CN101163972B - 无氰化物的溶解剂组合物及其用于血红蛋白和白血球测定的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种无氰化物的溶解剂组合物和用于测定血样中的总血红蛋白浓度和白血球的方法。该溶解剂组合物包括用以溶解红血球并释放血红蛋白的季铵表面活性剂、和用以与血红蛋白形成稳定的色原的配体。溶解剂组合物pH为3~10。该溶解剂组合物还包括第二季铵表面活性剂。该配体可以是苹果酸、丙二酸、乙二胺、N,N-二乙基乙二胺、N,N′-二乙基乙二胺、二亚乙基三胺、四亚乙基五胺、1,6-己二胺、1,3-戊二胺、2-甲基戊二胺、1,2-二氨基环己烷、4-氨基苯乙酮、双六甲撑三胺、哒嗪、或3,6-二羟基哒嗪。
Description
技术领域
本发明涉及溶解剂组合物及其用于测定血样中的总血红蛋白浓度和白血球的方法。
背景技术
总血红蛋白的测定可以指示全血的载氧能力。通过对具有临床症状的病人的检查和通过临床正常人群的电泳分析调查,发现了超过300种的异常血红蛋白。这些异常血红蛋白中的许多会导致临床病变,其中血红蛋白水平发生改变或血红蛋白结合氧的能力被改变。这些疾病中有镰状细胞贫血、α和β-地中海贫血、以及血红蛋白M。
对血样中的血红蛋白(Hgb)进行测定的能力是诊断分析的基本部分,并且对监控治疗反应也是重要的,这些治疗用于治疗影响血红蛋白的疾病、以及用于治疗对血红蛋白的数量具有不良副作用的其他疾病。
在普通主体的外周血中的白血球包括5种类型,即淋巴细胞、单核细胞、嗜中性白细胞、嗜曙红血球和嗜碱细胞。后三种白血球总起来被称为粒细胞。计算并区分血样中的白血球的不同类型为临床诊断提供了有价值的信息。
白血球的分类和计算最常用也称为手工方法的差异分析方法进行。自动血液分析仪也常用于计算白血球,使用溶解剂以溶解红血球,然后测定残留的白血球。已经开发出更复杂的装置用于计算不同类型的包括单核细胞、淋巴细胞和粒细胞的白血球(差异分析)。理想地,人们希望在单个自动化步骤中能完成多重诊断分析,比如血红蛋白测定和计算白血球的数目、或白血球亚群的差异分析。
在许多用于血红蛋白测定的众所周知的方法中,血液学标准化国际委员会(theInternational Committee for Standardization in Hematology)已将氰化物血红蛋白方法推荐为标准。该方法经Matsubara和Okuzono改进后已宽泛地用于临床实验。在该方法中,用赤血盐将所有形式的红血球的各种血红蛋白形式中血红素基团的铁离子氧化成高铁血红蛋白。然后将高铁血红蛋白与对血红素基团的铁离子具有很高亲合性的氰化物阴离子复合,从而形成氰化高铁血红蛋白色原。该非常稳定的色原在540nm处具有最大吸收峰,可通过分光光度计人工测定。
虽然通过标准的氰化高铁血红蛋白方法和其改进的自动化方法形成了稳定的色原,但试剂废料因氰化钾的使用而导致巨大的环境问题。在过去的二十年中,人们进行了不懈的努力,试图开发出不用氰化物的自动化血红蛋白分析方法。
Oshiro等在文献Clin.Biochem.1583(1982)中公开了一种用于血红蛋白分析的试剂的用途,该试剂包括十二烷基硫酸钠(SLS)和中性pH(7.2)的曲拉通X-100(Triton X-100,非离子表面活性剂)。SLS被用于溶解红血球,人们相信其还产生了在539nm处具有最大吸收峰并在572nm处具有峰肩的SLS-血红蛋白复合体。反应在5~10分钟内完成,于是可定量测定总血红蛋白。然而,如随后在美国专利号5,242,832(Sakata)中所述的,用Oshiro的方法不可能同时分析白血球和进行血红蛋白测定。
