CN110595853B - 一种生物样本安全快速自动处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物样本安全快速自动处理设备，包括机架，所述机架内固定连接有工作台板，所述工作台板将机架内部分隔成上下设置的处理腔、试剂腔，所述处理腔内设有样本处理机构、样本浸蜡机构、预加热机构、吊篮装载转移机构，所述试剂腔内设有试剂分配传输机构，所述机架顶部设有空气处理装置，所述机架侧壁上设有抽气孔，所述抽气孔与空气处理装置连通，所述机架内壁上设有电源盒，所述机架外壁上设有控制箱。本发明提高了样本处理速度和效率及样本处理能力，且节约试剂、降低污染，处理流程标准化，可以提高样本处理质量和一致化程度，还可以降低操作人员的工作难度和强度，节约人力资源。
Description
技术领域
本发明涉及生物样本处理技术领域，尤其涉及一种生物样本安全快速自动处理设备。
背景技术
生物样本的采集和预处理是临床检验的重要环节，直接影响后续检测结果的准确性。目前生物样本的采集方式是将样本(组织、尿液、痰液、胸腹水、针吸等组织细胞与脱落细胞)收集到相应的容器中。检验人员打开容器，从中取出样本，或向容器中添加及更换处理液，完成样本的预处理过程。该流程存在的一个主要缺陷是，检验人员在打开容器时试剂中的毒性成分挥发出来污染室内空气，损害室内人员的身体健康。
且现有的生物样本处理装置，需要大量的人工干预，样本处理速度、质量和效率较低，且无法在同一个处理缸中同时处理不同类型的样本，样本处理能力较差，且处理时试剂浪费较为严重，操作人员的工作难度和强度较高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种生物样本安全快速自动处理设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种生物样本安全快速自动处理设备，包括机架，所述机架内固定连接有工作台板，所述工作台板将机架内部分隔成上下设置的处理腔、试剂腔，所述处理腔内设有样本处理机构、样本浸蜡机构、预加热机构、吊篮装载转移机构，所述试剂腔内设有试剂分配传输机构，所述机架顶部设有空气处理装置，所述机架侧壁上设有抽气孔，所述抽气孔与空气处理装置连通，所述机架内壁上设有电源盒，所述机架外壁上设有控制箱。
优选地，所述样本处理机构包括样本处理缸，所述样本处理缸的外壁上设有加热保温装置，所述样本处理缸的外壁上均匀安装有多组超声波装置，所述超声波装置嵌设在加热保温装置上，所述样本处理缸的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器，所述样本处理缸的底部连接有废液管，所述废液管的另一端连接有废液罐，所述废液管上设有排液阀，所述工作台板上设有位于样本处理缸下方的磁力搅拌机构，所述磁力搅拌机构包括固定安装在工作台板上的搅拌电机，所述工作台板上固定连接有固定架，所述固定架罩设在搅拌电机外侧，所述搅拌电机输出轴的末端贯穿固定架并固定连接有驱动磁块，所述样本处理缸的内底部设有与驱动磁块配合的磁力搅拌器，所述样本处理缸的内底壁固定连接有防护框，所述防护框罩设在磁力搅拌器的外侧。
优选地，所述样本浸蜡机构包括浸蜡缸，所述浸蜡缸的外壁上设有加热保温装置，所述浸蜡缸外壁上均匀安装有多组超声波装置，所述超声波装置嵌设在加热保温装置上，所述样本处理缸的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器，所述浸蜡缸下端连接有排蜡管，所述排蜡管上设有排蜡阀。
优选地，所述吊篮装载转移机构包括样本吊篮、吊篮仓、吊篮取放口、吊篮取放机构，所述吊篮仓设置在处理腔内部，所述吊篮取放机构包括固定安装在工作台板上端的旋转电机，所述旋转电机位于样本处理缸与浸蜡缸之间，所述旋转电机输出轴竖直朝上且末端固定连接有电动升降杆，所述电动升降杆的活动端竖直插上并固定连接有挂架，所述样本吊篮挂设在挂架下端。
