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Max D. Liston

Max Davis Liston (nacido el 16 de marzo de 1918) es un pionero estadounidense en el desarrollo de instrumentos para espectrofotometría infrarroja y análisis infrarrojo no disper...

Max Davis Liston (nacido el 16 de marzo de 1918) es un pionero estadounidense en el desarrollo de instrumentos para espectrofotometría infrarroja y análisis infrarrojo no dispersivo. [ 1 ] Dos de sus innovaciones, el amplificador de acoplamiento directo tipo interruptor y el termopar de vacío, fueron esenciales para el desarrollo de la tecnología de espectrometría infrarroja. [ 2 ] Entre otros, Liston desarrolló instrumentos para capnometría , la medición de dióxido de carbono en gases respiratorios, utilizada para monitorizar pacientes. [ 3 ] También desarrolló instrumentos para medir el smog y las emisiones de escape de los automóviles, esenciales para los intentos de mejorar la calidad del aire de Los Ángeles en la década de 1950. [ 4 ]

Primeros años y educación

Max Davis Liston [ 5 ] nació el 16 de marzo de 1918 en Oswego, Kansas , Estados Unidos, hijo de Virdon (o Verdon) Milne Liston y Madge Ruth Davis. Tenía una hermana mayor, Lorene. Su padre era superintendente de escuelas. Liston asistió a la escuela secundaria en Fort Scott, Kansas . [ 1 ] [ 6 ] Debido a que las opciones de ciencias allí eran limitadas, tomó clases de verano de física en la Universidad Northwestern . [ 1 ]

Liston recibió una licenciatura en ingeniería eléctrica con una subespecialización en comunicaciones (electrónica) de la Universidad de Minnesota en 1940. En su tercer año, escribió un artículo sobre "Modulación de lámparas incandescentes", por el que ganó un premio del IEEE . En su último año, escribió un "Estudio de la transconductancia negativa de pentodos". Fue el primer estudiante de pregrado en ser admitido en el capítulo Sigma Psi de la Universidad de Minnesota. [ 1 ] : 3

Contratado por la Chrysler Corporation , trabajó en Chrysler de 1940 a 1942, obteniendo su maestría en ingeniería mecánica en 1941 a través de un innovador programa de trabajo y estudio, el Instituto de Ingeniería Chrysler. Desarrolló un sensor de presión de galga extensométrica adherida, modificando un diseño anterior de la compañía Pullman, y presentó el trabajo a la Sociedad Automotriz Estadounidense. [ 1 ] : 3

Trabajo en tiempos de guerra

En 1942, Liston se unió a General Motors . Varios proyectos en GM estaban relacionados con la Segunda Guerra Mundial e involucraban a investigadores de otras empresas, universidades y el gobierno. Inicialmente, Liston trabajó con un grupo liderado por Charles F. Kettering en GM para desarrollar un sensor para detectar submarinos [ 1 ] : 4, 6-9 y con Harrison M. Randall de la Universidad de Michigan en la mejora de equipos de espectroscopia infrarroja para el análisis de combustible de aviación Triptane de alto octanaje [ 1 ] : 5-6.

En 1943, Liston desarrolló el amplificador de acoplamiento directo tipo interruptor . Esto permitió enviar una señal directamente desde un termopar a un dispositivo de registro. [ 2 ] Inicialmente fue clasificado como alto secreto debido a su uso en aplicaciones militares. Estas incluían instrumentos de detección de submarinos, sensores de seguimiento de calor para bombas planeadoras experimentales , oxímetros para aviación de gran altitud e instrumentos para medir la radiación térmica liberada en las pruebas de la bomba atómica para el Proyecto Manhattan . [ 1 ] : 6–10 Liston publicó un artículo sobre el amplificador de CC en 1954. [ 7 ]

A través de su trabajo durante la guerra, Liston conoció a James Elam y George Saxton . [ 1 ] : 8 También conoció a August Herman Pfund de la Universidad Johns Hopkins , quien había patentado los primeros analizadores de infrarrojos positivos y negativos. [ 1 ] : 13 Durante una visita a los Laboratorios de Investigación Naval, Liston pudo identificar analizadores de infrarrojos de tipo positivo que habían sido traídos de Alemania al final de la guerra. [ 1 ] : 8, 14