美国专利号5,242,832(Sakata)公开了一种无氰化物的溶解试剂,用于计算血样中的白血球和测定血样中的血红蛋白浓度。该溶解试剂包括至少一种为季铵盐的第一表面活性剂、至少一种包括阳离子和两性表面活性剂的第二表面活性剂、和至少一种血红蛋白稳定剂,该稳定剂选自于包括试钛灵(1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠)、8-羟基喹啉、二吡啶、1-10-菲咯啉、酚类化合物、双酚、吡唑和其衍生物、第二苯基5-吡唑啉酮和其衍生物、苯基3-吡唑啉酮、以及咪唑和其衍生物的组。Sakata指出,只有通过使用至少两种合适的表面活性剂和通过严格控制表面活性剂的浓度才能实现将白血球划分成两个或三个种群,包括淋巴细胞的聚集物、单核细胞、嗜曙红血球和嗜碱细胞的聚集物、以及嗜中性白细胞的聚集物。Sakata还指出,该溶解试剂的pH优选为5.0~8.0。如果pH值为3.0或以下,那么增加了对白血球的破坏,从而使白血球的测定较难,如果pH为9.0或以上,那么血红蛋白的稳定性随时间而降低。
PCT/US95/02897(Kim)公开了一种无氰化物的试剂用于确定全血样中的血红蛋白。试剂包括:选自于由咪唑和其衍生物、N-羟基乙酰胺、H-羟胺、吡啶、恶唑、噻唑、吡唑、嘧啶、嘌呤、喹啉和异喹啉所构成的组的配体;和选自于由十二烷基二甲胺氧化物和辛基苯氧基聚乙氧基乙醇所构成的组、具有较强红细胞溶解能力的表面活性剂。该分析方法较快,不到10秒。然而,试剂仅在极端碱性条件即pH为11~14下进行。此外,如Kim所述,该试剂不能计算白血球或区分白血球亚群。
美国专利号5,763,280和5,882,934(Li等)公开了包含有机配体的无氰化物的试剂,用于测定血样中的血红蛋白和白血球。该有机配体可以是三唑及其衍生物、四唑及其衍生物、1,4,5,6-四氢-4,6-二氧-1,3,5-三嗪-2-羧酸的碱金属盐、蜜胺、苯胺-2-磺酸、喹啉-2-羧酸、2-氨基-1,3,4-噻二唑、三嗪及其衍生物、尿唑、DL-哌啶酸、异尼古丁酰胺、氨基苯甲腈、6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶、腺嘌呤、3-(2-噻吩基)丙烯酸、苯甲酸、苯甲酸的碱金属盐或铵盐、或吡嗪及其衍生物。
美国专利号6,740,527(Wong等)公开了无氰化物的试剂,用于测定血样中的血红蛋白和白血球。该试剂包含至少一种选自于由盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐、及其它酸性盐所构成的组的羟胺盐。
人们一直需要一种包含配体的无氰化物溶解剂,该溶解剂价格便宜,并且在常规血液分析仪上相对较大的消耗下对环境是友好的。
发明内容
一方面,本发明的目的在于提供一种无氰化物的溶解剂组合物。该无氰化物的溶解剂组合物包含如下物质的水溶液:由如下分子结构表示的季铵表面活性剂:
其中R1是具有10~18个碳原子的烷基、烯基或炔基;R2、R3和R4是具有1~4个碳原子的烷基,X-是氯化物或溴化物;该季铵表面活性剂的含量足以溶解红血球并释放血红蛋白;和含量足以与血红蛋白形成稳定的色原的配体,该配体选自于由草酸、苹果酸、丙二酸、乙二胺、N,N-二乙基乙二胺、N,N′-二乙基乙二胺、二亚乙基三胺、四亚乙基五胺、1,6-己二胺、1,3-戊二胺、2-甲基戊二胺、1,2-二氨基环己烷、4-氨基苯乙酮、双六甲撑三胺、哒嗪、和3,6-二羟基哒嗪所构成的组。溶解剂组合物的pH值为约3~约10。优选季铵表面活性剂是十二烷基三甲基氯化铵。
在另一实施方式中,溶解剂组合物还可包括第二季铵表面活性剂。优选第二季铵表面活性剂为十四烷基三甲基溴化铵、或十六烷基二甲基乙基溴化铵。