优选地，所述吊篮装载转移机构包括样本吊篮、吊篮仓、吊篮取放口、吊篮取放机构，所述吊篮仓设置在处理腔内部，所述吊篮取放机构包括设置在处理腔内的两个水平导轨，两个所述水平导轨上连接有同一个平移机构，所述平移机构上设有垂直导轨，所述垂直导轨上设有升降机构，所述升降机构的活动端上固定连接有挂架，所述样本吊篮挂设在挂架下端。
优选地，所述试剂分配传输机构包括设置在机架内底部的多个分级试剂罐，且多个分级试剂罐沿等级顺序依次设置，每个所述分级试剂罐上均连接有试剂管路，每个所述试剂管路上均设有分配阀。
优选地，所述预加热机构包括固定安装在处理腔内的加热罐，所述加热罐的外壁上设有加热保温装置，所述加热罐的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器，所述加热罐上连接有注液管，所述注液管的另一端连接在样本处理缸上，所述注液管上设有注液阀，所述加热罐上连接有输液管，每个所述试剂管路均与输液管连接，所述输液管上设有传输泵、流量传感器。
优选地，每个所述分级试剂罐的底部均设有重量传感器。
优选地，所述空气处理装置包括抽风机，所述抽风机的进气端通过连接管与抽气孔连接，所述抽风机的出气端连接有滤箱，所述滤箱内设有滤芯。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明通过处理过程中增加了超声波、加热保温和磁力搅拌等功能，以缩短样本处理时间，样本处理缸壁外的超声波装置发射出高频超声波可以穿透不锈钢缸壁,使缸内的试剂产生无数微小真空气泡，形成空穴效应，当气泡受压爆破时，在瞬间会产生无数次震荡效应，再加上提高试剂和样本的温度及磁力搅拌的作用可以增加分子的运动速度，在上述综合作用下化学试剂快速渗透到每个组织内中，快速替换组织的水分、油脂及相关物质等，而不损伤组织的结构及细胞；在浸蜡工作时的也可以让石蜡充分快速渗透到组织里面，提高样本处理速度。
(2)本发明通过设置预加热机构，预加热机构可以减少总的样本处理时间，从而提高处理速度，在样本处理时，预加热机构同时自动提取并加热下一级的试剂，可以节约试剂的加热时间，达到减少总体处理时间的目的；同时控温方面，在达到设定温度80％前，采取全功率的加热模式快速升温，剩余的20％区间采取逐渐降低加热功率和频率的升温模式控制冲温，在达到设定温度的100％时采用脉冲恒温模式加热，这种阶段式控温方式既可以准确控温又能减少加热时间。
(3)本发明有效节约处理试剂，降低原料消耗。通过自动分配传输机构和分级试剂罐设计，对处理试剂进行梯度使用和管理，可以使试剂多次重复使用，降低消耗。
(4)本发明有效降低空气污染。通过封闭结构和空气处理系统减少对实验室的空气污染，保持室内空气的洁净，减少污染排放并有利于操作人员的健康，环保安全。
(5)本发明全自动化设计，整个样本处理过程按照设置程序自动完成，处理全过程无需人工干预，使处理流程标准化，可以提高样本处理质量和一致化程度，还可以降低操作人员的工作难度和强度，节约人力资源。
附图说明
图1为本发明提出的一种生物样本安全快速自动处理设备的实施例一交叉分布的单仓结构的正面结构示意图；
图2为本发明提出的一种生物样本安全快速自动处理设备的实施例一交叉分布的单仓结构的俯视结构示意图；
图3为本发明提出的一种生物样本安全快速自动处理设备的实施例二水平分布的单仓结构的正面结构示意图；
图4为本发明提出的一种生物样本安全快速自动处理设备的实施例二水平分布的单仓结构的俯视结构示意图；
图5为本发明提出的一种生物样本安全快速自动处理设备的实施例二水平分布的多仓结构的正面结构示意图；
图6为本发明提出的一种生物样本安全快速自动处理设备的实施例二水平分布的多仓结构的俯视结构示意图；
