JPH0147160B2 - - Google Patents
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- JPH0147160B2 JPH0147160B2 JP57069664A JP6966482A JPH0147160B2 JP H0147160 B2 JPH0147160 B2 JP H0147160B2 JP 57069664 A JP57069664 A JP 57069664A JP 6966482 A JP6966482 A JP 6966482A JP H0147160 B2 JPH0147160 B2 JP H0147160B2
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- glucosidase
- glucose
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Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、固定化グルコースオキシダーゼ膜
(以下、固定化酵素膜または単に酵素膜という。)
を用いて血液(人または動物の全血、血漿あるい
は血清)、だ液または尿等の検体中のアミラーゼ
量を分析するアミラーゼ分析方法およびその装置
に関する。この種の分析方法とその装置は検体数
の増加または保健点数の改定等の理由から操作が
容易で、しかも短時間で精度良く測定できること
が望ましい。
(以下、固定化酵素膜または単に酵素膜という。)
を用いて血液(人または動物の全血、血漿あるい
は血清)、だ液または尿等の検体中のアミラーゼ
量を分析するアミラーゼ分析方法およびその装置
に関する。この種の分析方法とその装置は検体数
の増加または保健点数の改定等の理由から操作が
容易で、しかも短時間で精度良く測定できること
が望ましい。
従来、この種の分析方法としてアミラーゼの基
質、つまりデンプンがアミラーゼの作用を受けて
徐々に分解される過程をヨードデンプン反応によ
つて測定するアミロクラスチツク法、アミラーゼ
によつて分解、生成されるマルトースの還元力を
測定するサツカロジエニツク法、アミラーゼの作
用により遊離した可溶性色素を比色測定するクロ
モジエニツクサブストレート法(例としてブルー
スターチ法)等があるが、いずれの方法も検体中
の共存物質(糖、たんぱく質、尿素等)が測定妨
害物質となり、測定精度が低下するばかりでなく
手間と時間が掛かりすぎるという欠点がある。
質、つまりデンプンがアミラーゼの作用を受けて
徐々に分解される過程をヨードデンプン反応によ
つて測定するアミロクラスチツク法、アミラーゼ
によつて分解、生成されるマルトースの還元力を
測定するサツカロジエニツク法、アミラーゼの作
用により遊離した可溶性色素を比色測定するクロ
モジエニツクサブストレート法(例としてブルー
スターチ法)等があるが、いずれの方法も検体中
の共存物質(糖、たんぱく質、尿素等)が測定妨
害物質となり、測定精度が低下するばかりでなく
手間と時間が掛かりすぎるという欠点がある。
この発明はかかる事情のもとになされたもの
で、測定妨害物質の影響を受けず、しかも短時間
に精度の高い測定を行ないうるアミラーゼ分析方
法およびその装置を提供することを目的とする。
さらに他の目的は、高価なアミラーゼ基質の無駄
な消費を抑止してその価格の低減を図ることにあ
る。
で、測定妨害物質の影響を受けず、しかも短時間
に精度の高い測定を行ないうるアミラーゼ分析方
法およびその装置を提供することを目的とする。
さらに他の目的は、高価なアミラーゼ基質の無駄
な消費を抑止してその価格の低減を図ることにあ
る。
この発明は、所定濃度のアミラーゼ基質液が供
給されてなる固定化酵素膜電極部にアミラーゼを
含む検体と分解補助酵素とを注入したとき、該電
極部に発生する電流は、最初は主として該固定化
酵素による検体中のグルコースの酸化によつて急
峻に立ち上がつた後所定時間後は略一定値とな
り、その後は検体中のアミラーゼおよび補助酵素
による加水分解作用によつて徐々に生成するグル
コースが、固定化酵素によつて酸化されることに
対応して徐々に上昇する特性となることを利用し
て、該電極部からの出力電流を監視するととも
に、出力電流がほゞ一定になつたときから所定時
