DD262980A3 - OAK AND CONTROL MATERIAL FOR TEST STRIPS - Google Patents
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Abstract
Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Laboratoriumsdiagnostik im Bereich des Gesundheitswesens. Ziel ist ein Eich- und Kontrollmaterial fuer Teststreifen zur optischen Gehaltsbestimmung von Bestandteilen in Koerperfluessigkeiten, z. B. quantitativer Nachweis von Glucose und Harnsaeure im Blut. Das Eich- und Kontrollmaterial ist eine waessrige Loesung, die eine definierte Konzentration der Pruefkomponente sowie Anionen, die die in den Teststreifen befindlichen Enzyme hemmen, enthaelt. Dazu gehoeren Azide, Cyanate, Cyanide, Fluoride, Nitrate, Rhodanide, Sulfite, Selenite, Anionen organischer Saeuren wie von Benzoe- und Salicylsaeure. Gegebenenfalls sind weitere Bestandteile Biopolymere wie Gelatine, Cellulosen, Dextrane oder Blutserumproteine oder synthetische Makromolekuele wie Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol oder Polyvinylimidazol. Das Eich- und Kontrollmaterial ergibt bei optimaler Zusammensetzung einen nahezu identischen Anstieg der Konzentrations-Extinktions-Kurve wie der der zu untersuchenden Koerperfluessigkeit.The field of application of the invention is the laboratory diagnostics in the field of health care. The aim is a calibration and control material for test strips for optical content determination of constituents in body fluids, eg. B. quantitative detection of glucose and uric acid in the blood. The calibration and control material is an aqueous solution containing a defined concentration of the test component as well as anions that inhibit the enzymes in the test strips. These include azides, cyanates, cyanides, fluorides, nitrates, rhodanides, sulfites, selenites, anions of organic acids such as benzoic and salicylic acids. Optionally, other constituents are biopolymers such as gelatin, celluloses, dextrans or blood serum proteins or synthetic macromolecules such as polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol or polyvinylimidazole. The calibration and control material, with optimum composition, gives a nearly identical increase in the concentration-extinction curve as that of the fluid to be tested.
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung betrifft wäßrige Eich-und Kontrollmaterialien für Teststreifen, mit denen unter Ausnutzung enzymatischem Reaktionen eine Reihe chemischer, insbesondere biochemischer, Substanzen in Dispersion bestimmt werden können. Die Erfindung wird bei der Laboratoriumsdiagnostik in der Medizin zur Untersuchung von Körperflüssigkeiten angewendet, ist aber auch für die Lebensmittelindustrie geeignet.The invention relates to aqueous calibration and control materials for test strips, with which a number of chemical, in particular biochemical, substances in dispersion can be determined by utilizing enzymatic reactions. The invention is used in laboratory diagnostics in medicine for the examination of body fluids, but is also suitable for the food industry.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ·Characteristic of the known technical solutions
Die Bestimmung von Substanzen in Körperflüssigkeiten erfolgt heute vielfach mit sogenannten Teststreifen. Die Streifen enthalten oftmals Wasserstoffperoxid-bildende Enzyme, Peroxydase und Farbstoffvorstufen. Nach Auftragen der Probe diffundiert die zu bestimmende Substanz in den Teststreifen und wird dort d.urch den katalytischen Einfluß der Enzyme unter H2O2-Bildung umgesetzt. Das in stöchiometrischer Menge entstehende H2O2 oxydiert, wiederum enzymatisch, die Farbstoffvorstufe zum Farbstoff. Die Menge des Farbstoffes, ermittelt durch Extinktionsbestimmung, korreliert mit der Konzentration der zu bestimmenden Verbindung. Die quantitative Auswertung des Teststreifens kann metrisch mit einem Reflexions- oder Absorptionsphotometer oder halbquantitativ mit einem Komparator erfolgen.The determination of substances in body fluids today is often done with so-called test strips. The strips often contain hydrogen peroxide producing enzymes, peroxidase and dye precursors. After application of the sample, the substance to be determined diffuses into the test strip where it is converted by the catalytic influence of the enzymes under H 2 O 2 formation. The resulting in stoichiometric amount of H 2 O 2 oxidized, again enzymatically, the dye precursor to the dye. The amount of the dye, determined by extinction determination, correlates with the concentration of the compound to be determined. The quantitative evaluation of the test strip can be performed metric with a reflection or absorption photometer or semiquantitative with a comparator.