Cuando GM y Dupont decidieron construir sus propios espectrofotómetros , Liston y David Frye, de GM, trabajaron como aprendices con Harrison Randall en la Universidad de Michigan para aprender más sobre espectrofotometría. Posteriormente, ayudaron al Dr. Downing en la Estación Experimental de Dupont a construir un espectrofotómetro para su uso en la clasificación petroquímica y la investigación de plásticos. [ 1 ] : 8–9, 59

Para mejorar aún más el espectrofotómetro de GM, Liston colaboró ​​con Charles Morris Reeder en el desarrollo de un termopar de vacío que eliminó el problema de la deriva térmica en las mediciones espectroscópicas. El amplificador de acoplamiento directo tipo interruptor y el termopar de vacío se convirtieron en contribuciones esenciales para el desarrollo de la tecnología de espectrometría infrarroja . [ 2 ]

Perkin Elmer

En 1946, Richard Scott Perkin reclutó a Liston para unirse a Perkin-Elmer como ingeniero jefe. Liston, John U. White , Van Zandt Williams y Vincent J. Coates formaron el grupo de investigación del espectrofotómetro de doble haz. [ 2 ] El amplificador de ruptura de Liston y el termopar de Reeder se incorporaron a los diseños de los espectrofotómetros de haz simple Modelo 12 y de doble haz Modelo 21 de Perkin-Elmer, que alcanzaron un gran éxito. [ 2 ]

Liston-Becker

En 1950, Morris Folb y Max Liston fundaron la empresa Liston-Folb, centrada en el desarrollo de analizadores infrarrojos no dispersivos. En 1951, recibieron el apoyo de Albert Austin y Richard S. Becker, quienes crearon la Liston-Becker Instrument Company para gestionar la venta de instrumentos. [ 1 ] : 15 La planta de Liston-Becker estaba ubicada en Springdale, Connecticut . [ 1 ] : 20 Desarrollaron y vendieron el capnógrafo Modelo 16 y los analizadores atmosféricos Mark II y Mark III para los submarinos de la Armada de los Estados Unidos.

Capnometría

El trabajo de desarrollo inicial de Liston sobre el capnógrafo tuvo lugar antes de la formación de Liston-Folb. La capnometría es la medición de la concentración de dióxido de carbono ( CO₂).2 ) en los gases respiratorios, una importante herramienta de monitorización para pacientes sometidosa anestesiay encuidados intensivos. [ 3 ] Liston-Becker fue una de las varias empresas que buscaban desarrollar instrumentos para medirel CO2. Utilizando la absorción infrarroja.

Poco después de dejar Perkin-Elmer, los doctores James Elam y George Saxton, a quienes había conocido trabajando en proyectos relacionados con la guerra, se pusieron en contacto con Liston para construir un CO2 analizadores para probar sus teorías sobre las causas delparo cardíacoen pacientes anestesiados. En 1951, Liston proporcionó a Elam un prototipo de analizador infrarrojo no dispersivo, que Elam utilizó en su investigación sobre fisiología respiratoria humana en elHospital Barnesyla Universidad de Washington en San Luis. Después de trasladarse alCentro Oncológico Integral Roswell Park(entonces conocido como Instituto Memorial Roswell Park) enBuffalo, Nueva York, en 1953, Elam utilizó un analizador modelo Liston-Becker más nuevo en su investigación. Con el aparato de Liston, Elam pudo hacer importantes contribuciones al estudio de la fisiología respiratoria y mejoras sustanciales a las máquinas de anestesia. [ 8 ] Los indicadores de color de los instrumentos no funcionaban correctamente, lo que permitía a los pacientes inhalar altos niveles deCO2 no detectados, y una válvula en el aparato tendía a atascarse y causar reinhalación. Una vez identificados, ambos problemas fueron solucionados. [ 1 ] : 12Liston también proporcionó prototipos al Dr.Philip Drinkerdela Facultad de Medicina de Harvard, al Dr. John Wendell Severinghaus dela Universidad Johns Hopkinsy al Dr. JL Whittenberger. [ 1 ] : 16La primera venta de Liston fue al Dr.Julius H. Comroe, Jr.en laUniversidad de Pensilvania. [ 1 ] : 62