[016]另一方面,本发明致力于提供一种使用溶解剂组合物测定血样中的总血红蛋白浓度的方法。该方法包括如下步骤:用血液稀释剂稀释血样以形成稀释样;将稀释样与溶解剂组合物混合以形成试样混合物,该溶解剂组合物的量足以溶解红血球从而在试样混合物中形成稳定的血红蛋白色原;测定试样混合物中的血红蛋白色原在预定波长处的吸光度;根据吸光度确定血样中的总血红蛋白浓度;以及报告血样中的总血红蛋白浓度。优选在约510nm~560nm之间测定吸光度。
此外,该方法还包括如下步骤:使用第一直流(DC)阻抗测量法在自动血液分析仪上计算试样混合物中的白血球数;和报告血样中的白血球的数目。此外,该方法还包括如下步骤:用第二DC阻抗测量法在自动血液分析仪中对试样混合物中的白血球的大小进行测定,从而获得白血球的大小分布直方图;根据该分布直方图区分白血球亚群,并报告白血球亚群。
以下结合相关附图,对优选实施方式进行详细说明,以便更好地理解本发明和其各种优点。
附图说明
图1所示为按照实施例2中的步骤使用具有配方C的溶解剂组合物处理过的血样的一系列吸收光谱。
图2所示为使用配方A获得的血红蛋白浓度结果与在参照仪器上获得的血红蛋白浓度结果之间的相关性。
图3所示为使用配方A获得的白血球计数结果(以103/μL计的WBC)与在参照仪器上获得的白血球计数结果(以103/μL计的WBC)之间的相关性。
图4A和4B所示为分别在使用配方A的仪器上和参照仪器上获得的一个血样中的白血球分布直方图。
具体实施方式
在一种实施方式中,本发明提供一种无氰化物的溶解剂组合物,用于测定血样中的总血红蛋白浓度,以及进一步用于测定血样中的白血球。该无氰化物的溶解剂组合物包括如下物质的水溶液:
(i)由如下分子结构表示的季铵表面活性剂:
其中R1是具有10~18个碳原子的烷基、烯基或炔基;R2、R3和R4是具有1~4个碳原子的烷基,X-是氯化物或溴化物阴离子;和
(ii)含量足以与血红蛋白形成稳定的色原的配体,该配体选自于由如下物质所构成的组:
(a)草酸,
(b)苹果酸,
(c)丙二酸,
(d)乙二胺,
(e)N,N-二乙基乙二胺,
(f)N,N′-二乙基乙二胺,
(h)二亚乙基三胺,
(i)四亚乙基五胺
(j)1,6-己二胺,
(k)1,3-戊二胺,
(l)2-甲基戊二胺,
(m)1,2-二氨基环己烷,
(n)4-氨基苯乙酮,
(o)双六甲撑三胺,
(p)哒嗪,以及
(r)3,6-二羟基哒嗪。
该溶解剂组合物的pH值为约3~约10。
溶解剂组合物还可包含由如上所述的分子结构表示的第二季铵表面活性剂。在一个优选实施方式中,溶解剂组合物包括十二烷基三甲基氯化铵和十四烷基三甲基溴化铵的组合物。在另一优选实施方式中,溶解剂组合物包括十二烷基三甲基氯化铵和十六烷基二甲基乙基溴化铵的组合物。
溶解剂组合物中的表面活性剂或表面活性剂组合物的浓度应足以溶解红血球从而释放血红蛋白,同时保留白血球用于计算和测定它们的大小或体积。溶解剂组合物中的表面活性剂的浓度为约2g/L~约100g/L,优选为约4g/L~约60g/L。
当将血样与如上所述的溶解剂组合物混合时,红血球被完全溶解,从而将血红蛋白释放到试样混合物中,该血红蛋白与溶解剂组合物中的配体一接触便形成稳定的色原。通过紫外-可见(UV-VIS)光谱可在预定波长处测定血红蛋白色原。另一方面,一经血样与溶解剂组合物混合,白血球中的细胞膜便被透过,于是细胞质基本上释放出来,但细胞核仍保留着。通过直流(DC)阻抗测量法能测定残留的白血球,用于白血球亚群的计数或差异分析。
