CN109731461A - 一种生物酶甲醛清除剂及其制备方法 - Google Patents

一种生物酶甲醛清除剂及其制备方法 Download PDF

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石林莉
邓雅心
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Abstract

本发明提供一种生物酶甲醛清除剂及其制备方法，涉及甲醛处理领域。该生物酶甲醛清除剂，按照重量份包括以下组分：大豆蛋白5～10份、生物酶0.5～2份、枯草芽孢杆菌3～5份、扁桃假单胞菌1～3份、柠檬酸杆菌3～5份、粪产碱菌1～3份、植物提取物3～5份、茶多酚1～3份、柠檬酸0.5～2份、保护剂1～2份、活性剂0.2～1份；所述生物酶为甲醛脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和多糖水解酶；所述植物提取物为芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物。采用多种微生物、生物酶与植物提取物共同作用去除甲醛，提高去除效果，且安全、无毒害。

Description

一种生物酶甲醛清除剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及甲醛处理技术领域，具体涉及一种生物酶甲醛清除剂及其制备方法。
背景技术
甲醛为较高毒性的物质，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。研究表明：甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。大量文献记载，甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变，DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病，引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大，是因为装修和家具的污染所致，其释放期长达3-15年，遇热遇潮就会从材料深层挥发出来，严重污染环境，已成为难以解决的世界性难题。
调查研究发现，造成室内甲醛污染的主要途径是家居使用的大量装饰材料和家具等，主要包括室内装饰用胶合板、细木工板、刨花板等人造板材。由于目前生产装饰板所使用的胶粘剂多以脲醛树脂为主，因此板材中残留的甲醛组分会逐渐向空气中释放，成为室内气体中甲醛气体污染的主要来源，而释放出的甲醛气体也会逐渐在墙壁、地板、甚至儿童玩具中积聚，对人体尤其是青少年造成较大危害。甲醛在室内的污染具有多途径、隐蔽性、积聚性等特点，同时由于甲醛的缓慢释放特性往不易被人察觉，而其本身又不会很快分解，这就使得甲醛的危害程度较其他污染物质更为严重。
对于甲醛污染，目前市面上最普遍的防治方法是使用活性炭、光触媒技术、植物净化剂和生物降解等。活性炭净化空气随着温度、风速升高到一定程度的时候，所吸附的污染物有可能游离出来，再次进入呼吸空间中；而且活性炭吸附很容易达到吸附饱和，需要经过活化处理才能二次使用。光触媒一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，二氧化钛是无毒的，但是纳米级二氧化钛可以直接通过肺进入血液循环，而且光触媒不能长久除甲醛，容易脱落，脱落后就不能再除甲醛了。植物净化剂是通用萃取植物中的有效成分配置成植物源消毒液，喷入空气中起到除甲醛的作用，但单纯的植物净化剂效率较低。生物酶是利用自身含有可与甲醛反应的氨基化合物，实现对甲醛的固定和捕捉，将甲醛转化为二氧化碳和水，安全、可靠，但是单独的生物酶除甲醛效率较低，容易失效。因此，我们提出一种安全环保、使用简便、作用时间持久、去除效率高的生物酶生物酶甲醛清除剂。
发明内容
本发明的发明目的之一是，针对上述问题，提供一种生物酶甲醛清除剂，采用多种微生物、生物酶与植物提取物共同作用去除甲醛，提高去除效果，且安全、无毒害。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种生物酶甲醛清除剂，按照重量份包括以下组分：
大豆蛋白5～10份、生物酶0.5～2份、枯草芽孢杆菌3～5份、扁桃假单胞菌1～3份、柠檬酸杆菌3～5份、粪产碱菌1～3份、植物提取物3～5份、茶多酚1～3份、柠檬酸0.5～ 2份、保护剂1～2份、活性剂0.2～1份。