Inicialmente, el espectrofotómetro médico tenía un accesorio tipo mascarilla, a través del cual el paciente respiraba. Posteriormente, se modificó para usar un catéter nasal, ya que muchos pacientes con poliomielitis no podían usar el aparato de respiración bucal. [ 1 ] : 62 Finalmente, la Fundación Polio comenzó a usar el analizador de CO₂ Modelo 16 de Liston para monitorear las máquinas de pulmón de acero , reduciendo a la mitad tanto el tiempo que los pacientes pasaban en las máquinas como la tasa de mortalidad de los usuarios de dichas máquinas. [ 1 ] : 12–13

Liston desarrolló un analizador industrial en respuesta a una solicitud de Dupont. El analizador industrial realizaba análisis similares, pero estaba construido en una carcasa a prueba de explosiones para cumplir con los requisitos de seguridad industrial. El modelo 15 tenía una carcasa metálica económica y podía utilizarse para trabajos de laboratorio sin riesgo de explosión. [ 1 ] : 16, 62–64

Análisis atmosférico

Analizador de atmósfera submarina atómica Mark V de Beckman Instruments, 1965

Para 1958, Liston-Becker también había entregado varios modelos de analizadores atmosféricos para los submarinos de la Armada de los EE. UU., algunos de los cuales fueron probados en el USSN Nautilus , el primer submarino de propulsión atómica. [ 1 ] : 67–70 La Armada estaba interesada en monitorear la calidad del aire en los submarinos durante inmersiones prolongadas, particularmente la presencia de monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno, oxígeno y Freón. Liston-Becker rediseñó un medidor de oxígeno Pauling de Beckman Instruments para la detección de oxígeno. El analizador atmosférico final tuvo que pasar las pruebas de la Armada para medir la calidad del aire, resistir golpes y sensibilidad a la inclinación. Los primeros analizadores atmosféricos de Liston-Becker fueron el Mark II, construido en 1953, y el Mark III, construido en 1954. Catorce analizadores Mark III fueron vendidos a la Armada, por $ 75,000 cada uno. [ 1 ] : 17–19 Después de que la empresa Beckman Instruments se hiciera cargo de Liston-Becker, Beckman continuó el desarrollo de los modelos Mark IV y Mark V. [ 9 ]

Instrumentos Beckman

En 1955, los patrocinadores de Liston, Albert Austin y Richard S. Becker, acordaron vender su empresa a Beckman Instruments . Max Liston se unió a Beckman Instruments, Inc. en 1955 y permaneció en la compañía hasta 1965, inicialmente como gerente de Liston-Becker. Tras el cierre de la planta de Liston-Becker en Connecticut durante una reorganización en 1958, Liston se convirtió en Director de Ingeniería de Beckman Instruments en California. [ 1 ] : 20–21

Análisis de smog

Arnold Beckman vivía en Altadena, California, y tenía un gran interés en resolver el problema del smog . [ 10 ] : 207–208 Uno de los proyectos más importantes de Liston en Beckman Instruments involucró analizadores de emisiones de automóviles para pruebas de smog en Los Ángeles

En 1952, Arie Jan Haagen-Smit presentó resultados que sugerían que los escapes de los automóviles eran un importante contribuyente al desarrollo del smog de California. [ 10 ] : 220–226 En 1956, la ciudad de Los Ángeles realizó pruebas de emisiones para determinar si los automóviles eran los culpables del smog de Los Ángeles. Determinar los efectos de los automóviles requirió el desarrollo de un instrumento móvil capaz de medir el smog y las emisiones de los automóviles. El Liston-Becker Modelo 28 podía colocarse en la parte trasera de un automóvil y alimentarse con baterías en el maletero. La ciudad probó 1000 automóviles, propiedad de negocios locales, en el lecho del río Los Ángeles. Se utilizaron siete analizadores Liston en las pruebas. [ 1 ] : 26, 71 Las pruebas de emisiones revelaron que muchos de los automóviles de prueba tenían motores V8 mal mantenidos. Los cilindros de los motores funcionaban mal y en algunos casos se escapaba combustible crudo. Los experimentadores también descubrieron que el esmog en Los Ángeles provocaba la formación de barniz en los carburadores de los automóviles, alterando la relación aire-combustible. [ 4 ] Los analizadores de emisiones Modelo 28 y Modelo 30 se vendieron a importantes fabricantes de automóviles estadounidenses como Chrysler y General Motors y se utilizaron para la inspección y el mantenimiento de automóviles. Liston también trabajó con Haagen-Smit en equipos para el monitoreo de SO2 de pilas de energía y refinerías. [ 1 ] : 27

