CN116333032A - 用色谱法制备高纯度小分子类肽化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用色谱法制备高纯度小分子类肽化合物的方法。具体公开了一种小分子类肽化合物的纯化方法,其包括如下步骤:采用离子交换色谱法或反相色谱法,将小分子类肽化合物粗品进行洗脱,即可。本发明提供的纯化方法适用于高效率的商业化生产高纯度,色谱纯度达到98.5%,低杂质小分子类肽化合物的方法。
Description
技术领域
本发明属于化学提纯技术领域,具体涉及一种小分子类肽化合物的纯化方法。
背景技术
肽在生物的生长、发育和代谢中起着重要作用,它是由具有一定序列的氨基酸通过肽键组成的。两个氨基酸组成的叫二肽。式I化合物是一种非天然的被合成的赖氨酸衍生物,由两个氨基酸组成的二肽结构,也是一种常见的不可降解的ADC linker,可用于合成抗体偶联药物(ADC)。
有文献(Tetrahedron Letters,Vol.38,No.30,pp.5257-5260,1997)公开了式I化合物的制备方法。其中式I化合物按照以下合成路线合成,采用硅胶柱层析的方法进行纯化。
经调研发现目前市售的式I化合物产品纯度区间在95%~98%,鉴于产品的用药安全性,需要提供更成熟的纯化工艺以制得高纯度的产品。然而,从目前的文献资料看,由于存在种种的缺陷,还没有一种制备高纯度的适用于商业化生产的类肽化合物的生产方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中小分子类肽化合物纯度低的缺陷,提供一种高效率的适用于商业化生产的高纯度(色谱纯度达到98.5%)低杂质小分子类肽化合物的方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
本发明提供了一种小分子类肽化合物的纯化方法,其包括如下步骤:采用离子交换色谱法或反相色谱法,将小分子类肽化合物粗品进行洗脱,即可;
所述离子交换色谱条件为:离子交换色谱的固定相为高分子聚合物;离子交换色谱的洗脱体系中,洗脱剂A为酸性缓冲液,洗脱剂B为乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇和四氢呋喃中的一种或多种;
所述反相色谱条件为:反相色谱的固定相为反相硅胶或聚合物微球;反相色谱的洗脱体系中,洗脱剂A为酸性缓冲液,洗脱剂B为乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇和四氢呋喃中的一种或多种;
其中,所述小分子类肽化合物的结构如式I所示,
所述离子交换色谱中,所述固定相可为阳离子交换树脂,优选为弱酸性阳离子交换树脂,例如大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂;更优选为D113,D151或D152;进一步优选为D151。
所述离子交换色谱中,所述固定相填料的粒径可为本领域常规,较佳地,所述固定相填料的平均粒径优选为0.2-2mm,更优选为0.3-1.25mm或0.4-0.7mm。
所述离子交换色谱中,所述洗脱剂A可为本领域常规的酸性缓冲溶液,较佳地,所述洗脱剂A为缓冲盐溶液;其中,阳离子为Na+、K+、Li+、H+、NH4 +和Et3NH+中的一种或多种,阴离子为PO4 3-(磷酸根离子)、HPO4 2-(磷酸一氢根离子)、H2PO4 -(磷酸二氢根离子)、CH3COO-(醋酸根离子)、HCOO-(甲酸根离子)、Cl-、HCO3 -(碳酸氢根离子)、ClO-(次氯酸根离子)和SO3 2-(亚硫酸根离子)中的一种或多种;所述阳离子优选为Na+和/或NH4 +;所述阴离子优选为CH3COO-和/或H2PO4 -,例如:磷酸二氢钠,乙酸铵或乙酸钠。