所述生物酶为甲醛脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和多糖水解酶。
所述植物提取物为芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物。
所述芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物的质量比为5～10:3～ 5:2～6:1～5。
生物酶甲醛清除剂，按照重量份包括以下组分：大豆蛋白8份、生物酶1份、枯草芽孢杆菌4份、扁桃假单胞菌2份、柠檬酸杆菌4份、粪产碱菌2份、植物提取物4份、茶多酚 2份、柠檬酸1份、保护剂1.5份、活性剂0.5份。
优选的，所述甲醛脱氢酶活性为200～300u/mg，多酚氧化酶200～300u/mg、蛋白酶500～ 700u/mg和多糖水解酶200～300u/mg。
优选的，所述植物提取物的提取方法为：取芦荟放入0.5～1％盐酸溶液中浸泡5～10分钟，取出用流水洗净，加入80～90％甲醇水溶液，分三次在40～60℃回流提取，每次提取为 1～2h，过滤得粗提取物；将所述粗提物放入超声波仪中，在60～65℃恒温水浴温度下萃取1～ 2h，得到混合物，将所得混合物通过大孔树脂进行吸附；吸附完后用乙醇洗脱，收集洗脱液，在40～50℃浓缩干燥至固形物含量大于10％，然后进行真空干燥，得芦荟提取物；将常春藤、龙舌兰、鸭跖草采用方法提取得到常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物，然后混合得到植物提取物。
优选的，所述保护剂为壳聚糖、壳聚糖盐酸盐或海藻糖中的一种或多种。
优选的，所述活性剂为十二烷基丝素肽基表面活性剂、十四烷基丝素肽基表面活性剂、十六烷基丝素肽基表面活性剂或十八烷基丝素肽基表面活性剂的一种或两种。
本发明的另一发明目的是，针对上述问题，提供一种生物酶甲醛清除剂的制备方法，制备的清洗剂效果好，作用时间持久。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种生物酶甲醛清除剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.植物提取物制备：将芦荟、常春藤、龙舌兰、鸭跖草进行提取得到芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物，然后混合得到植物提取物。
S2.菌培养：将所述枯草芽孢杆菌、扁桃假单胞菌、柠檬酸杆菌和粪产碱菌进行活化，然后经培养基培养后分别制成枯草芽孢杆菌菌液、扁桃假单胞菌菌液、柠檬酸杆菌菌液和粪产碱菌菌液。
S3.混合：将枯草芽孢杆菌菌液、扁桃假单胞菌菌液、柠檬酸杆菌菌液、粪产碱菌菌液和大豆蛋白、生物酶、植物提取物、茶多酚、柠檬酸、保护剂和活性剂混合均匀，得到生物酶甲醛清除剂。
优选的，步骤S2中，将所述枯草芽孢杆菌、扁桃假单胞菌、柠檬酸杆菌和粪产碱菌使用 LB培养基在37℃进行活化。
优选的，步骤S2中，所述培养基包括以下组分：酵母膏1～2g/L，蛋白胨5～7g/L，乳化橄榄油3～5g/L，右旋糖酐L 1～2g/L，NaCl 15～20g/L，MgCl2 3～5g/L，KCl 0.1～0.5g/L， CaCl2 1.5～2.0g/L，，SrCl2 40～50mg/L，H3BO3 20～30mg/L，NH4NO3 1～3mg/L，Na2HPO45～10mg/L，溶剂为蒸馏水。
优选的，步骤S3中，混合均匀后，采用分子量为10000～30000Da的超滤膜进行超滤，取滤过液，得到物酶甲醛清除剂。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的生物酶甲醛清除剂，采用多种微生物、生物酶与植物提取物共同作用去除甲醛，提高去除效果，且安全、无毒害。
多种微生物、生物酶与植物提取物以不同的反应原理去除甲醛，提高去除效果。生物酶与微生物合用，达到一定的菌群浓度，在短时间内形成一个微生态系统，依靠菌种和酶的生物氧化作用，将环境中的甲醛、苯、氨等有害物快速解转化为无害的CO2和水等简单物质。芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物有大量能与甲醛反应的活性基团，如氨基、酮基等，可直接将甲醛分子分解，并且具有一定的杀菌、除臭能力。
所述生物酶为甲醛脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和多糖水解酶，包括裂解酶、水解酶、氧化酶，四者混合可充分结合各种酶的优势，协同作用，提高分解效率，延长作用时间。