間後の変化量を求め、該変化量からアミラーゼ量
を測定する方法に特徴を有するものであり、ま
た、この発明によるアミラーゼ分析装置は、グル
コース量に関係する電流を発生する1つの固定化
酵素膜電極部と、該電極部に検体および分解補助
酵素を注入する注入部と、該電極部に所定濃度の
アミラーゼ基質を含む緩衝液を供給する緩衝液供
給手段と、該電極部からの出力電流を監視し、該
出力電流値が略一定になつたときから所定時間後
の変化量を演算する演算手段とを設けたことを特
徴とするものである。
給されてなる固定化酵素膜電極部にアミラーゼを
含む検体と分解補助酵素とを注入したとき、該電
極部に発生する電流は、最初は主として該固定化
酵素による検体中のグルコースの酸化によつて急
峻に立ち上がつた後所定時間後は略一定値とな
り、その後は検体中のアミラーゼおよび補助酵素
による加水分解作用によつて徐々に生成するグル
コースが、固定化酵素によつて酸化されることに
対応して徐々に上昇する特性となることを利用し
て、該電極部からの出力電流を監視するととも
に、出力電流がほゞ一定になつたときから所定時
間後の変化量を求め、該変化量からアミラーゼ量
を測定する方法に特徴を有するものであり、ま
た、この発明によるアミラーゼ分析装置は、グル
コース量に関係する電流を発生する1つの固定化
酵素膜電極部と、該電極部に検体および分解補助
酵素を注入する注入部と、該電極部に所定濃度の
アミラーゼ基質を含む緩衝液を供給する緩衝液供
給手段と、該電極部からの出力電流を監視し、該
出力電流値が略一定になつたときから所定時間後
の変化量を演算する演算手段とを設けたことを特
徴とするものである。
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明
しよう。
しよう。
第1図はこの発明の実施例を示すブロツク図、
第2図は他の実施例を示すブロツク図、第3図イ
は第1図における液体ポンプの動作を説明するた
めの波形図、第3図ロ,ハは第2図における液体
ポンプの動作を説明するための波形図、第4図は
第1図または第2図における酵素膜電極(過酸化
水素電極)の出力を示す波形図である。
第2図は他の実施例を示すブロツク図、第3図イ
は第1図における液体ポンプの動作を説明するた
めの波形図、第3図ロ,ハは第2図における液体
ポンプの動作を説明するための波形図、第4図は
第1図または第2図における酵素膜電極(過酸化
水素電極)の出力を示す波形図である。
第1図において、1はグルコースが固定化酵素
膜により酸化されて生じる過酸化水素を酸化する
際に流れる酸化電流を測定する酵素膜電極〔過酸
化水素電極(白金−銀電極)〕、2はアミラーゼの
基質(デンプン)を含む緩衝液を所定量吸引して
反応セルに供給するとともにセル内の洗浄を行な
う液体ポンプ、3はアミラーゼの基質を含む緩衝
液、検体および分解補助酵素であるα−グルコシ
ダーゼが注入される反応セル、4は該反応セル3
内での検体の拡散を行なうエアーポンブ、5はボ
トル、6はアンプA、アナログ/デイジタル変換
器A/Dおよびマイクロコンピユータ等のデイジ
タル処理装置CPU等からなる演算制御部である。
なお、第2図は第1図と殆んど同じであるが、緩
衝液のみが充填されたボトル5′と、該ボトル
5′の緩衝液を反応セル3に送つてセル内を洗浄
するための液体ポンプ2′とが設けられている点
で相違する。
膜により酸化されて生じる過酸化水素を酸化する
際に流れる酸化電流を測定する酵素膜電極〔過酸
化水素電極(白金−銀電極)〕、2はアミラーゼの
基質(デンプン)を含む緩衝液を所定量吸引して
反応セルに供給するとともにセル内の洗浄を行な
う液体ポンプ、3はアミラーゼの基質を含む緩衝
液、検体および分解補助酵素であるα−グルコシ
ダーゼが注入される反応セル、4は該反応セル3
内での検体の拡散を行なうエアーポンブ、5はボ
トル、6はアンプA、アナログ/デイジタル変換
器A/Dおよびマイクロコンピユータ等のデイジ
タル処理装置CPU等からなる演算制御部である。
なお、第2図は第1図と殆んど同じであるが、緩
衝液のみが充填されたボトル5′と、該ボトル
5′の緩衝液を反応セル3に送つてセル内を洗浄
するための液体ポンプ2′とが設けられている点
で相違する。
ここで、第1図、第3図および第4図を参照し
てその動作を説明する。
