JPH0854337A - 担体物質の中に均一に分布されている吸収物質の濃度c を測定する方法 - Google Patents
担体物質の中に均一に分布されている吸収物質の濃度c を測定する方法Info
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- JPH0854337A JPH0854337A JP14893495A JP14893495A JPH0854337A JP H0854337 A JPH0854337 A JP H0854337A JP 14893495 A JP14893495 A JP 14893495A JP 14893495 A JP14893495 A JP 14893495A JP H0854337 A JPH0854337 A JP H0854337A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 担体物質の層厚dが知られていないときにも
この担体物質の中に均一に分布されている吸収物質の濃
度cを測定できる方法を提供する。 【構成】 担体物質の層厚dが未知であるときに、実測
吸収値a(λ)が、中でも比較的高い濃度範囲において
ランバート・ベールの法則から偏倚している吸収物質を
用い、その吸収物質のn≧2の各擬制成分について a(λ)=〔ε1 (λ)・c1 +ε2 (λ)・c2 +・
・・+εn (λ)・cn 〕・d が成立すると仮定し、少なくともn個の波長においてそ
の吸収値a(λi )を測定し、各スペクトル吸収値εi
(λi )及び各擬制成分の濃度ci を計算し、そして各
較正測定から導かれた濃度cと擬制成分の濃度c1 との
間の関数関係式 c=f(ci ) から濃度cを決定する。
この担体物質の中に均一に分布されている吸収物質の濃
度cを測定できる方法を提供する。 【構成】 担体物質の層厚dが未知であるときに、実測
吸収値a(λ)が、中でも比較的高い濃度範囲において
ランバート・ベールの法則から偏倚している吸収物質を
用い、その吸収物質のn≧2の各擬制成分について a(λ)=〔ε1 (λ)・c1 +ε2 (λ)・c2 +・
・・+εn (λ)・cn 〕・d が成立すると仮定し、少なくともn個の波長においてそ
の吸収値a(λi )を測定し、各スペクトル吸収値εi
(λi )及び各擬制成分の濃度ci を計算し、そして各
較正測定から導かれた濃度cと擬制成分の濃度c1 との
間の関数関係式 c=f(ci ) から濃度cを決定する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】既知のスペクトル吸収値ε(λ)
におけるランバート・ベールの法則、すなわち、a
(λ)=ε(λ)・c・d、より出発して吸収物質の吸
収値a(λ)を求める、担体物質中に均一に分布されて
いる吸収物質の濃度cを測定する方法に関する。
におけるランバート・ベールの法則、すなわち、a
(λ)=ε(λ)・c・d、より出発して吸収物質の吸
収値a(λ)を求める、担体物質中に均一に分布されて
いる吸収物質の濃度cを測定する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】種々の応用分野において或る物質の濃度
cを吸収の測定により求める必要がある。ランバート・
ベールの法則、すなわち a(λ)=ε(λ)・c・d より出発して既知のスペクトル吸収経過ε(λ)並びに
既知の層厚dにおける濃度cは吸収値a(λ)の実測値
から計算される。
cを吸収の測定により求める必要がある。ランバート・
ベールの法則、すなわち a(λ)=ε(λ)・c・d より出発して既知のスペクトル吸収経過ε(λ)並びに
既知の層厚dにおける濃度cは吸収値a(λ)の実測値
から計算される。
【0003】逆に、このような装置においては規則的な
時間間隔で層厚dを較正するか、又は少なくとも制御す
る必要があり、というのはその濃度cの計算値の中に可
能な誤差が直接入ってくるからである。通常はこのよう
な較正又は制御は、濃度とスペクトル吸収挙動とが非常
に厳密に知られている媒質を用いて行われる。
時間間隔で層厚dを較正するか、又は少なくとも制御す
る必要があり、というのはその濃度cの計算値の中に可
能な誤差が直接入ってくるからである。通常はこのよう
な較正又は制御は、濃度とスペクトル吸収挙動とが非常
に厳密に知られている媒質を用いて行われる。
【0004】従ってこのような較正用媒質の連続的な製
造はその製造経過における極めて高い精密度を条件付
け、これはしばしば、通常的な出費では達成することが
できない。これに代えて、メーカー側において各バッチ