所述植物提取物为芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物中的一种或多种。含有大量的能分解甲醛的裂解酶、生物碱低聚物、低聚物形态的氧化剂，具有活性胺基的高分子低聚物，并由大量能与甲醛反应的活性基团，如氨基、酮基等，可直接将甲醛分子分解，并且具有一定的杀菌、除臭能力。
2.本发明的生物酶甲醛清除剂，所述保护剂为壳聚糖、壳聚糖盐酸盐或海藻糖中的一种或多种。本发明将上述保护剂用于甲醛脱氢酶产品中，发现其能够较好的将生物酶组合物包裹在其中，上述保护剂同时具备成膜功能，能够较好的吸附在物体表面，使酶能够与物体表面充分接触，协同促进生物酶组合物的效果发挥。
3.本发明的生物酶甲醛清除剂，采用的培养基营养均衡全面、营养功效成分多重交叉，更有利于微生物的生长。
4.本发明的生物酶甲醛清除剂，安全无毒，人畜无害，可生物降解，不会产生二次污染。主要应用于室内居住环境和汽车中去除甲醛，能够极大地降低家具、皮革、毛毯等产生的甲醛，同时还具备降低苯类污染物的效果。效果持续时间长，对处理物体表面无腐蚀作用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种生物酶甲醛清除剂，按照质量百分比包括以下组分：
大豆蛋白8份、生物酶1份、枯草芽孢杆菌4份、扁桃假单胞菌2份、柠檬酸杆菌4份、粪产碱菌2份、植物提取物4份、茶多酚2份、柠檬酸1份、保护剂1.5份、活性剂0.5份。
所述生物酶为甲醛脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和多糖水解酶。所述芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物的质量比为8:3:5:3。
所述甲醛脱氢酶活性为250u/mg，多酚氧化酶250u/mg、蛋白酶600u/mg和多糖水解酶 250u/mg。
所述保护剂为壳聚糖、壳聚糖盐酸盐和海藻糖。
所述活性剂为十六烷基丝素肽基表面活性剂和十八烷基丝素肽基表面活性剂。
所述植物提取物为芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物。
所述植物提取物的提取方法为：取芦荟放入1％盐酸溶液中浸泡8分钟，取出用流水洗净，加入85％甲醇水溶液，分三次在50℃回流提取，每次提取为1.5h，过滤得粗提取物；将所述粗提物放入超声波仪中，在62℃恒温水浴温度下萃取1.5h，得到混合物，将所得混合物通过大孔树脂进行吸附；吸附完后用乙醇洗脱，收集洗脱液，在45℃浓缩干燥至固形物含量大于 10％，然后进行真空干燥，得芦荟提取物；将常春藤、龙舌兰、鸭跖草采用方法提取得到常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物，然后混合得到植物提取物。
制备方法，包括以下步骤：
S1.植物提取物制备：将芦荟、常春藤、龙舌兰、鸭跖草进行提取得到芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物，然后混合得到植物提取物。
S2.菌培养：将所述枯草芽孢杆菌、扁桃假单胞菌、柠檬酸杆菌和粪产碱菌进行活化，然后经培养基培养后分别制成枯草芽孢杆菌菌液、扁桃假单胞菌菌液、柠檬酸杆菌菌液和粪产碱菌菌液。
将所述枯草芽孢杆菌、扁桃假单胞菌、柠檬酸杆菌和粪产碱菌使用LB培养基在37℃进行活化。
所述培养基包括以下组分：酵母膏1.5g/L，蛋白胨6g/L，乳化橄榄油4g/L，右旋糖酐L 1.5g/L，NaCl 18g/L，MgCl2 5g/L，KCl 0.3g/L，CaCl2 1.8g/L，，SrCl2 45mg/L，H3BO325mg/L， NH4NO3 2mg/L，Na2HPO4 7mg/L，溶剂为蒸馏水。
S3.混合：将枯草芽孢杆菌菌液、扁桃假单胞菌菌液、柠檬酸杆菌菌液、粪产碱菌菌液和大豆蛋白、生物酶、植物提取物、茶多酚、柠檬酸、保护剂和活性剂混合均匀，采用分子量为20000Da的超滤膜进行超滤，取滤过液，得到生物酶甲醛清除剂。
实施例2
一种生物酶甲醛清除剂，按照质量百分比包括以下组分：
大豆蛋白5份、生物酶2份、枯草芽孢杆菌3份、扁桃假单胞菌1份、柠檬酸杆菌3份、粪产碱菌3份、植物提取物3份、茶多酚3份、柠檬酸2份、保护剂1份、活性剂1份。
所述生物酶为甲醛脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和多糖水解酶。所述芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物的质量比为10:3:2:5。