Durante su estancia en Beckman Instruments, Liston ayudó a desarrollar el analizador submarino Mark IV. [ 11 ] También desarrolló el primer oxímetro de pulso , pero Beckman Instruments no estaba interesada en comercializarlo. [ 1 ] : 27 Liston se retiró de la empresa en 1965, poco después de que Arnold Beckman dejara la presidencia de la compañía. [ 1 ] : 25

Liston Scientific

Tras dejar Beckman Instruments, Liston continuó trabajando en diversos proyectos con varios socios, hasta que finalmente fundó Liston Scientific, de la que llegó a ser presidente. [ 1 ] [ 12 ]

Un proyecto consistía en mejorar el diseño de los respiradores médicos , que interesaban a Forrest Bird , al Dr. Albert Starr y a Miles "Lowell" Edwards de Edwards Lifesciences . Liston creía poder crear un ventilador con un circuito integrado para detectar cuándo el paciente podía respirar por sí mismo, alternando automáticamente entre una frecuencia de ventilación preestablecida y una dependiente del paciente según fuera necesario. Logró desarrollar dicho instrumento para Edwards. [ 1 ] : 30–31

Otro proyecto, en el que participó Miles Edwards, Jr., fue el desarrollo de un analizador de aliento de presión positiva instrumental (IPPB) para el tratamiento de pacientes con asma . El diseño de Liston se conocía como Handi-Vent IPPB. Posteriormente, se otorgó la licencia a Ohio Medical Products. [ 1 ] : 30–31

SmithKline contactó a Liston para mejorar el diseño de su espectrofotómetro. Necesitaban una máquina que cumpliera con especificaciones estrictas para analizar reactivos en reacciones con velocidad dependiente de la temperatura. SmithKline aceptó el diseño de Liston y 35 prototipos fabricados por Edward Murphy. Liston Scientific completó su parte del proyecto en 1966, ayudando a establecer la fábrica de Corbin-Farnsworth para la producción. El diseño de Liston fue fabricado por SmithKline como el espectrofotómetro Alpha, parte de un sistema llamado Escalab. [ 1 ] : 31–34

En 1966 y 1967, Liston desarrolló un circuito Digital-Alpha para calcular la disminución logarítmica de un capacitor-resistor. El circuito fue patentado por Liston Scientific en 1967. Se utilizó en analizadores bicromáticos que Liston diseñó para Abbott Laboratories , comenzando con el ABA-100. El ABA-100 era un analizador cinético de doble canal y un solo reactivo para análisis químico ultramicro y espectrofotometría bicromática simultánea. Un módulo del instrumento realizaba el procesamiento químico, dispensando el reactivo y la muestra para la reacción y realizando las mediciones espectrofotométricas. Un segundo módulo supervisaba y controlaba el módulo de procesamiento, y calculaba e informaba los resultados. [ 13 ] Los modelos posteriores incorporaron microprocesadores especializados en lugar de chips de memoria. [ 1 ] : 36–43

Liston estaba interesado en desarrollar una unidad multicanal que pudiera procesar varias pruebas simultáneamente e incorporara un sistema de identificación de muestras para evitar errores de identificación. Cuando Abbott no mostró interés, Liston desarrolló el analizador clínico Paramax para Baxter International . [ 1 ] : 46–48