图7为本发明提出的一种生物样本安全快速自动处理设备的磁力搅拌机构的结构示意图。
图中：1空气处理装置、2加热罐、3注液阀、4传输泵、5超声波装置、6样本处理缸、7排液阀、8流量传感器、9分配阀、10分级试剂罐、11电动升降杆、12抽气孔、13样本吊篮、14浸蜡缸、15磁力搅拌机构、16排蜡阀、17工作台板、18试剂管路、19机架、20重量传感器、21平移机构、22垂直导轨、23水平导轨、24升降机构、25分层液位传感器、26吊篮仓、27电源盒、28加热保温装置、29吊篮取放口、30排蜡管、31旋转电机、32挂架、33驱动磁块、34固定架、35搅拌电机、36磁力搅拌器、37防护框。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1、2、7，一种生物样本安全快速自动处理设备，包括机架19，机架19内固定连接有工作台板17，工作台板17将机架19内部分隔成上下设置的处理腔、试剂腔，处理腔内设有样本处理机构、样本浸蜡机构、预加热机构、吊篮装载转移机构，试剂腔内设有试剂分配传输机构，机架19顶部设有空气处理装置1，机架19侧壁上设有抽气孔12，抽气孔12与空气处理装置1连通，机架19内壁上设有电源盒27，机架19外壁上设有控制箱，控制箱内设有控制系统。
本发明中，样本处理机构包括样本处理缸6，样本处理缸6的外壁上设有加热保温装置28，样本处理缸6的外壁上均匀安装有多组超声波装置5(超声波发生器)，超声波装置5嵌设在加热保温装置28上，样本处理缸6的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器25，样本处理缸6的底部连接有废液管，废液管的另一端连接有废液罐，废液管上设有排液阀7，工作台板17上设有位于样本处理缸6下方的磁力搅拌机构，样本处理缸6的加热保温装置、超声波装置5，磁力搅拌机构三者独自或二者、三者组合，都可缩短样本脱水处理时间，磁力搅拌机构包括固定安装在工作台板17上的搅拌电机35，工作台板17上固定连接有固定架34，固定架34罩设在搅拌电机35外侧，搅拌电机35输出轴的末端贯穿固定架34并固定连接有驱动磁块33，样本处理缸6的内底部设有与驱动磁块33配合的磁力搅拌器36，样本处理缸6的内底壁固定连接有防护框37，防护框37罩设在磁力搅拌器36的外侧，搅拌电机35转动，带动驱动磁块33转动，进而带动磁力搅拌器36转动。
具体的，样本浸蜡机构包括浸蜡缸14，浸蜡缸14的外壁上设有加热保温装置28，浸蜡缸14外壁上均匀安装有多组超声波装置5(超声波发生器)，超声波装置5嵌设在加热保温装置28上，样本处理缸6的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器25，浸蜡缸14下端连接有排蜡管30，排蜡管30上设有排蜡阀16。
具体的，吊篮装载转移机构包括样本吊篮13、吊篮仓26、吊篮取放口29、吊篮取放机构，且吊篮仓26的数量为一个，样本吊篮13采用分层结构，样本处理缸6的液位采用分层控制，控制系统通过控制液位和处理时间，能够在同一个处理缸中同时处理不同类型的样本，这对于样本量不大但种类多的用户是非常实用的，吊篮仓26设置在处理腔内部，吊篮取放机构包括固定安装在工作台板17上端的旋转电机31，旋转电机31位于样本处理缸6与浸蜡缸14之间，旋转电机31输出轴竖直朝上且末端固定连接有电动升降杆11，电动升降杆11的活动端竖直插上并固定连接有挂架32，样本吊篮13挂设在挂架32下端，通过电动升降杆11实现样本吊篮13的升降，通过旋转电机31，实现样本吊篮13的转移。
具体的，试剂分配传输机构包括设置在机架19内底部的多个分级试剂罐10，且多个分级试剂罐10沿等级顺序依次设置(一级至20级)，每个分级试剂罐10上均连接有试剂管路18，每个试剂管路18上均设有分配阀9。