を厳密に計測してその求めた目標値を使用説明書に記入
する。この場合にはその装置の正しい較正はユーザの側
に責任がある。この方法における欠点は、新しい多数の
誤差要因、例えば多数のバッチを用いる場合の使用説明
書の取り違え、読み取りの間違い及び入力間違い等が持
ち込まれるということである。
造はその製造経過における極めて高い精密度を条件付
け、これはしばしば、通常的な出費では達成することが
できない。これに代えて、メーカー側において各バッチ
を厳密に計測してその求めた目標値を使用説明書に記入
する。この場合にはその装置の正しい較正はユーザの側
に責任がある。この方法における欠点は、新しい多数の
誤差要因、例えば多数のバッチを用いる場合の使用説明
書の取り違え、読み取りの間違い及び入力間違い等が持
ち込まれるということである。
【0005】或る試料の実測された吸収値によって個々
の試料成分の濃度を推定するためにランバート・ベール
の法則を用いる、以下に簡単に記述する公知の種々の方
法又は測定装置は既に上述の欠点を有しており、という
のはここでも試料の厳密な層厚を認識するか又はこれを
正しく較正することが常に必要だからである。
の試料成分の濃度を推定するためにランバート・ベール
の法則を用いる、以下に簡単に記述する公知の種々の方
法又は測定装置は既に上述の欠点を有しており、という
のはここでも試料の厳密な層厚を認識するか又はこれを
正しく較正することが常に必要だからである。
【0006】すなわち、例えばオーストリア特許AT−
E56271号は全血中のヘモグロビン誘導体の濃度を
測定する方法を記述しており、これは従来の多成分分析
法とは、白血球、血中過剰脂肪又は赤血球等によって引
き起こされる試料の混濁をも考慮しなければならないと
いう点において区別される。
E56271号は全血中のヘモグロビン誘導体の濃度を
測定する方法を記述しており、これは従来の多成分分析
法とは、白血球、血中過剰脂肪又は赤血球等によって引
き起こされる試料の混濁をも考慮しなければならないと
いう点において区別される。
【0007】同様な多成分分析法が、ドイツ特許DE−
A4203587号に開示されている。或る試料の中に
存在する種々の成分の検出はその試料の吸収スペクトル
の中の固定されたいくつかの波数点における吸収能に基
づいて行われる。このためには、濃度が既知の多数の成
分についての照合スペクトルの組み合わせによって予め
或る仮の濃度検出マトリックスが作成される。それぞれ
測定されるべき成分の各濃度はこの濃度検出マトリック
スを用いて算出され、それによって定量的な分析を短い
時間の間に高い精度で実施できる。
A4203587号に開示されている。或る試料の中に
存在する種々の成分の検出はその試料の吸収スペクトル
の中の固定されたいくつかの波数点における吸収能に基
づいて行われる。このためには、濃度が既知の多数の成
分についての照合スペクトルの組み合わせによって予め
或る仮の濃度検出マトリックスが作成される。それぞれ
測定されるべき成分の各濃度はこの濃度検出マトリック
スを用いて算出され、それによって定量的な分析を短い
時間の間に高い精度で実施できる。
【0008】最後に、スイス特許CH−A637767
号から、試料の物質濃度を測定するために、その測定さ
れるべき物質の濃度の変化に応じてスペクトルの変化に
反応する第1の指示薬を添加し、そして追加的に測定光
を変化するけれどもその測定されるべき物質の濃度によ
っては変化しない照合指示薬を加えることが公知であ
る。しかしながらそれら公知のすべての方法は既に本文
の初めに述べたようにその測定される層厚が正確に知ら
れていることを前提条件としている。
号から、試料の物質濃度を測定するために、その測定さ
れるべき物質の濃度の変化に応じてスペクトルの変化に
反応する第1の指示薬を添加し、そして追加的に測定光
を変化するけれどもその測定されるべき物質の濃度によ
っては変化しない照合指示薬を加えることが公知であ
る。しかしながらそれら公知のすべての方法は既に本文
の初めに述べたようにその測定される層厚が正確に知ら
れていることを前提条件としている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、担体
物質の中に均一に分布されている吸収物質の濃度を測定
するための方法を提供するものであり、これは上述した
欠点を除き、そして中でも、その測定されるべき試料の
層厚を正確に知ることを前提条件としないものである。
物質の中に均一に分布されている吸収物質の濃度を測定
するための方法を提供するものであり、これは上述した
欠点を除き、そして中でも、その測定されるべき試料の