Liston desarrolló instrumentos que utilizaban la unión selectiva de marcadores fluorescentes y la posterior fotodetección para el análisis de compuestos químicos. Uno de estos instrumentos se diseñó para analizar muestras de sangre en busca de esteroides y otros fármacos. Liston también desarrolló instrumentos de prueba especializados para el análisis de electrolitos, la prueba de sangre oculta en heces (Hemoccult), el análisis de glucosa y el análisis de nitrógeno ureico en sangre (BUN). [ 1 ] : 49–51 Es un innovador en el campo de la instrumentación de luminiscencia química, en particular en la medición de óxidos de nitrógeno. [ 1 ] : 54

Además, Liston y Lowell Edwards fundaron la empresa Liston-Edwards para trabajar en la medición de hidrocarburos. Desarrollaron un analizador de emisiones que detectaba gases fotorreactivos, ignorando los gases no reactivos. [ 1 ] : 52–53

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Brock, David C.; Gallwas, Gerald E. (22 de enero de 2003). Max D. Liston, Transcripción de una entrevista realizada por David C. Brock y Gerald E. Gallwas en Irvine, California y Fullerton, California el 19 de febrero de 2002 y el 22 de enero de 2003 (PDF) . Filadelfia, PA: Chemical Heritage Foundation .
  2. 1 2 3 4 5 Wilks, Paul A. (2013). "Los orígenes de los espectrómetros infrarrojos comerciales" . En Stock, John T.; Orna, Mary Virginia (eds.). The History and Preservation of Chemical Instrumentation Proceedings of the ACS Division of the History of Chemistry Symposium Held in Chicago, Ill., September 9-10, 1985. Springer Verlag. pp. 27–32 . ISBN  978-94-009-4690-3Consultado el 23 de junio de 2015 .
  3. 1 2 Jaffe, Michael B. (2008). "Medición infrarroja de dióxido de carbono en el aliento humano: dispositivos de respiración desde Tyndall hasta la actualidad" (PDF) . Anesthesia & Analgesia . 107 (3): 890– 904. doi : 10.1213/ane.0b013e31817ee3b3 . PMID 18713902. Recuperado el 23 de junio de 2015 . 
  4. 1 2 "Analizador de gases de escape Liston-Becker Modelo 28" . Detección de cambios . Fundación del Patrimonio Químico . Archivado del original el 14 de julio de 2015. Recuperado el 23 de junio de 2015 .
  5. Ascendencia: Max Davis Liston en las tarjetas de reclutamiento de hombres jóvenes de EE. UU. durante la Segunda Guerra Mundial, 1940-1947
  6. Registro de exalumnos de la Universidad Baker . Universidad Baker. 1917. pág. 184. Consultado el 24 de junio de 2015 . 
  7. Liston, MD "Amplificador de interruptor de CC de alta sensibilidad". Electrónica . 27 (1).
  8. Sands, Robert P.; Bacon, Douglas R. (1998). "Una mente inventiva : la carrera de James O. Elam, MD (1918–1995)" (PDF) . Anesthesiology . 88 (4): 1107–1112 . doi : 10.1097/00000542-199804000-00032 . PMID 9579521. Recuperado el 23 de junio de 2015 .  
  9. Eaton, Harold G.; Smith, Walter D.; Umstead, Merle E.; Johnson, J. Enoch (diciembre de 1967). "INSTRUMENTACIÓN UTILIZADA PARA EL ANÁLISIS A BORDO DE ATMÓSFERAS SUBMARINAS". Actas de la 3.ª conferencia anual sobre contaminación atmosférica en espacios confinados, 9-11 de mayo de 1967 (PDF) . Washington, DC: Laboratorio de Investigación Médica Aeroespacial. Archivado del original (PDF) el 6 de agosto de 2019. Recuperado el 6 de agosto de 2019 .
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  12. "Liston Scientific Corp" . Perfil de la empresa . Hospital Network.com. 23 de junio de 2000. Consultado el 23 de junio de 2015 .
  13. Witte, David L.; Neri, Bruce P. (2013). «Análisis bicromático: diseño y función del ABA-100». Temas contemporáneos en química analítica y clínica . Springer Verlag. doi : 10.1007/978-1-4613-3418-7_3 . ISBN 978-1-4613-3420-0.