具体的，预加热机构包括固定安装在处理腔内的加热罐2，加热罐2的外壁上设有加热保温装置28，加热罐2的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器25，加热罐2上连接有注液管，注液管的另一端连接在样本处理缸6上，注液管上设有注液阀3，加热罐2上连接有输液管，每个试剂管路18均与输液管连接，输液管上设有传输泵4、流量传感器8。
具体的，每个分级试剂罐10的底部均设有重量传感器20。
具体的，空气处理装置1包括抽风机，抽风机的进气端通过连接管与抽气孔12连接，抽风机的出气端连接有滤箱，滤箱内设有滤芯，通过将试剂挥发的空气抽出，净化试剂挥发而污染的少量空气，减少污染排放。
实施例二
参照图3-6、7，一种生物样本安全快速自动处理设备，包括机架19，机架19内固定连接有工作台板17，工作台板17将机架19内部分隔成上下设置的处理腔、试剂腔，处理腔内设有样本处理机构、样本浸蜡机构、预加热机构、吊篮装载转移机构，试剂腔内设有试剂分配传输机构，机架19顶部设有空气处理装置1，机架19侧壁上设有抽气孔12，抽气孔12与空气处理装置1连通，机架19内壁上设有电源盒27，机架19外壁上设有控制箱，控制箱内设有控制系统。
本发明中，样本处理机构包括样本处理缸6，样本处理缸6的外壁上设有加热保温装置28，样本处理缸6的外壁上均匀安装有多组超声波装置5(超声波发生器)，超声波装置5嵌设在加热保温装置28上，样本处理缸6的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器25，样本处理缸6的底部连接有废液管，废液管的另一端连接有废液罐，废液管上设有排液阀7，工作台板17上设有位于样本处理缸6下方的磁力搅拌机构，样本处理缸6的加热保温装置、超声波装置5，磁力搅拌机构三者独自或二者、三者组合，都可缩短样本脱水处理时间，磁力搅拌机构包括固定安装在工作台板17上的搅拌电机35，工作台板17上固定连接有固定架34，固定架34罩设在搅拌电机35外侧，搅拌电机35输出轴的末端贯穿固定架34并固定连接有驱动磁块33，样本处理缸6的内底部设有与驱动磁块33配合的磁力搅拌器36，样本处理缸6的内底壁固定连接有防护框37，防护框37罩设在磁力搅拌器36的外侧，搅拌电机35转动，带动驱动磁块33转动，进而带动磁力搅拌器36转动。
具体的，样本浸蜡机构包括浸蜡缸14，浸蜡缸14的外壁上设有加热保温装置28，浸蜡缸14外壁上均匀安装有多组超声波装置5(超声波发生器)，超声波装置5嵌设在加热保温装置28上，样本处理缸6的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器25，浸蜡缸14下端连接有排蜡管30，排蜡管30上设有排蜡阀16。
具体的，吊篮装载转移机构包括样本吊篮13、吊篮仓26、吊篮取放口29、吊篮取放机构，且吊篮仓26的数量可为一个或多个，样本吊篮13采用分层结构，样本处理缸6的液位采用分层控制，控制系统通过控制液位和处理时间，能够在同一个处理缸中同时处理不同类型的样本，这对于样本量不大但种类多的用户是非常实用的，同时，多仓结构能够连续实现批量样本的处理，吊篮仓26设置在处理腔内部，吊篮取放机构包括设置在处理腔内的两个水平导轨23，两个水平导轨23上连接有同一个平移机构21，平移机构21上设有垂直导轨22，垂直导轨22上设有升降机构，升降机构的活动端上固定连接有挂架32，样本吊篮13挂设在挂架32下端。
具体的，试剂分配传输机构包括设置在机架19内底部的多个分级试剂罐10，且多个分级试剂罐10沿等级顺序依次设置(一级至20级)，每个分级试剂罐10上均连接有试剂管路18，每个试剂管路18上均设有分配阀9。