てその動作を説明する。
第1図に示されるポンプ2は、例えば第3図イ
の如くON,OFFし、ONのときにはアミラーゼ
の基質を含む緩衝液を所定量だけボトル5から反
応セル3へ供給するとともにセル内の洗浄を行な
う。しかる後、反応セル3内に検体と分解補助酵
素を同時または順次注入する。
の如くON,OFFし、ONのときにはアミラーゼ
の基質を含む緩衝液を所定量だけボトル5から反
応セル3へ供給するとともにセル内の洗浄を行な
う。しかる後、反応セル3内に検体と分解補助酵
素を同時または順次注入する。
過酸化水素電極1は検体中に当初より存在する
グルコースに直ちに応答し、その出力電流が第4
図イの如く急峻に立ち上がり、所定時間t1後には
略一定となる。この反応式は周知であつて、 グルコース+O2+H2O グルコースオキシダーゼ ――――――――――――→ グルコン酸+H2O2 の如く表わされるが、この反応によつて生成され
る過酸化水素H2O2が第1図の電極1の白金陰極
上で以下に示す反応式によつて酸化され、このと
きグルコース量に比例した酸化電流が流れる。
グルコースに直ちに応答し、その出力電流が第4
図イの如く急峻に立ち上がり、所定時間t1後には
略一定となる。この反応式は周知であつて、 グルコース+O2+H2O グルコースオキシダーゼ ――――――――――――→ グルコン酸+H2O2 の如く表わされるが、この反応によつて生成され
る過酸化水素H2O2が第1図の電極1の白金陰極
上で以下に示す反応式によつて酸化され、このと
きグルコース量に比例した酸化電流が流れる。
H2O2→2H++O2+2e-
これとともに反応セル3内では、緩衝液中に一
定濃度となるように混合された基質、例えばマル
トペンタオースG5が検体中のアミラーゼにより、
次式の如く例えばマルトースG2およびマルトト
リオースG3に加水分解される。
定濃度となるように混合された基質、例えばマル
トペンタオースG5が検体中のアミラーゼにより、
次式の如く例えばマルトースG2およびマルトト
リオースG3に加水分解される。
マルトペンタオース(G5)+H2O
アミラーゼ
―――――→
マルトース(G2)+マルトトリオース(G3)
次に、マルトースG2を加水分解するα−グル
コシダーゼを分解補助酵素として、当初から存在
するグルコースによる過酸化水素電極の出力が一
定となつた時点、例えば第4図イのt1時点で注入
すると、 G2+H2O α−αグルコースオキシダーゼ ―――――――――――――→ 2G1 の如くマルトースG2はグルコースG1に順次変換
される。なお、この場合、マルトトリオースG3
もグルコースに変換されるが、その反応速度はマ
ルトースG2に比べて可成り遅いので、ここでは
無視した。こうして変換されるグルコース量に比
例して第4図イの時刻t1〜t2に示される如く電極
部出力が徐々に増加する。したがつて、この発明
では先ず検体中に当初から存在するグルコース量
GL1を測定し、次いでアミラーゼ反応、補助酵素
反応によつて新たに生成されるグルコース量が加
わつたグルコース総量GL2を一定時間測定(レイ
トアツセイ)し、その差ΔGを測定することによ
りアミラーゼ量を決定する。なお、この決定は第
1図に示される演算制御部6によつて行なわれ
る。つまり、電極1からはグルコース量に比例し
た電流が得られるので、これをアンプAにて増幅
し、変換器A/Dにてデイジタル信号に変換して
上記の如き差の演算をデイジタル処理装置CPU
にで行なうことにより求められる。また、この測
定は、第3図イの如くポンプ2がOFF状態のと
きに行なわれ、さらに第3図イのOFFに続くON
の時には、緩衝液による反応セル3内の洗浄が行
なわれる。なお、第4図に検体中にアミラーゼが
含まれていない場合の電極出力の変化態様を示
す。
コシダーゼを分解補助酵素として、当初から存在
するグルコースによる過酸化水素電極の出力が一
定となつた時点、例えば第4図イのt1時点で注入
すると、 G2+H2O α−αグルコースオキシダーゼ ―――――――――――――→ 2G1 の如くマルトースG2はグルコースG1に順次変換
される。なお、この場合、マルトトリオースG3
もグルコースに変換されるが、その反応速度はマ
ルトースG2に比べて可成り遅いので、ここでは
無視した。こうして変換されるグルコース量に比