Zur Eichung und Kontrolle der Teststreifen wird häufig eine wäßrige Lösung mit definiertem Gehalt des zu bestimmenden Stoffes eingesetzt, deren Eigenschaften in keiner Weise denen der zu untersuchenden Flüssigkeiten entsprechen. Eichmaterial wird dazu verwendet, um die Linearität der Extinktionszunahme in Abhängigkeit von der Konzentration der nachzuweisenden Komponente zu überprüfen. Kontrollmaterial ist zur Bestimmung der Stabilität der Teststreifen notwendig. Mit der jeweils gleichen Charge des Kontrollmaterials muß mit der gleichen Charge der Teststreifen jedesmal die gleiche Extinktion erreicht werden. Nach Möglichkeit sollten Eich- und Kontrollmaterial mit den entsprechenden Konzentrationen der nachzuweisenden Verbindungen die gleichen Extinktionen ergeben wie diese Konzentrationen im Prüfmaterial.For calibration and control of the test strips, an aqueous solution with a defined content of the substance to be determined is frequently used, the properties of which do not correspond in any way to those of the liquids to be examined. Calibration material is used to check the linearity of the increase in absorbance as a function of the concentration of the component to be detected. Control material is necessary to determine the stability of the test strips. With the same batch of control material, the same absorbance must be achieved each time with the same lot of test strips. If possible, calibration and control materials containing the appropriate concentrations of the compounds to be detected should give the same absorbances as those concentrations in the test material.
Körperflüssigkeiten wiez. B. Blut sind in der Regel keine echten Lösungen, sondern Dispersionen. Je nach Gehaltan dispergierter Substanz und ihrer Teilchengröße bzw. Verteilung wird die Diffusion des zu bestimmenden Stoffes in die Teststreifen mehr oder weniger stark behindert, so daß die Extinktionskurven der bisher üblichen Eichlösungen wesentlich steiler verlaufen als die der zu bestimmenden Substanzen. Im höheren Konzentrationsbereich (z.B. Blutglucose oberhalb300mg pro dl) ist die Eichkurve nicht linear, sondern knickt ab. Kleinere Meßfehler der Extinktion können hier zu größeren Ungenauigkeiten der Konzentrationsbestimmung führen.Body fluids such. B. Blood are usually not real solutions, but dispersions. Depending on the content of dispersed substance and its particle size or distribution, the diffusion of the substance to be determined in the test strips is more or less hindered, so that the extinction curves of the usual calibration solutions are much steeper than those of the substances to be determined. In the higher concentration range (e.g., blood glucose above 300mg per dl), the calibration curve is not linear but buckles. Smaller measuring errors of the extinction can lead to larger inaccuracies of the concentration determination here.
Das Herstellen von Eich- und Kontrollösungen auf der Grundlage von Körperflüssigkeiten ist sehr aufwendig und erfordert besondere Stabilisierungsmaßnahmen für eine längere Lagerung.The preparation of calibration and control solutions based on body fluids is very expensive and requires special stabilization measures for a longer storage.
Ziel der Erfindung .Object of the invention.