層厚を正確に知ることを前提条件としないものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、担体物質の層厚dが未知であるときに、実測された
吸収値a(λ)が中でも比較的高い濃度の範囲において
ランバート・ベールの法則から偏倚しているような吸収
物質を用いること、その吸収物質のn≧2の各擬制成分
について a(λ)=〔ε1 (λ)・c1 +ε2 (λ)・c2 +・
・・+εn (λ)・cn 〕・d が成立すると仮定すること、少なくともn個の波長にお
いて吸収値a(λi )を測定すること、各スペクトル吸
収値εi (λi )及び各擬制成分の濃度ci を計算する
こと、及び各較正測定から導かれた濃度cと擬制成分の
濃度ci との間の関数関係式 c=f(ci ) から濃度cを決定することによって解決される。
り、担体物質の層厚dが未知であるときに、実測された
吸収値a(λ)が中でも比較的高い濃度の範囲において
ランバート・ベールの法則から偏倚しているような吸収
物質を用いること、その吸収物質のn≧2の各擬制成分
について a(λ)=〔ε1 (λ)・c1 +ε2 (λ)・c2 +・
・・+εn (λ)・cn 〕・d が成立すると仮定すること、少なくともn個の波長にお
いて吸収値a(λi )を測定すること、各スペクトル吸
収値εi (λi )及び各擬制成分の濃度ci を計算する
こと、及び各較正測定から導かれた濃度cと擬制成分の
濃度ci との間の関数関係式 c=f(ci ) から濃度cを決定することによって解決される。
【0011】本発明の方法によって、同様に、自明のよ
うに、その担体物質の中に分布されている吸収物質の濃
度cを知る必要なく担体物質の層厚dを求めることも可
能である。
うに、その担体物質の中に分布されている吸収物質の濃
度cを知る必要なく担体物質の層厚dを求めることも可
能である。
【0012】本発明の有利な実施態様において、下記の
表に見られる物質群、又は好ましくはそれらの典型的な
代表物を吸収物質として使用することが提案される。
表に見られる物質群、又は好ましくはそれらの典型的な
代表物を吸収物質として使用することが提案される。
【0013】
【実施例】以下に本発明を添付の図面の参照のもとに詳
細に説明する。図1は種々異なった濃度の較正用溶液の
吸収スペクトルを、図2は或る2成分系についての照合
スペクトルを、図3は秤量して作った濃度cについてプ
ロットした擬制濃度c1 、c2 のグラフを、そして図4
は絶対濃度cと擬制濃度c2 及びc1 の商との間の関数
関係をそれぞれ示す。
細に説明する。図1は種々異なった濃度の較正用溶液の
吸収スペクトルを、図2は或る2成分系についての照合
スペクトルを、図3は秤量して作った濃度cについてプ
ロットした擬制濃度c1 、c2 のグラフを、そして図4
は絶対濃度cと擬制濃度c2 及びc1 の商との間の関数
関係をそれぞれ示す。
【0014】種々の染料、例えばスルホローダミンB
は、中でも比較的高い濃度においてランバート・ベール
の法則からの偏倚を示す。この偏倚は、実測吸収値a
(λ)が吸収性物質の濃度に正比例して上昇しないこと
によって特徴づけられる。図1には、高純度基礎物質の
9つの異なった濃度についての、それぞれ異なったプロ
ット記号で示した520ないし640nmの吸収の経過
が示されている。
は、中でも比較的高い濃度においてランバート・ベール
の法則からの偏倚を示す。この偏倚は、実測吸収値a
(λ)が吸収性物質の濃度に正比例して上昇しないこと
によって特徴づけられる。図1には、高純度基礎物質の
9つの異なった濃度についての、それぞれ異なったプロ
ット記号で示した520ないし640nmの吸収の経過
が示されている。
【0015】既に目で見ただけで、左側のピークが右側
のそれよりも「急速に」上昇するように認められる。す
なわち全曲線群はただ1つの成分 a(λ)=ε(λ)・c・d によっては、これに基づくものはただ1つの基礎物質だ
けであるけれども、数学的に不満足にしか記述できな
い。この像はn個の擬制成分 a(λ)=〔ε1 (λ)・c1 +ε2 (λ)・c2 +・
・・+εn (λ)・cn 〕・d を用いての記述を選んだときは完全に変化する。数学的
な種々の方法〔例えば特異値分解(singular
value decomposition)〕によって
それら個々の、互いに直交的な擬制成分のスペクトル吸
収経過ε(λ)を計算することができる。簡単のため
に、また汎用的該当性を制限することなく、或る2成分
系、すなわちn=2の場合を以下に記述する(図2の照
合スペクトル参照)。
のそれよりも「急速に」上昇するように認められる。す
なわち全曲線群はただ1つの成分 a(λ)=ε(λ)・c・d によっては、これに基づくものはただ1つの基礎物質だ