例して第4図イの時刻t1〜t2に示される如く電極
部出力が徐々に増加する。したがつて、この発明
では先ず検体中に当初から存在するグルコース量
GL1を測定し、次いでアミラーゼ反応、補助酵素
反応によつて新たに生成されるグルコース量が加
わつたグルコース総量GL2を一定時間測定(レイ
トアツセイ)し、その差ΔGを測定することによ
りアミラーゼ量を決定する。なお、この決定は第
1図に示される演算制御部6によつて行なわれ
る。つまり、電極1からはグルコース量に比例し
た電流が得られるので、これをアンプAにて増幅
し、変換器A/Dにてデイジタル信号に変換して
上記の如き差の演算をデイジタル処理装置CPU
にで行なうことにより求められる。また、この測
定は、第3図イの如くポンプ2がOFF状態のと
きに行なわれ、さらに第3図イのOFFに続くON
の時には、緩衝液による反応セル3内の洗浄が行
なわれる。なお、第4図に検体中にアミラーゼが
含まれていない場合の電極出力の変化態様を示
す。
上記の説明においては分解補助酵素であるα−
グルコシダーゼを電極出力が安定した時点、例え
ば第4図イの時刻t1で注入するようにした。しか
し、このようにすると、反応セル内に新たに加え
られるα−グルコシダーゼによつて反応セル内の
温度または容量が変化することから測定用過酸化
水素電極に悪影響を及ぼし、その結果、測定精度
が低下するおそれがある。また、アミラーゼおよ
び補助酵素による反応は遅いため、所定の時間内
に充分大きな出力を得ることが困難である。そこ
で、電極出力への影響を少なくし、また反応セル
内におけるインキユーベーシヨン(反応促進)効
果をもたせるためには、検体注入と同時に分解補
助酵素を注入しても良いことが実験の結果明らか
になつている。なお、この場合の反応過程および
測定方法は上記と全く同様である。
グルコシダーゼを電極出力が安定した時点、例え
ば第4図イの時刻t1で注入するようにした。しか
し、このようにすると、反応セル内に新たに加え
られるα−グルコシダーゼによつて反応セル内の
温度または容量が変化することから測定用過酸化
水素電極に悪影響を及ぼし、その結果、測定精度
が低下するおそれがある。また、アミラーゼおよ
び補助酵素による反応は遅いため、所定の時間内
に充分大きな出力を得ることが困難である。そこ
で、電極出力への影響を少なくし、また反応セル
内におけるインキユーベーシヨン(反応促進)効
果をもたせるためには、検体注入と同時に分解補
助酵素を注入しても良いことが実験の結果明らか
になつている。なお、この場合の反応過程および
測定方法は上記と全く同様である。
また、アミラーゼ量を測定した後の洗浄を第1
図では基質を含む緩衝液により行なうようにして
いる。しかしながら、このアミラーゼ基質は、一
般に純度等が充分に考慮された高価なものであ
り、必要以上に消費するとランニングコストが高
くなるという問題が生じる。つまり、この高価な
アミラーゼは分析中にのみ反応セル内に存在して
いればよいわけで、分析後の洗浄時等には不要で
あり、したがつて、このような観点にもとづく実
施例が第2図に示されている。すなわち、緩衝液
のみが充填されたボトル5′と該緩衝液のみを反
応セル3内に供給するポンプ2′とを設け、該ポ
ンプ2′と基質を供給するホンプ2とを第3図ロ,
ハの如く駆動することにより、基質が無駄に消費
されることがないようにしている。なお、この場
合、その制御を行なう演算制御部6の制御動作が
複雑になるが、そのランニングコストを低減し得
るという利点が得られるものである。
図では基質を含む緩衝液により行なうようにして
いる。しかしながら、このアミラーゼ基質は、一
般に純度等が充分に考慮された高価なものであ
り、必要以上に消費するとランニングコストが高
くなるという問題が生じる。つまり、この高価な
アミラーゼは分析中にのみ反応セル内に存在して
いればよいわけで、分析後の洗浄時等には不要で
あり、したがつて、このような観点にもとづく実
施例が第2図に示されている。すなわち、緩衝液
のみが充填されたボトル5′と該緩衝液のみを反
応セル3内に供給するポンプ2′とを設け、該ポ
ンプ2′と基質を供給するホンプ2とを第3図ロ,
ハの如く駆動することにより、基質が無駄に消費
されることがないようにしている。なお、この場
合、その制御を行なう演算制御部6の制御動作が