所述离子交换色谱中,所述洗脱剂A的pH值优选为4.0~6.5,较佳地,通过乙酸调节所述洗脱剂A的pH值。
所述离子交换色谱中,所述洗脱剂B优选甲醇或乙腈。
所述离子交换色谱中,所述洗脱体系,洗脱剂为磷酸二氢钠-甲醇、乙酸钠-乙腈或乙酸铵-甲醇,并通过乙酸调节洗脱剂A的pH值为4.0~6.5。
所述离子交换色谱中,所述洗脱剂A与所述洗脱剂B的体积比可为5:95-95:5,优选为40:60-80:20;更优选为50:50-70:30,例如:50:50、60:40或70:30。
所述离子交换色谱中,所述的小分子类肽化合物粗品在洗脱前可进行预处理,以符合进样标准。所述的预处理可为本领域常规的预处理,较佳地,所述预处理包括下述步骤:将所述小分子类肽化合物粗品溶于所述洗脱剂A和所述洗脱剂B的混合溶剂中,加酸调节pH至完全溶解。
所述预处理中,所述的酸可为乙酸。
所述离子交换色谱中,所述洗脱方式可为等度洗脱或梯度洗脱;优选为等度洗脱。
所述离子交换色谱中,所述洗脱温度可为本领域常规的洗脱温度,优选为20-35℃,例如25℃。
所述离子交换色谱中,所述洗脱后的洗脱液的处理方法可为真空浓缩、萃取干燥浓缩和冷冻干燥中的一种或几种;优选为先进行真空浓缩再进行冷冻干燥。
所述反相色谱中,所述固定相可为十八烷基硅烷键合反相硅胶或苯乙烯-二乙基烯基苯交联聚合物微球,例如Silicabio-C18或UniPS40-300。较佳地,所述固定相为十八烷基硅烷键合反相硅胶。
所述反相色谱中,所述固定相填料的粒径可为本领域常规,较佳地,所述固定相填料的平均粒径5-200μm,优选为20-50μm,例如20μm或50μm。
所述反相色谱中,所述洗脱剂A可为本领域常规的酸性缓冲溶液,较佳地,所述洗脱剂A为缓冲盐溶液;其中,阳离子为Na+、K+、Li+、H+、NH4 +和Et3NH+中的一种或多种,阴离子为PO4 3-(磷酸根离子)、HPO4 2-(磷酸一氢根离子)、H2PO4 -(磷酸二氢根离子)、CH3COO-(醋酸根离子)、HCOO-(甲酸根离子)、Cl-、HCO3 -(碳酸氢根离子)、ClO-(次氯酸根离子)和SO3 2-(亚硫酸根离子)中的一种或多种;所述阳离子优选为Na+和/或NH4 +;所述阴离子优选为CH3COO-和/或H2PO4 -,例如:磷酸二氢钠,乙酸铵和乙酸钠。
所述反相色谱中,所述洗脱剂A的pH值优选为4.0~6.5,较佳地,通过乙酸调节所述洗脱剂A的pH值。
所述反相色谱中,所述洗脱剂B优选甲醇、乙腈或异丙醇。
所述反相色谱中,所述洗脱体系,洗脱剂为磷酸二氢钠-甲醇、磷酸二氢钠-异丙醇、乙酸钠-乙腈、乙酸铵-甲醇,乙酸铵-乙腈或乙酸钠-甲醇,并通过乙酸调节洗脱剂A的pH值为4.0~6.5。
所述反相色谱中,当所述固定相为苯乙烯-二乙基烯基苯交联聚合物微球时,洗脱剂为乙酸钠-乙腈或乙酸铵-甲醇。
所述反相色谱中,所述洗脱剂A与所述洗脱剂B的体积比可为5:95-95:5,优选为40:60-80:20;更优选为50:50-70:30,例如:50:50、60:40或70:30。
所述反相色谱中,所述洗脱温度可为本领域常规的洗脱温度,优选为20-35℃,例如25℃。
所述反相色谱中,所述洗脱方式可为等度洗脱或梯度洗脱;优选为等度洗脱。
所述反相色谱中,所述洗脱后的洗脱液的处理方法可为真空浓缩、萃取干燥浓缩和冷冻干燥操作中的一种或几种;优选为先进行真空浓缩再进行冷冻干燥。