Ziel der Erfindung ist ein Eich-und Kontrollmaterial für Teststreifen für die optische Gehaltsbestimmung in Körperflüssigkeiten. Bei Verwendung des Eichmateriais soll die Genauigkeit des Eichverfahrens entscheidend verbessert werden, was zu einer korrekteren Konzentrationsbestimmung führt. Gleichzeitig soll sich das Material zur besseren Kontrolle der Empfindlichkeit und Stabilität der Teststreifen eignen. Die Lagerfähigkeit soll über einen längeren Zeitraum ohne größeren Aufwand gewährleistet sein.The aim of the invention is a calibration and control material for test strips for optical content determination in body fluids. When using the calibration material, the accuracy of the calibration procedure should be decisively improved, which leads to a more correct concentration determination. At the same time, the material should be suitable for better control of the sensitivity and stability of the test strips. Shelf life should be ensured over a longer period of time without much effort.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Material zum Eichen und Kontrollieren von Teststreifen zu entwickeln, das den Eigenschaften des Untersuchungsmateriaisin bezug auf die in der Reaktionszone entstehende Farbintensität nahe kommt und definierte Konzentrationen der Prüfkomponente enthält.The object of the invention is to develop a material for calibrating and checking test strips which approximates the properties of the test material with respect to the color intensity arising in the reaction zone and contains defined concentrations of the test component.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein wäßriges Eich- und Kontrollmaterial gelöst. Gekennzeichnet ist das Material durch seinen Gehalt an zur Komplexbildung befähigten Anionen, die in einer Konzentration von 0,05-0,6Gew:-% vorliegen, wobei die Eigenschaft der Komplexbildung sich auf das Verhalten der Anionen gegenüber den im Teststreifen vorhandenen Enzymen bezieht. Solche Anionen sind anorganische Anionen, wie Azide, Cyanate, Cyanide, Fluoride, Rhodanide, Nitrate, Sulfite, Selenite, und organische Anionen, wie Benzoate, Salicylate.The object is achieved by an aqueous calibration and control material. The material is characterized by its content of complexing capable anions, which are present in a concentration of 0.05-0.6Gew: -, wherein the property of complex formation refers to the behavior of the anions in relation to the existing in the test strip enzymes. Such anions are inorganic anions such as azides, cyanates, cyanides, fluorides, rhodanides, nitrates, sulfites, selenites, and organic anions such as benzoates, salicylates.
Das Eich-und Kontrollmaterial enthält gegebenenfalls synthetische Makromoleküle, wie Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol oder Polyvinylimidazol, bzw. Biomakromoleküle, wie Gelatine, Cellulosen oder Dextrane, in einer Konzentration von 0,1-6 Gew.-%.The calibration and control material optionally contains synthetic macromolecules, such as polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol or polyvinylimidazole, or biomacromolecules, such as gelatin, celluloses or dextrans, in a concentration of 0.1-6% by weight.
Gegebenenfalls wird lyophilisiertes tierisches oder menschliches Blutserum in einer Konzentration von 0,5-7,5Gew.-% zugesetzt. In Anpassung an die jeweils zu untersuchende Flüssigkeit wird gegebenenfalls eine Pufferung des Eich- und Kontrollmaterials vorgenommen.Optionally, lyophilized animal or human blood serum is added in a concentration of 0.5-7.5% by weight. In adaptation to the respective liquid to be examined, buffering of the calibration and control material is optionally carried out.
Es ist selbstverständlich, daß die oben angeführten Anionen sowohl einzeln als auch im Gemisch vorliegen können. Auch die gegebenenfalls zugesetzten Makromoleküle können im erfindungsgemäßen Eich- und Kontrollmaterial im Gemisch enthaltenIt is understood that the above-mentioned anions may be present both individually and in admixture. The optionally added macromolecules may contain in the calibration and control material according to the invention in admixture
Beispielsweise gibt es Teststreifen zur quantitativen Bestimmung von Glucose, die mit Gelatine beschichtet sind und die unter anderem Glucoseoxydase und Peroxydase enthalten. Diese Peroxydase hat wie andere Hämoproteide, z.B. Hämoglobin und Myoglobin, als prosthetische Gruppe Eisenprotoporphyrin IX, dessen zentrales Eisenatom bei Anwendung des erfindungsgemäßen Materials mit den genannten komplexbildenden Anionen reagiert, wobei die Enzymaktivität verringert wird. Zu diesen die Peroxydase hemmenden Anionen gehören unter anderem Azide und Cyanide, während die GlucoseoxydaseFor example, there are test strips for the quantitative determination of glucose which are coated with gelatin and which contain, inter alia, glucose oxidase and peroxidase. This peroxidase, like other hemoproteins, e.g. Hemoglobin and myoglobin, as a prosthetic group Eisenprotoporphyrin IX, the central iron atom reacts when using the material of the invention with said complex-forming anions, wherein the enzyme activity is reduced. These peroxidase inhibiting anions include, among others, azides and cyanides, while glucose oxidase
z. B. durch Nitrat gehemmt wird.z. B. is inhibited by nitrate.