けであるけれども、数学的に不満足にしか記述できな
い。この像はn個の擬制成分 a(λ)=〔ε1 (λ)・c1 +ε2 (λ)・c2 +・
・・+εn (λ)・cn 〕・d を用いての記述を選んだときは完全に変化する。数学的
な種々の方法〔例えば特異値分解(singular
value decomposition)〕によって
それら個々の、互いに直交的な擬制成分のスペクトル吸
収経過ε(λ)を計算することができる。簡単のため
に、また汎用的該当性を制限することなく、或る2成分
系、すなわちn=2の場合を以下に記述する(図2の照
合スペクトル参照)。
【0016】測定波長の数m≧nであることを前提条件
とすれば、このような系については多成分分析の公知の
方法によって個々の成分の濃度を計算することができ
る。それらのデータのより厳密な解析は、両方の擬制成
分c1 及びc2 が互いに独立には現れないことを示す
が、逆に、それら希釈シリーズについて濃度c1 及びc
2 を算出し、そしてこれらを基礎物質の秤量して作った
濃度cの関数としてプロットし、そのようにして図3の
グラフが与えられる。
とすれば、このような系については多成分分析の公知の
方法によって個々の成分の濃度を計算することができ
る。それらのデータのより厳密な解析は、両方の擬制成
分c1 及びc2 が互いに独立には現れないことを示す
が、逆に、それら希釈シリーズについて濃度c1 及びc
2 を算出し、そしてこれらを基礎物質の秤量して作った
濃度cの関数としてプロットし、そのようにして図3の
グラフが与えられる。
【0017】すなわち各濃度c1 に対して厳密に定義さ
れた濃度c2 が従属し、その際、例えばc2 /c1 の商
は実際の層厚に無関係であって、その基礎物質の絶対濃
度cについての情報のみを含む。関数関係c=f(c2
/c1 )が図4に示されている。
れた濃度c2 が従属し、その際、例えばc2 /c1 の商
は実際の層厚に無関係であって、その基礎物質の絶対濃
度cについての情報のみを含む。関数関係c=f(c2
/c1 )が図4に示されている。
【0018】実際においては、このような関数を多項
式、表又は等価の方法によって求めることが提案され
る。これに対して、実際の層厚についての情報は計算さ
れた濃度c1 及びc2 の中に含まれている。厳密に知ら
れた標準層厚d0 が求められたとする仮定のもとに一義
的に定義された関数c1 =g(c)が与えられ、これが
基礎物質の濃度cとそれに従属する濃度c1 との間の関
係を記述する。計算された濃度c1 の期待値からの偏差
は従って層厚の標準値d0 からの偏差に正比例する。下
記の関係が成り立つ: (dakt)/d0 = (実測濃度c1 )/(期待濃
度c1 ) 但しdaktは実層厚を、d0 は標準層厚を、実測濃度
c1 は多成分分析の結果を、そして期待濃度c1 は関数
c1 =g(c)及びc=f(c1 /c2 )より計算され
た値を表わす。
式、表又は等価の方法によって求めることが提案され
る。これに対して、実際の層厚についての情報は計算さ
れた濃度c1 及びc2 の中に含まれている。厳密に知ら
れた標準層厚d0 が求められたとする仮定のもとに一義
的に定義された関数c1 =g(c)が与えられ、これが
基礎物質の濃度cとそれに従属する濃度c1 との間の関
係を記述する。計算された濃度c1 の期待値からの偏差
は従って層厚の標準値d0 からの偏差に正比例する。下
記の関係が成り立つ: (dakt)/d0 = (実測濃度c1 )/(期待濃
度c1 ) 但しdaktは実層厚を、d0 は標準層厚を、実測濃度
c1 は多成分分析の結果を、そして期待濃度c1 は関数
c1 =g(c)及びc=f(c1 /c2 )より計算され
た値を表わす。
【0019】
【発明の効果】従って、未知の濃度の染料を用いて或る
測定セルの液層厚を較正するという一見しただけで驚く
べき可能性が与えられる。この方法は完全に自動的に、
すなわちユーザの介入を必要とすることなく用いること
ができ、また従って本文の初めに述べた誤差の可能性を
除くことができる。
測定セルの液層厚を較正するという一見しただけで驚く
べき可能性が与えられる。この方法は完全に自動的に、
すなわちユーザの介入を必要とすることなく用いること
ができ、また従って本文の初めに述べた誤差の可能性を
除くことができる。
【図1】種々異なった濃度の較正用溶液の吸収スペクト
ルを示す。
ルを示す。
【図2】或る2成分系についての照合スペクトルを示
す。
す。
【図3】秤量して作った濃度cについてプロットした擬
制濃度c1 、c2 のグラフを示す。
制濃度c1 、c2 のグラフを示す。