在溶解红血球时释放的血红蛋白包括各种形式,比如氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、高铁血红蛋白、碳氧血红蛋白等。为使测定定量和精确,需要形成的色原在测定的时间周期内是稳定的。将血红蛋白转换成稳定的色原的最有效的方法是提供对血红素铁具有较高亲合性的配体,从而形成稳定的血红蛋白复合体。这已被氰化高铁血红蛋白方法成功地证明,其中氰化物阴离子对血红素铁具有极高的亲合性。术语“血红蛋白复合体”和“血红蛋白色原”在此可交互使用。通常,当缺少较高亲合性的配体时,形成的血红蛋白色原并非足够稳定。色原的吸光度发生变化,在大多数情况下随时间衰减。在此条件下,即使反应动力学得到较好地监控和校正,分析方法也是不可靠的,这是因为色原对各种环境因素,比如温度和试样制备条件是非常敏感的。当一种合适的血红蛋白配体被提供时,血红蛋白的转化能被量化,于是通过形成的稳定的血红蛋白色原能确保对血样中的血红蛋白浓度进行可靠的测定。
研究发现,如上所述的配体能有效地将血红蛋白转变成在血液分析仪上常用的时间期内保持稳定的色原。溶解剂组合物中的配体的浓度应足以形成稳定的血红蛋白色原。其浓度随使用的特定的配体而改变,取决于配体对血红蛋白的亲合性。如果溶解剂组合物中的配体的含量不足,那么形成的血红蛋白色原可能是不稳定的。本发明的溶解剂组合物中的配体的浓度为约0.3g/L~约25.0g/L,优选为约5.0g/L~约20.0g/L。
如上所述的溶解剂组合物中的表面活性剂和配体的浓度是这样一种浓度,其中血红蛋白和白血球的测定伴随着在样品制备中使用合适的血液稀释剂。然而,如上所述的这些组分的浓度可以调整,这取决于溶解剂组合物和用于制备试样混合物的稀释剂之间的体积比。
此外,如果血液分析仪使用未用血液稀释剂预稀释的单一溶解剂组合物,那么可以降低溶解剂组合物中的表面活性剂和配体的浓度,从而调节溶解剂组合物的电导率以使其能用于阻抗测量。可通过添加适量的碱金属盐来调节电导率。在这类单一试剂方法中,溶解剂组合物中的表面活性剂和配体的浓度应与在稀释剂和溶解剂组合物均被使用时包含在最终的试样混合物中的浓度相同。
还可在本发明的溶解剂组合物中包含一定浓度的可选择的添加剂,它们应与溶解剂组合物的主要功能组分相容。这些添加剂是防腐的,它们具有抗氧化性以增加组合物的贮藏期限,以及具有抗微生物性。
实施例1给出了本发明的无氰化物的溶解剂组合物的两个例子。
在另一实施方式中,本发明提供一种使用如上所述的无氰化物的溶解剂组合物的方法,用于测定血样中的总血红蛋白浓度。该方法包括如下步骤:用血液稀释剂稀释血样以形成稀释样;将稀释样与溶解剂组合物混合以形成试样混合物并且溶解红细胞,从而在试样混合物中形成稳定的血红蛋白色原;在预定波长处测定试样混合物中的血红蛋白色原的吸光度;根据获得的吸光度确定血样中的总血红蛋白浓度;以及报告血样中的总血红蛋白浓度。在约510nm~约560nm之间测定血样的吸光度。
在优选实施方式中,该方法还包括在自动血液分析仪上使用DC阻抗测量法计算白血球的数量、和区分试样混合物中的白血球亚群。
美国专利号2,656,508中对通过装有DC阻抗测量装置的血液分析仪来计算白血球的检测方法进行了一般的说明,其中全部内容引入本文以作参考。美国专利号4,485,175和4,528,274对使用DC阻抗测量法区分白血球亚群的方法进行了说明,其中全部内容引入本文以作参考。
在此对使用本发明的溶解剂组合物测定血样中的总血红蛋白的工艺进行一般说明,之后在实施例2中作进一步详细的说明。用合适的血液稀释剂稀释抗凝结的血样,接着通过手工混合或机械混合将如上所述足够量的溶解剂组合物与稀释样混合以形成试样混合物。血液的稀释比为约125∶1~约500∶1,即总的试剂体积与血样的比。在添加溶解剂组合物后的约10~60秒内,在光谱仪上或在配有光电探测器的自动血液分析仪上对试样混合物在预定波长处的吸收进行光度测定。血液分析仪还可配备DC阻抗测量装置以计算白血球的数量,或以获得的种群分布直方图为基础进一步区分白血球亚群。就后者而言,白血球被区分为两个或更多个亚群,包括淋巴细胞、单核细胞和粒细胞。