所述植物提取物为芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物。
所述甲醛脱氢酶活性为200u/mg，多酚氧化酶200u/mg、蛋白酶500u/mg和多糖水解酶 300u/mg。
所述保护剂为壳聚糖和壳聚糖盐酸盐。
所述活性剂为十二烷基丝素肽基表面活性剂。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种生物酶甲醛清除剂，按照质量百分比包括以下组分：
大豆蛋白10份、生物酶0.5份、枯草芽孢杆菌5份、扁桃假单胞菌3份、柠檬酸杆菌3份、粪产碱菌1份、植物提取5份、茶多酚1份、柠檬酸0.5份、保护剂1份、活性剂0.2份。
所述生物酶为甲醛脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和多糖水解酶。
所述甲醛脱氢酶活性为300u/mg，多酚氧化酶300u/mg、蛋白酶700u/mg和多糖水解酶 200u/mg。
所述保护剂为海藻糖。
所述活性剂为十四烷基丝素肽基表面活性剂和十八烷基丝素肽基表面活性剂。
所述植物提取物为芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物。所述芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物的质量比为5:5:2:1。
所述植物提取物的提取方法为：取芦荟放入1％盐酸溶液中浸泡10分钟，取出用流水洗净，加入90％甲醇水溶液，分三次在60℃回流提取，每次提取为1h，过滤得粗提取物；将所述粗提物放入超声波仪中，在60℃恒温水浴温度下萃取2h，得到混合物，将所得混合物通过大孔树脂进行吸附；吸附完后用乙醇洗脱，收集洗脱液，在50℃浓缩干燥至固形物含量大于 10％，然后进行真空干燥，得芦荟提取物；将常春藤、龙舌兰、鸭跖草采用方法提取得到常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物，然后混合得到植物提取物。
制备方法同实施例1。
对比例1
一种生物酶甲醛清除剂，与实施例1相比，没有生物酶，其他相同。
对比例2
一种生物酶甲醛清除剂，与实施例1相比，没有枯草芽孢杆菌、扁桃假单胞菌、柠檬酸杆菌和粪产碱菌，其他相同。
对比例3
一种生物酶甲醛清除剂，与实施例1相比，没有植物提取物，其他相同。
对比例4
一种生物酶甲醛清除剂，与实施例1相比，没有多酚氧化酶和多糖水解酶，其他相同。
对比例5
一种生物酶甲醛清除剂，与实施例1相比，没有扁桃假单胞菌和柠檬酸杆菌，其他相同。
对比例6
一种生物酶甲醛清除剂，与实施例1相比，没有保护剂，其他相同。
效果验证：
采用QB/T2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》检测空气样品中甲醛的浓度，清除甲醛实验。其所检项目的有害物质限量值为：甲醛浓度≤0.10mg/m3。试验设计的初始浓度为标准要求限量的10倍左右。
实验条件：试验温度：(23.0±3)℃，湿度：(50.0±5)％RH；模拟实验室：1.5m3空气试验舱；
去除试验方案：
1、在气候箱中，将分析纯的甲醛溶液2.0ml放在表面皿中，挥发24h进行采样记为初始浓度。
2、将300g复合蛋白生物酶甲醛清除剂均匀的喷在三张1m2的基纸上，晾干后悬挂在试验舱的中央位置，经过24h再采集试验舱内空气样品，记为24h浓度。
3、对采集的样品依据QB/T2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》检测空气样品中甲醛的浓度。根据样品中检测出的浓度，计算出复合蛋白生物酶甲醛清除剂对甲醛的去除效率。
去除效率计算：去除效率＝(初始浓度-24h浓度)/(初始浓度)×100％
实施例1-3与对比例1-6制得的生物酶甲醛清除剂对甲醛的去除效率，结果如下表1：
表1实验结果
从实施例1-3结合表1中可以看出，本发明的生物酶甲醛清除剂对甲醛的去除效率达到 95％以上，可对甲醛等有害物质进行降解清除。
从实施例1与对比例1-3结合表1中可以看出，多种微生物、生物酶与植物提取物以不同的反应原理去除甲醛，提高去除效果。
从实施例1与对比例4结合表1中可以看出，甲醛脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和多糖水解酶，四者混合可充分结合各种酶的优势，协同作用，提高分解效率。