所述纯化方法中,还可在洗脱前进行预纯化步骤。所述的预纯化可为本领域常规的预纯化,较佳地,所述预纯化包括下述步骤:将待处理的小分子类肽化合物粗品用溶剂A溶解,然后与溶剂B混合,静置,下部油状物浓缩,即可;所述溶剂A为卤代烃类溶剂,所述溶剂B为醚类溶剂。
所述预纯化中,所述溶剂A优选为二氯甲烷。
所述预纯化中,所述溶剂B优选为甲基叔丁基醚。
所述预纯化中,所述溶剂B和所述溶剂A的质量比可为(1-25):1,例如1:1、3:1、5:1、7:1、10:1或25:1,优选为(7-25):1,更优选为(7-10):1。
所述预纯化中,所述混合时间可为1-16h,优选为2h。
所述待处理的小分子类肽化合物粗品可通过下述方法制备:溶剂中,式IB化合物与二乙胺进行反应,浓缩,即可;
所述反应中,较佳地,所述溶剂为二氯甲烷。
所述式IB化合物和所述二乙胺的摩尔比为1:(1-5),例如1:3。
所述反应的温度为室温。
所述反应的进程可采用本领域中的常规测试方法(如TLC、HPLC、GC或NMR)进行监控,一般以式IB化合物不再反应时作为反应终点。所述反应时间可为2小时。
本发明中,“室温”是指10-30℃。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。发明的积极进步效果在于:
1)通过离子交换色谱纯化制备得到的纯度大于99.5%的高纯度类肽化合物,杂质含量大大降低。
2)通过反相色谱纯化即可得到类肽化合物含量大于97.8%类肽化合物,方法简易。
3)该方法对馏分的处理,采用真空浓缩和萃取干燥浓缩,避免了反相分离操作的冷冻干燥的繁琐操作,仅通过简单操作就可得到高纯度样品粉末,产品状态良好,后处理操作简单易行。
4)该方法采用的两种色谱填料固定相,简单易得,经济适用,并且可以重复使用,提高了使用效率,降低了生产成本。
5)该纯化方法不仅提高了产品品质,而且该技术极大地减少了环境不友好型溶剂的使用,以达到最大程度的对环境的保护。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
除非特别说明,以下实施例中所涉及的各物质配比均为质量比。
以下实施例中所使用的柱层析填充的固定相参数如表1。
表1.填充固定相参数
以下实施例中所使用的制备分离设备参数如表2。
表2.制备分离设备参数
以下实施例中,用于分析式I化合物含量的HPLC分析条件如下:
分析柱:Waters ACQUITY UPLCR BEH C18,规格2.1×50mm,填料粒径1.7μm。
流动相:A—醋酸钠/水=20mmol/L;B—异丙醇。洗脱梯度见表3。
表3.HPLC洗脱梯度
Time(min) | A% | B% |
0 | 90 | 10 |
2 | 50 | 50 |
8 | 10 | 90 |
10 | 10 | 90 |
10.5 | 90 | 10 |
15 | 90 | 10 |
(柱温:30℃,流速:0.3mL/min,检测波长:254nm)
实施例1不同溶剂配比预纯化式I化合物粗品
式I化合物粗品制备:(参照文献:Tetrahedron Letters,Vol.38,No.30,pp.5257-5260,1997):
将式IB化合物(1.0当量)溶解至二氯甲烷(重量为式IB化合物重量的10~25倍)中,然后加入二乙胺(3.0当量),所得混合物在室温下搅拌2.0小时至反应结束(通过TLC监控反应),浓缩得到式I化合物的粗品,为油状粘稠物,HPLC纯度为63.95%。
式I化合物的粗品预纯化:
