دانلود فایل pdf بر روی لینک زیر کلیک کنید
ورود / ثبت نام