【図4】絶対濃度cと擬制濃度c2 及びc1 の商との間
の関数関係を示す。
の関数関係を示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 既知のスペクトル吸収値ε(λ)におけ
るランバート・ベールの法則、すなわちa(λ)=ε
(λ)・c・d、より出発して吸収物質の吸収値a
(λ)を求める、担体物質中に均一に分布されている吸
収物質の濃度cを測定する方法において、 担体物質の層厚dが未知であるときに、実測吸収値a
(λ)が、中でも比較的高い濃度範囲においてランバー
ト・ベールの法則から偏倚している吸収物質を用いるこ
と、 その吸収物質のn≧2の各擬制成分について a(λ)=〔ε1 (λ)・c1 +ε2 (λ)・c2 +・
・・+εn (λ)・cn 〕・d が成立すると仮定すること、 少なくともn個の波長においてその吸収値a(λi )を
測定すること、 各スペクトル吸収値εi (λi )及び各擬制成分の濃度
ci を計算すること、及び各較正測定から導かれた濃度
cと擬制成分の濃度ci との間の関数関係式 c=f(ci ) から濃度cを決定することを特徴とする、上記方法。 - 【請求項2】 吸収物質としてトリフェニルメタン染料
の群からの物質、中でもローダミン、スルホローダミ
ン、クリスタルバイオレット又はフルオレセインを用い
る、請求項1に従う方法。 - 【請求項3】 吸収物質としてアゾ染料の群からの物
質、中でもバターイエロー又はビスマルクブラウンを用
いる、請求項1に従う方法。 - 【請求項4】 吸収物質としてキノン染料の群からの物
質、中でもアンスラキノン、ナフトキノン又はインダン
スレンを用いる、請求項1に従う方法。 - 【請求項5】 吸収物質としてポルフィリン及びフタロ
シアニンの群からの物質を用いる、請求項1に従う方
法。 - 【請求項6】 吸収物質としてシアニンの群からの物
質、中でもオキサゾール又はメロシアニンを用いる、請
求項1に従う方法。 - 【請求項7】 吸収物質として芳香族多環式炭化水素の
群からの物質、中でもデカシクレン、ペリレン又はナフ
タセンを用いる、請求項1に従う方法。 - 【請求項8】 吸収物質としてインジゴ染料の群からの
物質、中でもインジゴを用いる、請求項1に従う方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT141194A AT400639B (de) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | Verfahren zur bestimmung der konzentration c eines in einer trägersubstanz homogen verteilten absorbens |
AT1411/94 | 1994-07-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0854337A true JPH0854337A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=3513318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14893495A Pending JPH0854337A (ja) | 1994-07-18 | 1995-06-15 | 担体物質の中に均一に分布されている吸収物質の濃度c を測定する方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0693682B1 (ja) |
JP (1) | JPH0854337A (ja) |
AT (1) | AT400639B (ja) |
DE (1) | DE59502741D1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6219132B1 (en) | 1997-09-25 | 2001-04-17 | Bayer Corporation | Method and apparatus for performing spectroscopic analysis with applicability to samples with turbidity and absorption |
DE19958641A1 (de) | 1999-12-06 | 2001-06-28 | Inst Chemo Biosensorik | Verfahren zur Qualitätskontrolle von Materialschichten |