从实施例1与对比例5结合表1中可以看出，枯草芽孢杆菌、扁桃假单胞菌、柠檬酸杆菌和粪产碱菌，四者混合可充分结合各种微生物的优势，协同作用，提高分解效率。
从实施例1与对比例6结合表1中可以看出，能够较好的吸附在物体表面，使酶能够与物体表面充分接触，协同促进生物酶组合物的效果发挥。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围。凡本发明所提示的技术构思下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种生物酶甲醛清除剂，其特征在于，按照重量份包括以下组分：
大豆蛋白5～10份、生物酶0.5～2份、枯草芽孢杆菌3～5份、扁桃假单胞菌1～3份、柠檬酸杆菌3～5份、粪产碱菌1～3份、植物提取物3～5份、茶多酚1～3份、柠檬酸0.5～2份、保护剂1～2份、活性剂0.2～1份；
所述生物酶为甲醛脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和多糖水解酶；
所述植物提取物为芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物。
2.根据权利要求1所述的生物酶甲醛清除剂,其特征在于，按照重量份包括以下组分：
大豆蛋白8份、生物酶1份、枯草芽孢杆菌4份、扁桃假单胞菌2份、柠檬酸杆菌4份、粪产碱菌2份、植物提取物4份、茶多酚2份、柠檬酸1份、保护剂1.5份、活性剂0.5份。
3.根据权利要求1所述的生物酶甲醛清除剂,其特征在于，所述甲醛脱氢酶活性为200～300u/mg，多酚氧化酶200～300u/mg、蛋白酶500～700u/mg和多糖水解酶200～300u/mg。
4.根据权利要求1所述的生物酶甲醛清除剂,其特征在于，所述植物提取物的提取方法为：取芦荟放入0.5～1％盐酸溶液中浸泡5～10分钟，取出用流水洗净，加入80～90％甲醇水溶液，分三次在40～60℃回流提取，每次提取为1～2h，过滤得粗提取物；将所述粗提物放入超声波仪中，在60～65℃恒温水浴温度下萃取1～2h，得到混合物，将所得混合物通过大孔树脂进行吸附；吸附完后用乙醇洗脱，收集洗脱液，在40～50℃浓缩干燥至固形物含量大于10％，然后进行真空干燥，得芦荟提取物；将常春藤、龙舌兰、鸭跖草采用同样方法提取得到常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物，然后混合得到植物提取物。
5.根据权利要求1所述的生物酶甲醛清除剂,其特征在于，所述保护剂为壳聚糖、壳聚糖盐酸盐或海藻糖中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的生物酶甲醛清除剂,其特征在于，所述活性剂为十二烷基丝素肽基表面活性剂、十四烷基丝素肽基表面活性剂、十六烷基丝素肽基表面活性剂或十八烷基丝素肽基表面活性剂的一种或两种。
7.根据任一权利要求1-6所述的生物酶甲醛清除剂的制备方法,其特征在于，包括以下步骤：
S1.植物提取物制备：将芦荟、常春藤、龙舌兰、鸭跖草进行提取得到芦荟提取物、常春藤提取物、龙舌兰提取物和鸭跖草提取物，然后混合得到植物提取物；
S2.菌培养：将所述枯草芽孢杆菌、扁桃假单胞菌、柠檬酸杆菌和粪产碱菌进行活化，然后经培养基培养后分别制成枯草芽孢杆菌菌液、扁桃假单胞菌菌液、柠檬酸杆菌菌液和粪产碱菌菌液；
S3.混合：将枯草芽孢杆菌菌液、扁桃假单胞菌菌液、柠檬酸杆菌菌液、粪产碱菌菌液和大豆蛋白、生物酶、植物提取物、茶多酚、柠檬酸、保护剂和活性剂混合均匀，得到生物酶甲醛清除剂。
8.根据权利要求5所述的生物酶甲醛清除剂的制备方法,其特征在于，步骤S2中，将所述枯草芽孢杆菌、扁桃假单胞菌、柠檬酸杆菌和粪产碱菌使用LB培养基在37℃进行活化。
9.根据权利要求5所述的生物酶甲醛清除剂的制备方法,其特征在于，步骤S2中，所述培养基包括以下组分：酵母膏1～2g/L，蛋白胨5～7g/L，乳化橄榄油3～5g/L，右旋糖酐L 1～2g/L，NaCl 15～20g/L，MgCl2 3～5g/L，KCl 0.1～0.5g/L，CaCl2 1.5～2.0g/L，，SrCl240～50mg/L，H3BO3 20～30mg/L，NH4NO3 1～3mg/L，Na2HPO4 5～10mg/L，溶剂为蒸馏水。
10.根据权利要求5所述的生物酶甲醛清除剂的制备方法,其特征在于，步骤S3中，混合均匀后，采用分子量为10000～30000Da的超滤膜进行超滤，取滤过液，得到物酶甲醛清除剂。
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