複雑になるが、そのランニングコストを低減し得
るという利点が得られるものである。
以上のように、この発明によれば、固定化酵素
膜電極によるグルコースの測定をもとにして、さ
らにアミラーゼ反応、補助酵素反応によつて新た
に生成されるグルコース量を1つの過酸化水素電
極とレイトアツセイ法とにより測定することによ
り、検体中のアミラーゼ量を簡便かつ短時間に、
その上共存物質の影響を受けずに測定することが
できる利点を有するものである。
膜電極によるグルコースの測定をもとにして、さ
らにアミラーゼ反応、補助酵素反応によつて新た
に生成されるグルコース量を1つの過酸化水素電
極とレイトアツセイ法とにより測定することによ
り、検体中のアミラーゼ量を簡便かつ短時間に、
その上共存物質の影響を受けずに測定することが
できる利点を有するものである。
この発明は、補助酵素の働きを利用して測定対
象物質からグルコースまたは過酸化水素を生成す
る反応系一般における分析方法または装置として
適用することができる。また、この発明による分
析方法を用いて分析した結果と、例えば従来周知
のブルースターチ法によつて分析した結果との間
には高い相関(検体数=96、相関係数=0.96)が
あることが確かめられている。
象物質からグルコースまたは過酸化水素を生成す
る反応系一般における分析方法または装置として
適用することができる。また、この発明による分
析方法を用いて分析した結果と、例えば従来周知
のブルースターチ法によつて分析した結果との間
には高い相関(検体数=96、相関係数=0.96)が
あることが確かめられている。
第1図はこの発明の実施例を示すブロツク図、
第2図はこの発明の他の実施例を示すブロツク
図、第3図イは第1図における液体ポンプの動作
を説明するための波形図、第3図ロ,ハは第2図
における液体ポンプの動作を説明するための波形
図、第4図は第1図または第2図における酵素膜
電極の出力を示す波形図である。 符号説明、1……酵素膜電極(過酸化水素電
極)、2,2′……液体ポンプ、3……反応セル、
4……エアーポンブ、5,5′……ボトル、6…
…演算制御部、A……アンプ、A/D……アナロ
グ/デイジタル変換器、CPU……マイクロプロ
セツサ等のデータ処理装置。
第2図はこの発明の他の実施例を示すブロツク
図、第3図イは第1図における液体ポンプの動作
を説明するための波形図、第3図ロ,ハは第2図
における液体ポンプの動作を説明するための波形
図、第4図は第1図または第2図における酵素膜
電極の出力を示す波形図である。 符号説明、1……酵素膜電極(過酸化水素電
極)、2,2′……液体ポンプ、3……反応セル、
4……エアーポンブ、5,5′……ボトル、6…
…演算制御部、A……アンプ、A/D……アナロ
グ/デイジタル変換器、CPU……マイクロプロ
セツサ等のデータ処理装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 所定濃度のアミラーゼ基質液が供給されてな
る1つの固定化グルコースオキシダーゼ膜電極部
にアミラーゼを含む検体とα−グルコシダーゼと
を注入し、該固定化グルコースオキシダーゼ、検
体中のアミラーゼおよびα−グルコシダーゼによ
る加水分解作用の結果生じるグルコース量に関係
する電流量から検体中のアミラーゼ量を測定する
ようにしたアミラーゼの分析方法において、最初
は主として前記固定化グルコースオキシダーゼに
よる前記検体中のグルコースの酸化によつて急峻
に立ち上がつた後所定時間後には略一定値とな
り、その後は前記アミラーゼおよびα−グルコシ
ダーゼによる加水分解作用により徐々に生成する
グルコースの前記固定化グルコースオキシダーゼ
による酸化に基づく前記電極部からの出力を監視
し、出力電流量が略一定になつたときから所定時
間後の変化量を演算することにより検体中のアミ
ラーゼ量を測定するようにしたことを特徴とする
アミラーゼ分析方法。 2 特許請求の範囲第1項に記載のアミラーゼ分
析方法において、前記α−グルコシダーゼを検体
と略同時に注入することを特徴とするアミラーゼ
分析方法。 3 特許請求の範囲第1項に記載のアミラーゼ分
析方法において、前記α−グルコシダーゼを前記
電極部出力の立ち上がりから略一定になつた時点
で注入することを特徴とするアミラーゼ分析方
法。 4 グルコース量に関係する電流を発生する1つ