JP4740068B2 (ja) * | 2006-08-24 | 2011-08-03 | オリンパス株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラム |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2720370A1 (de) * | 1977-05-06 | 1978-11-16 | Max Planck Gesellschaft | Optode mit hilfsindikator |
US4627014A (en) * | 1984-04-09 | 1986-12-02 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for determination of an analyte and method of calibrating such apparatus |
DK282085D0 (da) * | 1985-06-21 | 1985-06-21 | Radiometer As | Fremgangsmaade og apparat til bestemmelse af blodkomponenter |
US4805623A (en) * | 1987-09-04 | 1989-02-21 | Vander Corporation | Spectrophotometric method for quantitatively determining the concentration of a dilute component in a light- or other radiation-scattering environment |
US4971447A (en) * | 1988-03-17 | 1990-11-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for measuring concentration of chemical substances |
US6262798B1 (en) * | 1992-09-29 | 2001-07-17 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for direct spectrophotometric measurements in unaltered whole blood |
DE4203587C2 (de) * | 1991-02-15 | 1997-04-17 | Horiba Ltd | Quantitatives spektralanalytisches Verfahren |
US5371020A (en) * | 1991-09-19 | 1994-12-06 | Radiometer A/S | Method of photometric in vitro determination of the content of an analyte in a sample |
-
1994
- 1994-07-18 AT AT141194A patent/AT400639B/de not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-05-08 EP EP19950890088 patent/EP0693682B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-05-08 DE DE59502741T patent/DE59502741D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-15 JP JP14893495A patent/JPH0854337A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATA141194A (de) | 1995-06-15 |
EP0693682B1 (de) | 1998-07-08 |
EP0693682A2 (de) | 1996-01-24 |
EP0693682A3 (de) | 1996-10-30 |
DE59502741D1 (de) | 1998-08-13 |
AT400639B (de) | 1996-02-26 |
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A02 | Decision of refusal |
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