Natürlich bewirkt die erfindungsgemäße Zusammensetzung auch bei anderen H2O2-bildenden Enzymen, die bisher nicht ausdrücklich genannt wurden, wiez. B. Aminosäureoxydase, Uratoxydase und Cholesteroloxydase, eine Hemmung ihrer katalytischen Aktivität. So werden die D-Aminpsäureoxydase durch Benzoat, die L-Aminosäureoxydase durch Benzoat und Salicylat und die Uratoxydase, Cholesteroloxydase und Monoaminoxydase durch Cyanid gehemmt.Of course, the composition of the invention also in other H 2 O2-forming enzymes, which have not been explicitly mentioned, wiez. As amino acid oxidase, urate oxidase and cholesterol oxidase, an inhibition of their catalytic activity. Benzoate, L-amino acid oxidase by benzoate and salicylate and urate oxidase, cholesterol oxidase and monoamine oxidase by cyanide inhibit D-aminoprotein oxidase.
Die Hemmung der Enzyme stellt einen Eingriff in die Kinetik der Nachweisreaktion der zu bestimmenden Komponente dar.The inhibition of the enzymes is an intervention in the kinetics of the detection reaction of the component to be determined.
Überraschenderweise läßt sich mit diesem Eingriff die verzögerte Diffusion von Prüfkomponenten aus Dispersionen, z. B. aus Körperflüssigkeiten, in den Teststreifen simulieren. Im Ergebnis erhält man Extinktions-Konzentrations-Kurven, die sich, je nach Zusammensetzung des Eich- und Kontrollmaterials, bezüglich ihrer Steigung in weiten Grenzen verändern lassen.Surprisingly, the delayed diffusion of test components from dispersions, for. From body fluids, in the test strips. As a result, extinction-concentration curves are obtained which, depending on the composition of the calibration and control material, can be varied in terms of their slope within wide limits.
Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Eich- und Kontrollmaterials wird eine Anionenkonzentration gewählt, die zu einer partiellen Hemmung der H2O2-bildenden Enzyme oder der Peroxydase oder beider Enzyme führt. Häufig reicht eine Hemmung der Peroxydase allein schon aus, um den gewünschten Verlauf der Eichkurve zu erzielen. Dadurch ist es möglich, entweder die Bildung von H2O2 bei der Oxydation der zu bestimmenden Substanz zu verringern oder die Geschwindigkeit der Oxydation der im Teststreifen befindlichen Farbstoffvorstufen durch die Peroxydase und das gebildete H2O2 herabzusetzen. Beide Effekte allein oder zusammen bewirken einen geringeren Anstieg der Extinktions-Konzentrations-Kurve des Eichmaterials. Die Steilheit des Kurvenverlaufes kann durch Variation der Zusammensetzung des Eichmaterials dem Anstieg der entsprechenden Kurve beim Nachweis von Komponenten in Körperflüssigkeiten angepaßt werden. Das ermöglicht eine sehr genaue und auf den jeweiligen Verwendungszweck der Teststreifen abgestimmte Eichung. Der Zusatz von polymeren Verbindungen wie z. B. von synthetischen und biologischen Makromolekülen dient vorrangig der Modifizierung der physikalischen Eigenschaften des Eich- und Kontrollmaterials. Es zeigt sich nämlich, daß der Verlauf der Eichkurve für sehr genaue Messungen zusätzlich durch Viskosität, Dichte und Pufferkapazität beeinflußt wird. Durch die genannten makromolekularen Substanzen können diese Eigenschaften des Eich- und Kontrollmaterials in weiten Grenzen variiert werden.When using the calibration and control material according to the invention an anion concentration is selected, which leads to a partial inhibition of the H 2 O 2 -forming enzymes or the peroxidase or both enzymes. Often an inhibition of peroxidase alone is sufficient to achieve the desired course of the calibration curve. This makes it possible either to reduce the formation of H 2 O 2 in the oxidation of the substance to be determined or to reduce the rate of oxidation of the dye precursors in the test strip by the peroxidase and the H 2 O 2 formed. Both effects alone or together cause a smaller increase in the extinction-concentration curve of the calibration material. The steepness of the curve can be adjusted by varying the composition of the calibration material to the increase of the corresponding curve in the detection of components in body fluids. This allows a very accurate and tailored to the particular purpose of the test strips calibration. The addition of polymeric compounds such. B. of synthetic and biological macromolecules is primarily the modification of the physical properties of the calibration and control material. It turns out that the course of the calibration curve for very accurate measurements is additionally influenced by viscosity, density and buffer capacity. Due to the macromolecular substances mentioned, these properties of the calibration and control material can be varied within wide limits.