本实施例预纯化所用的溶剂配比,预纯化后样品的纯度和回收率见表4。将浓缩后的式I化合物油状粗品用5倍于式IB化合物投料量重量的二氯甲烷在室温下溶解,然后向其中加入10~50倍于式IB化合物投料量重量的甲基叔丁基醚,并在常温条件下搅拌2小时,静置后倒去上清液,得类白色蜡状固体,真空浓缩得预纯化粗品,所得粗品通过色谱层析进一步纯化。
表4.预纯化步骤的溶剂配比对所得粗品纯度和回收率的影响
从表4给出的结果看出:在用5倍于式IB化合物投料量重量的二氯甲烷和25~50倍于式IB化合物投料量重量的甲基叔丁基醚按照本实施例方法对式I化合物进行预纯化可以以大于80%的回收率得到纯度大于65%的式I化合物粗品;在用5倍于式IB化合物投料量重量的二氯甲烷和35~50倍于式IB化合物投料量重量的甲基叔丁基醚按照本实施例方法对式I化合物进行预纯化可以以大于85%的回收率得到纯度大于70%的式I化合物粗品。
实施例2正相与反相色谱法纯化制备高纯度式I化合物
本实施例在按照实施例1优选的预纯化方法对式I化合物粗品预纯化的基础上,进一步通过色谱法对预纯化后的样品进行纯化,得到高纯度式I化合物。具体地,本实施例对式I化合物粗品按照以下步骤进行纯化:
步骤1.将式I化合物的粗品用表4编号1-5的溶剂用量按照实施例1的预纯化方法进行预纯化得到式I化合物预纯化粗品;
步骤2.分别利用正相色谱硅胶、反相色谱硅胶、中性氧化铝或聚合物微球作为填料固定相,采用正相或反相色谱法制备高纯度式I化合物。
具体实施方法:
正相色谱法:将步骤1处理后的粗品注入制备型正相色谱柱,具体色谱柱参数见表1、表2和表5,在25℃进行洗脱,洗脱剂由A、B组分复合而成,其配比为体积比5/95~95/5,利用等度洗脱方法洗脱式I化合物,收集洗脱液;
反相色谱法:将步骤1处理后的粗品注入制备型反相色谱柱,具体色谱柱参数见表1、表2和表5,在25℃进行洗脱,洗脱剂由A、B组分复合而成,其配比为体积比5/95~95/5,利用等度洗脱方法洗脱式I化合物,收集洗脱液;
步骤3.将经正相色谱法洗脱后得到的纯度合格的洗脱液经过40℃真空浓缩,除去洗脱液中含有的有机溶液,得到式I化合物成品。
将经反相色谱法洗脱后得到的纯度合格的洗脱液经过40℃真空浓缩,除去洗脱液中含有的有机溶液,然后将剩余的含水馏分经冻干处理得到白色粉末,得到式I化合物成品。
表5.色谱纯化方法及纯化样品的纯度及回收率
本实施例所用的色谱分离方法、固定相种类、洗脱体系及纯化得到的样品的纯度和回收率如表5所示。从表5的结果可以看出:正相色谱分离方法制备得到的产品色谱纯度普遍偏低(98%以下),达不到高纯度制备要求,且样品回收率不高。反相色谱分离方法中,选用十八烷基硅烷键合反相硅胶作为固定相时,采用乙酸钠-乙腈、乙酸铵-甲醇和磷酸二氢钠-异丙醇作为洗脱体系均能够获得纯度98.5%以上的产品,选用苯乙烯-二乙基烯基苯交联聚合物微球为固定相时,采用乙酸钠-乙腈和乙酸铵-甲醇作为洗脱体系均能够获得纯度98.5%以上的产品。
实施例3离子色谱法纯化制备高纯度式I化合物
综合实施例1和2,将式I化合物的粗品用表4中编号1-5的溶剂用量按照实施例1的预纯化方法进行预纯化后,再用表5中编号2-9的反相色谱分离方法进一步纯化能得到色谱纯度98.78%的目标产品,已基本可以满足生产目标。然而,反色色谱分离方法依然具有样品回收率差等缺点。本实施例对式I化合物粗品的纯化按照以下操作步骤进行:
步骤1.将式I化合物的粗品用表4编号1-5的溶剂用量按照实施例1的预纯化方法进行预纯化得到式I化合物预纯化粗品;