具体的，预加热机构包括固定安装在处理腔内的加热罐2，加热罐2的外壁上设有加热保温装置28，加热罐2的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器25，加热罐2上连接有注液管，注液管的另一端连接在样本处理缸6上，注液管上设有注液阀3，加热罐2上连接有输液管，每个试剂管路18均与输液管连接，输液管上设有传输泵4、流量传感器8。
具体的，每个分级试剂罐10的底部均设有重量传感器20。
具体的，空气处理装置1包括抽风机，抽风机的进气端通过连接管与抽气孔12连接，抽风机的出气端连接有滤箱，滤箱内设有滤芯，通过将试剂挥发的空气抽出，净化试剂挥发而污染的少量空气，减少污染排放。
本发明使用时，预热，先按照需要处理的样本数量设置试剂的用量，通过试剂分配传输机构再将分级试剂罐10中一级试剂按照设置的数量输送到预加热机构的加热罐2中，启动加热罐2上的加热保温装置28，进行加热保温，同时启动样本处理缸6的加热保温装置28。
样本准备，在预热过程中，人工将需要处理的样本按照样本分类分层装入到样本吊篮13中，再打开吊篮装载转移机构的吊篮仓26，将样本吊篮13装载到吊篮仓26中并关闭吊篮仓26。
样本处理，预热完成后，样本吊篮13通过吊篮装载转移机构经吊篮取放口29从吊篮仓26移动到样本处理缸6中，再将预热完成的试剂通过注液阀3注入到样本处理缸6中，注入试剂的高度依据样本吊篮13中装载样本的层数由样本处理缸6的分层液位传感器25和控制系统监测控制，同时启动样本处理缸6外侧安装的超声波装置5和样本处理缸6底部安装的磁力搅拌机构对样本进行处理并计时，在本次样本处理时，预加热机构加热罐2中多余的试剂通过试剂分配传输机构回到原来的分级试剂罐10中，再将下一步骤需要的二级试剂输送到加热罐2中预热，达到系统设置时间后停止样本处理缸6的超声波装置5和磁力搅拌机构，开启排液阀7，将样本处理缸6中的试剂排放到废液罐中后关闭排液阀7，再打开注液阀3，将加热罐2中预热完成的二级试剂注入到样本处理缸6中，同时启动超声波装置5和磁力搅拌机构对样本进行二级处理，在本次样本处理时，预加热机构加热罐2中多余的试剂通过试剂分配传输机构回到原来的分级试剂罐10中，再将下一步骤需要的三级级试剂输送到加热罐2中预热，依次循环工作，可以对样本进行最多20级的处理。
样本浸蜡，样本完成的脱水、脱脂和透明等处理后，样本吊篮13通过吊篮装载转移机构移动到浸蜡缸14中，然后启动浸蜡缸14外侧安装的超声波装置5进行浸蜡处理并计时，达到系统设置时间后停止浸蜡缸14的超声波装置5，吊篮装载转移机构提起样本吊篮13滤出多余的石蜡溶液后，将样本吊篮13送回吊篮仓26并提示该批样本处理步骤全部完成，打开吊篮仓26取出样本吊篮13就可以对样本进行后续的包埋等处理。
连续工作，此时设备此时处于待机状态，随时可以进行下一批次的处理，如果将样本处理缸6、浸蜡缸14和吊篮仓26的数量适当增加，如增到2－10个，能够自动对多批次样本进行不间断处理，更加有效地提高工作效率。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种生物样本安全快速自动处理设备，包括机架（19），其特征在于，所述机架（19）内固定连接有工作台板（17），所述工作台板（17）将机架（19）内部分隔成上下设置的处理腔、试剂腔，所述处理腔内设有样本处理机构、样本浸蜡机构、预加热机构、吊篮装载转移机构，所述试剂腔内设有试剂分配传输机构，所述机架（19）顶部设有空气处理装置（1），所述机架（19）侧壁上设有抽气孔（12），所述抽气孔（12）与空气处理装置（1）连通，所述机架（19）内壁上设有电源盒（27），所述机架（19）外壁上设有控制箱；