Die Abbildung verdeutlicht den durch die erfindungsgemäße Lösung erreichten Effekt. Die Kurve 1 stellt den Extinktionsverlauf einer wäßrigen Glucoselösung dar. Bei der Kurve 2 ist der wäßrigen Glucoselösung lyophilisiertes menschliches Blutserum zugesetzt worden. Der Extinktionsanstieg für Vollblut ist in der Kurve 4 dargestellt. Die Kurven 3 und 5 zeigen die gute Übereinstimmung der erfindungsgemäßen Eichlösungen mit der Kurve 4 für Vollblut. Die Eichlösung für Kurve 3 enthält Natriumazid, der Lösung für Kurve 5 ist Natriumcyanid und Polyvinylpyrrolidon zugesetzt. Das Eichmaterial für Teststreifen mit Uratoxydase für den Nachweis von Harnsäure ergibt die Kurve 6, die einen ähnlichen Verlauf wie Kurve 7 für Blut/Harnsäure 'The figure illustrates the effect achieved by the solution according to the invention. Curve 1 represents the extinction curve of an aqueous glucose solution. In curve 2, lyophilized human blood serum has been added to the aqueous glucose solution. The increase in extinction for whole blood is shown in curve 4. Curves 3 and 5 show the good agreement of the calibration solutions according to the invention with the curve 4 for whole blood. The calibration solution for curve 3 contains sodium azide, the solution for curve 5 is sodium cyanide and polyvinylpyrrolidone added. The calibration material for test strips with urate oxidase for the detection of uric acid gives the curve 6, which has a similar course as curve 7 for blood / uric acid '
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Eich-und Kontrollmaterials erfolgt zweckmäßig in der Reihenfolge: 1. Auflösen der gegebenenfalls eingesetzten makromolekularen Zusätze in Wasser, 2. Zugabe der zur Komplexbiidung befähigten Anionen,The preparation of the calibration and control material according to the invention is expediently carried out in the following order: 1. dissolution of the optional macromolecular additives in water, 2. addition of the anions capable of complex formation,
3. Messung des pH-Wertes und Einstellen des gewünschten pH-Wertes mit Puffer.3. Measurement of the pH value and adjustment of the desired pH value with buffer.
Das Eich- und Kontrollmaterial wird gegebenenfalls steril filtriert und in Ampullen abgefüllt.The calibration and control material is optionally filtered sterile and filled into ampoules.