步骤2.将步骤1处理得到的式I化合物预纯化粗品(5.0g)溶于洗脱剂A和B的混合液(250mL)中,加乙酸调节pH至完全溶解(pH范围4.0~6.5),溶解后的样品上样至平衡好的离子交换色谱柱进行洗脱,洗脱温度为25℃,流动相配比为体积比5/95-95/5,利用等度洗脱方法洗脱式I化合物,收集洗脱液;
步骤3.将纯度合格的洗脱液合并后经过40℃真空浓缩,除去洗脱液中含有的有机溶液,然后将剩余的含水馏分经冻干处理得到白色粉末。得到式I化合物成品。
本实施例步骤2所用的离子交换色谱的分离条件和经过步骤1至步骤3后纯化得到的终产品的纯度和回收率结果见表6。
表6.实施例3离子交换色谱条件及纯化终产物的纯度和回收率
从表6的结果可以看出:使用本实施例的离子交换色谱法可以以大于60%的回收率得到纯度大于99%的式I化合物,基本能够满足制备高纯度式I化合物的要求;优选地,在离子交换色谱分离固定相为弱酸性阳离子交换树脂D151和D152时,可以以大于65%的回收率得到纯度大于99%的式I化合物,进一步优选地,在离子交换色谱分离固定相为弱酸性阳离子交换树脂D151时,可以以大于65%的回收率得到纯度大于99.5%的式I化合物。本方法使用弱酸性阳离子交换树脂可以实现在交换反应时无需进行酸化反应处理可直接对目标产品进行纯化制备处理。
采用本实施例的纯化方法,可获得更高纯度式I化合物产品,同时具有较好的样品回收率,适合商业规模生产。
该方法不仅可以提高样品纯度和收率,还具有操作简单、稳定性好等优势,而且使用完的固相填充剂可以简单易得且可重复回收利用,节约生产成本和减少环境污染,适合于工业生产。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对该发明进行的同等修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (11)
2.如权利要求1所述的小分子类肽化合物的纯化方法,其特征在于,所述纯化方法满足下述条件中的一种或多种:
(1)所述离子交换色谱中,所述固定相为阳离子交换树脂,优选为弱酸性阳离子交换树脂,例如大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂;更优选为D113,D151或D152;进一步优选为D151;
(2)所述离子交换色谱中,所述固定相填料的平均粒径为0.2-2mm,优选为0.3-1.25mm或0.4-0.7mm;
(3)所述离子交换色谱中,所述洗脱剂A为缓冲盐溶液;其中,阳离子为Na+、K+、Li+、H+、NH4 +和Et3NH+中的一种或多种,阴离子为PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、CH3COO-、HCOO-、Cl-、HCO3 -、ClO-和SO3 2-中的一种或多种;
较佳地,所述阳离子为Na+和/或NH4 +;所述阴离子为CH3COO-和/或H2PO4 -;
例如:磷酸二氢钠,乙酸铵或乙酸钠;
(4)所述离子交换色谱中,所述洗脱剂A的pH值为4.0~6.5,较佳地,通过乙酸调节所述洗脱剂A的pH值;
(5)所述离子交换色谱中,所述洗脱剂B为甲醇或乙腈;
(6)所述洗脱剂A与所述洗脱剂B的体积比为5:95-95:5,优选为40:60-80:20;更优选为50:50-70:30,例如:50:50、60:40或70:30;
(7)所述离子交换色谱中,所述洗脱方式为等度洗脱或梯度洗脱;优选为等度洗脱;
(8)所述离子交换色谱中,所述洗脱温度为20-35℃,例如25℃;
(9)所述离子交换色谱中,所述洗脱后的洗脱液的处理方法为真空浓缩、萃取干燥浓缩和冷冻干燥中的一种或几种;优选为先进行真空浓缩再进行冷冻干燥。