所述样本处理机构包括样本处理缸（6），所述样本处理缸（6）的外壁上设有加热保温装置（28），所述样本处理缸（6）的外壁上均匀安装有多组超声波装置（5），所述超声波装置（5）嵌设在加热保温装置（28）上，所述样本处理缸（6）的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器（25），所述样本处理缸（6）的底部连接有废液管，所述废液管的另一端连接有废液罐，所述废液管上设有排液阀（7），所述工作台板（17）上设有位于样本处理缸（6）下方的磁力搅拌机构，所述磁力搅拌机构包括固定安装在工作台板（17）上的搅拌电机（35），所述工作台板（17）上固定连接有固定架（34），所述固定架（34）罩设在搅拌电机（35）外侧，所述搅拌电机（35）输出轴的末端贯穿固定架（34）并固定连接有驱动磁块（33），所述样本处理缸（6）的内底部设有与驱动磁块（33）配合的磁力搅拌器（36），所述样本处理缸（6）的内底壁固定连接有防护框（37），所述防护框（37）罩设在磁力搅拌器（36）的外侧；
所述样本浸蜡机构包括浸蜡缸（14），所述浸蜡缸（14）的外壁上设有加热保温装置（28），所述浸蜡缸（14）外壁上均匀安装有多组超声波装置（5），所述超声波装置（5）嵌设在加热保温装置（28）上，所述样本处理缸（6）的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器（25），所述浸蜡缸（14）下端连接有排蜡管（30），所述排蜡管（30）上设有排蜡阀（16）；
所述吊篮装载转移机构包括样本吊篮（13）、吊篮仓（26）、吊篮取放口（29）、吊篮取放机构，所述吊篮仓（26）设置在处理腔内部，所述吊篮取放机构包括固定安装在工作台板（17）上端的旋转电机（31），所述旋转电机（31）位于样本处理缸（6）与浸蜡缸（14）之间，所述旋转电机（31）输出轴竖直朝上且末端固定连接有电动升降杆（11），所述电动升降杆（11）的活动端竖直插上并固定连接有挂架（32），所述样本吊篮（13）挂设在挂架（32）下端；
所述吊篮装载转移机构包括样本吊篮（13）、吊篮仓（26）、吊篮取放口（29）、吊篮取放机构，所述吊篮仓（26）设置在处理腔内部，所述吊篮取放机构包括设置在处理腔内的两个水平导轨（23），两个所述水平导轨（23）上连接有同一个平移机构（21），所述平移机构（21）上设有垂直导轨（22），所述垂直导轨（22）上设有升降机构，所述升降机构的活动端上固定连接有挂架（32），所述样本吊篮（13）挂设在挂架（32）下端。
2.根据权利要求1所述的一种生物样本安全快速自动处理设备，其特征在于，所述试剂分配传输机构包括设置在机架（19）内底部的多个分级试剂罐（10），且多个分级试剂罐（10）沿等级顺序依次设置，每个所述分级试剂罐（10）上均连接有试剂管路（18），每个所述试剂管路（18）上均设有分配阀（9）。
3.根据权利要求2所述的一种生物样本安全快速自动处理设备，其特征在于，所述预加热机构包括固定安装在处理腔内的加热罐（2），所述加热罐（2）的外壁上设有加热保温装置（28），所述加热罐（2）的内壁沿竖直方向设置有多个分层液位传感器（25），所述加热罐（2）上连接有注液管，所述注液管的另一端连接在样本处理缸（6）上，所述注液管上设有注液阀（3），所述加热罐（2）上连接有输液管，每个所述试剂管路（18）均与输液管连接，所述输液管上设有传输泵（4）、流量传感器（8）。
4.根据权利要求2所述的一种生物样本安全快速自动处理设备，其特征在于，每个所述分级试剂罐（10）的底部均设有重量传感器（20）。
5.根据权利要求1所述的一种生物样本安全快速自动处理设备，其特征在于，所述空气处理装置（1）包括抽风机，所述抽风机的进气端通过连接管与抽气孔（12）连接，所述抽风机的出气端连接有滤箱，所述滤箱内设有滤芯。
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