の固定化グルコースオキシダーゼ膜電極部と、該
電極部に検体およびα−グルコシダーゼを注入す
る注入部と、該電極部に所定濃度のアミラーゼ基
質を含む緩衝液を供給する緩衝液供給手段と、該
電極部からの出力電流を監視し該出力電流値が略
一定になつたときから所定時間後の変化量を演算
する演算手段とを備え、前記電極部の洗浄は前記
緩衝液供給手段からの緩衝液にて行ない、前記演
算結果から検体中のアミラーゼ量を測定するよう
にしたことを特徴とするアミラーゼ分析装置。 5 特許請求の範囲第4項に記載のアミラーゼ分
析装置において、緩衝液のみを供給する他の緩衝
液供給手段を設け、前記電極部の洗浄は該他の緩
衝液供給手段からの緩衝液にて行なうようにした
ことを特徴とするアミラーゼ分析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57069664A JPS58187200A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | アミラ−ゼ分析方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57069664A JPS58187200A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | アミラ−ゼ分析方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58187200A JPS58187200A (ja) | 1983-11-01 |
JPH0147160B2 true JPH0147160B2 (ja) | 1989-10-12 |
Family
ID=13409318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57069664A Granted JPS58187200A (ja) | 1982-04-27 | 1982-04-27 | アミラ−ゼ分析方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58187200A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105044167A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-11-11 | 东南大学 | 一种基于电位法的α-唾液淀粉酶检测装置及制备使用方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5697863A (en) * | 1980-01-07 | 1981-08-06 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for analyzing amylase |
-
1982
- 1982-04-27 JP JP57069664A patent/JPS58187200A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5697863A (en) * | 1980-01-07 | 1981-08-06 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for analyzing amylase |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105044167A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-11-11 | 东南大学 | 一种基于电位法的α-唾液淀粉酶检测装置及制备使用方法 |
CN105044167B (zh) * | 2015-05-06 | 2017-11-17 | 东南大学 | 一种基于电位法的α‑唾液淀粉酶检测装置及制备使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58187200A (ja) | 1983-11-01 |
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