可以与本发明的溶解剂组合物一起使用的血液稀释剂是常用在商品用血液分析仪上用于稀释血样的等渗稀释剂。合适的例子包括,但不限于,在美国专利号4,521,518、4,528,274、5,935,857和6,706,526中描述的稀释剂,其中全部内容引入本文以作参考。
图1所示为血样的一系列吸收光谱,其中按照实施例2中的步骤使用实施例2中具有配方C的溶解剂组合物、和COULTERISOTON3E(位于佛罗里达州迈阿密市的贝克曼考尔特(Beckman Coulter)公司制造的商品用血液稀释剂)作为稀释剂,对该血样进行处理。图1显示了在添加溶解剂组合物后的12~132秒内每隔10秒获得的总共12个光谱。该血红蛋白色原的光谱非常稳定,在120秒的测试期内没有偏移或衰减。
通过使用如上所述的具有配体的本发明的溶解剂组合物所形成的大多数色原在约510nm~约560nm之间具有最大吸收峰。于是,可以通过将商业上最常用的血液分析仪与特定色原的吸光系数相结合来测定色原。
本发明的溶解剂组合物和使用该溶解剂组合物的方法提供了精确的血红蛋白测定和白血球的精确计数。图2显示,在使用传统的溶解剂的COULTERLH750血液分析仪(位于佛罗里达州迈阿密市的贝克曼考尔特公司的产品)上获得的血红蛋白浓度与使用实施例1中的配方A获得的血红蛋白浓度之间具有出色的线性相关性。图3表明,在使用传统的溶解剂的COULTERLH750血液分析仪上获得的白血球计数与在相同的仪器上使用实施例1中的配方A获得的结果之间具有出色的相关性。
如下实施例用于说明本发明,但不应解释为是对如权利要求书所限定的本发明保护范围的限定。
实施例1
制备如下溶解剂组合物。
配方A
1,2-二氨基环己烷10.0g
十二烷基三甲基氯化铵(50%的溶液)35.6g
十六烷基二甲基乙基溴化铵1.25g
调节至1升的蒸馏水
pH5.5
配方B
3,6-二羟基哒嗪10.0g
十二烷基三甲基氯化铵(50%的溶液)50.0g
十四烷基三甲基溴化铵3.5g
调节至1升的蒸馏水
pH 6.0
实施例2
配方C
1,2-二氨基环己烷16.8g
十二烷基三甲基氯化铵(50%的溶液)35.5g
十六烷基二甲基乙基溴化铵2.0g
调节至1升的蒸馏水
pH 5.5
用2500μl的ISOTON3E稀释11.6μl的全血试样,接着将具有配方C的403μl的溶解剂组合物与预稀释的试样手工混合在一起。紧接着在Beckman DU 7500分光光度计上对试样混合物的吸收光谱进行测定。图1所示为按照如上所述步骤使用配方C处理过的血样的总共12个光谱。在添加溶解剂组合物后从第12秒开始每隔10秒进行测定而获得该光谱。
实施例3
在除了溶解剂用配方A替代之外具有标准仪器构造、经校准的COULTERLH750仪器上,对111个血样、其在6~17g/dL范围内的血红蛋白浓度和在1,000/μL~40,000/μL范围内的白血球数进行了分析。还在另一使用LYSE SIII diff作为溶解剂的参照LH750仪器上对这些试样进行分析。超过50%的试样是包括各种临床条件的临床试样。
图2所示为使用配方A获得的血红蛋白浓度结果与在参照仪器上获得血红蛋白浓度结果之间的相关性。图3所示为使用配方A获得的白血球计数结果(以103/μL计的WBC)与在参照仪器上获得的白血球计数结果(以103/μL计的WBC)之间的相关性。