1. Ein wäßriges Eichmaterial für Filmteststreifen mit Gelatine als Bindemittel für die Enzyme und o-Tolidin als Farbstoffvorstufe zum Glucosenachweis in Blut hat folgende Zusammensetzung:1. An aqueous calibration material for film test strips with gelatin as binder for the enzymes and o-tolidine as dye precursor for the detection of glucose in blood has the following composition:
Lösung 1 Lösung 2 Lösung 3Solution 1 Solution 2 Solution 3
Glucose (Gew.-%) 0,15 0,30 0,45Glucose (wt%) 0.15 0.30 0.45
Natriumazid (Gew.-%) - 0,125 0,200 0,320Sodium azide (wt%) - 0.125 0.200 0.320
Die Messung der Extinktion ergab einen Verlauf, der durch die Kurve 3 in der Abbildung dargestellt ist.The measurement of the absorbance showed a curve, which is represented by the curve 3 in the figure.
2. Ein wäßriges Eichmaterial für Filmteststreifen mit Gelatine als Bindemittel für die Enzyme und o-Tolidin als Farbstoffvorstufe zum Glucosenachweis in Blut hat folgende Zusammensetzung:2. An aqueous calibration material for film test strips with gelatine as binder for the enzymes and o-tolidine as dye precursor for the detection of glucose in blood has the following composition:
Lösung 1Solution 1
Lösung 2Solution 2
Lösung 3Solution 3
Glucose (Gew.-%) 0,15Glucose (wt%) 0.15
Polyvinylpyrrolidon (Gew.-%) 5,0 Natriumcyanid(Gew.-%) 0,2Polyvinylpyrrolidone (wt%) 5.0 sodium cyanide (wt%) 0.2
Die Lösung wurde mit K-Na-Phosphat auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt. Die Messung der Extinktion ergab einen Verlauf, der durch die Kurve 5 in der Abbildung dargestellt wird.The solution was adjusted to pH 7.0 with K-Na phosphate. The measurement of the absorbance showed a curve, which is represented by the curve 5 in the figure.
3. Ein wäßriges Eichmaterial für FHmteststreifen mit Gelatine als Bindemittel für die Enzyme und o-Tolidin als Farbstoffvorstufe zum Harnsäurenachweis in Blut hat folgende Zusammensetzung:3. An aqueous calibration material for test strips with gelatine as binder for the enzymes and o-tolidine as dye precursor for detection of uric acid in blood has the following composition:
Lösung 1Solution 1
Lösung 2Solution 2
Harnsäure (Gew.-%) 0,002Uric acid (wt%) 0.002
Gelatine (Gew.-%) 0,6Gelatin (% by weight) 0.6
Natriumcyanid(Gew.-%) 0,12Sodium cyanide (wt%) 0.12
0,0070,007
0,60.6
0,200.20
Lösung 3Solution 3
0,0120,012
0,60.6
0,30.0.30.
Die Lösung wurde mit K-Na-Phosphat auf einen pH-Wert von 8,0 eingestellt. Die Messung der Extinktion ergab einen Verlauf, der durch die Kurve 6 in der Abbildung dargestellt ist.The solution was adjusted to pH 8.0 with K-Na phosphate. The measurement of the absorbance showed a curve, which is represented by the curve 6 in the figure.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24747283A DD262980A3 (en) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | OAK AND CONTROL MATERIAL FOR TEST STRIPS |
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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|---|---|
| DD262980A3 true DD262980A3 (en) | 1988-12-21 |
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Family Applications (1)
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| DD24747283A DD262980A3 (en) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | OAK AND CONTROL MATERIAL FOR TEST STRIPS |
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|---|---|
| DD (1) | DD262980A3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4104302A1 (en) * | 1991-02-13 | 1992-08-20 | Fresenius Ag | Control and calibration of measurement indicators in physiological liquids - using a soln. contg. ideal values of the substances to be measured and a substance which simulates an ideal value for cell packing volume |
-
1983
- 1983-01-26 DD DD24747283A patent/DD262980A3/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4104302A1 (en) * | 1991-02-13 | 1992-08-20 | Fresenius Ag | Control and calibration of measurement indicators in physiological liquids - using a soln. contg. ideal values of the substances to be measured and a substance which simulates an ideal value for cell packing volume |
| DE4104302C2 (en) * | 1991-02-13 | 1998-10-22 | Fresenius Ag | Process for checking and calibrating measured value displays of an analyzer for physiological liquids |
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