图4A和4B所示为分别在使用配方A的仪器上和参照仪器上获得的一个血样中的白血球分布直方图。如图所示,使用配方A获得的白血球分布类似于使用参照试剂LYSE SIIIdiff获得的白血球分布,白血球被区分成淋巴细胞、单核细胞和粒细胞。
虽然本发明已被详细说明并用附图图示,但这些不应被看作是对本发明的保护范围的限定,而应作为其优选实施方式的例证。然而,显而易见,在如上述说明书所述的和如附后的权利要求书及其等效法条所限定的本发明的实际宗旨和范围内,可以进行各种变更和修改。
Claims (12)
1.一种无氰化物的溶解剂组合物,包括如下物质的水溶液:
(i)由如下分子结构表示的季铵表面活性剂:
其中R1是具有10~18个碳原子的烷基、烯基或炔基;R2、R3和R4是具有1~4个碳原子的烷基,X-是氯化物或溴化物;所述季铵表面活性剂的含量足以溶解红血球并释放血红蛋白;和
(ii)含量足以与所述血红蛋白形成稳定的色原的配体,所述配体选自于由如下物质所构成的组:
(a)草酸,
(b)苹果酸,
(c)丙二酸,
(d)乙二胺,
(e)N,N-二乙基乙二胺,
(f)N,N′-二乙基乙二胺,
(h)二亚乙基三胺,
(i)四亚乙基五胺
(j)1,6-己二胺,
(k)1,3-戊二胺,
(1)2-甲基戊二胺,
(m)1,2-二氨基环己烷,
(n)4-氨基苯乙酮,
(o)双六甲撑三胺,
(p)哒嗪,以及
(r)3,6-二羟基哒嗪。
其中所述溶解剂组合物的pH为3~10;并且
所述色原在510nm~560nm之间具有最大吸收峰。
2.如权利要求1所述的溶解剂组合物,其特征在于,所述季铵表面活性剂的浓度为4g/L~60g/L。
3.如权利要求1所述的溶解剂组合物,其特征在于,所述配体的浓度为0.3g/L~25.0g/L。
4.一种无氰化物的溶解剂组合物,包括如下物质的水溶液:
(i)两种由如下分子结构表示的季铵表面活性剂:
其中R1是具有10~18个碳原子的烷基、烯基或炔基;R2、R3和R4是具有1~4个碳原子的烷基,X-是氯化物或溴化物;和
(ii)含量足以与所述血红蛋白形成稳定的色原的配体,所述配体选自于由如下物质所构成的组:
(a)草酸,
(b)苹果酸,
(c)丙二酸,
(d)乙二胺,
(e)N,N-二乙基乙二胺,
(f)N,N′-二乙基乙二胺,
(h)二亚乙基三胺,
(i)四亚乙基五胺
(j)1,6-己二胺,
(k)1,3-戊二胺,
(1)2-甲基戊二胺,
(m)1,2-二氨基环己烷,
(n)4-氨基苯乙酮,
(o)双六甲撑三胺,
(p)哒嗪,以及
(r)3,6-二羟基哒嗪。
其中所述溶解剂组合物的pH为3~10;所述表面活性剂的量足以溶解红血球,释放血红蛋白,同时保留白血球用于计数和差异分析;并且
所述色原在510nm~560nm之间具有最大吸收峰。
5.如权利要求4所述的溶解剂组合物,其特征在于,所述配体的浓度为0.3g/L~25.0g/L。
6.如权利要求4所述的溶解剂组合物,其特征在于,所述第一季铵表面活性剂是十二烷基三甲基氯化铵。
7.如权利要求6所述的溶解剂组合物,其特征在于,所述十二烷基三甲基氯化铵的浓度为30g/L~60g/L。
8.如权利要求4所述的溶解剂组合物,其特征在于,所述第二季铵表面活性剂是十四烷基三甲基溴化铵。
9.如权利要求4所述的溶解剂组合物,其特征在于,所述第二季铵表面活性剂是十六烷基二甲基乙基溴化铵。
11.如权利要求10所述的溶解剂组合物,其特征在于,所述第一季铵表面活性剂是十二烷基三甲基氯化铵。
12.如权利要求11所述的溶解剂组合物,其特征在于,所述第二季铵表面活性剂是十四烷基三甲基溴化铵或十六烷基二甲基乙基溴化铵。
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