3.如权利要求1所述的小分子类肽化合物的纯化方法,其特征在于,所述离子交换色谱中,所述洗脱体系,洗脱剂为磷酸二氢钠-甲醇、乙酸钠-乙腈或乙酸铵-甲醇,并通过乙酸调节洗脱剂A的pH值为4.0~6.5。
4.如权利要求1所述的小分子类肽化合物的纯化方法,其特征在于,所述离子交换色谱中,所述的小分子类肽化合物粗品在洗脱前进行预处理,所述预处理包括下述步骤:将所述小分子类肽化合物粗品溶于所述洗脱剂A和所述洗脱剂B的混合溶剂中,加酸调节pH至完全溶解;较佳地,所述的酸为乙酸。
5.如权利要求1所述的小分子类肽化合物的纯化方法,其特征在于,所述纯化方法满足下述条件中的一种或多种:
(1)所述反相色谱中,所述固定相为十八烷基硅烷键合反相硅胶或苯乙烯-二乙基烯基苯交联聚合物微球,例如Silicabio-C18或UniPS40-300;较佳地,所述固定相为十八烷基硅烷键合反相硅胶;
(2)所述反相色谱中,所述固定相填料的平均粒径5-200μm,优选为20-50μm,例如20μm或50μm;
(3)所述反相色谱中,所述洗脱剂A为缓冲盐溶液;其中,阳离子为Na+、K+、Li+、H+、NH4 +和Et3NH+中的一种或多种,阴离子为PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、CH3COO-、HCOO-、Cl-、HCO3 -、ClO-和SO3 2-中的一种或多种;
较佳地,所述阳离子为Na+和/或NH4 +;所述阴离子为CH3COO-和/或H2PO4 -;
例如:磷酸二氢钠,乙酸铵和乙酸钠;
(4)所述反相色谱中,所述洗脱剂A的pH值为4.0~6.5,较佳地,通过乙酸调节所述洗脱剂A的pH值;
(5)所述反相色谱中,所述洗脱剂B为甲醇、乙腈或异丙醇;
(6)所述反相色谱中,所述洗脱剂A与所述洗脱剂B的体积比为5:95-95:5,优选为40:60-80:20;更优选为50:50-70:30,例如:50:50、60:40或70:30;
(7)所述反相色谱中,所述洗脱温度为20-35℃,例如25℃;
(8)所述反相色谱中,所述洗脱方式为等度洗脱或梯度洗脱;优选为等度洗脱;
(9)所述反相色谱中,所述洗脱后的洗脱液的处理方法为真空浓缩、萃取干燥浓缩和冷冻干燥操作中的一种或几种;优选为先进行真空浓缩再进行冷冻干燥。
6.如权利要求1所述的小分子类肽化合物的纯化方法,其特征在于,所述反相色谱中,所述洗脱体系,洗脱剂为磷酸二氢钠-甲醇、磷酸二氢钠-异丙醇、乙酸钠-乙腈、乙酸铵-甲醇,乙酸铵-乙腈或乙酸钠-甲醇,并通过乙酸调节洗脱剂A的pH值为4.0~6.5。
7.如权利要求1所述的小分子类肽化合物的纯化方法,其特征在于,所述反相色谱中,当所述固定相为苯乙烯-二乙基烯基苯交联聚合物微球时,洗脱剂为乙酸钠-乙腈或乙酸铵-甲醇。
8.如权利要求1所述的小分子类肽化合物的纯化方法,其特征在于,所述纯化方法中,还在洗脱前进行预纯化,所述预纯化包括下述步骤:将待处理的小分子类肽化合物粗品用溶剂A溶解,然后与溶剂B混合,静置,下部油状物浓缩,即可;所述溶剂A为卤代烃类溶剂,所述溶剂B为醚类溶剂。
9.如权利要求8所述的小分子类肽化合物的纯化方法,其特征在于,所述纯化方法满足下述条件中的一种或多种:
(1)所述预纯化中,所述溶剂A为二氯甲烷;
(2)所述预纯化中,所述溶剂B为甲基叔丁基醚;
(3)所述预纯化中,所述溶剂B和所述溶剂A的质量比为(1-25):1,例如1:1、3:1、5:1、7:1、10:1或25:1,优选为(7-25):1,更优选为(7-10):1;
(4)所述预纯化中,所述混合时间为1-16h,优选为2h。
11.如权利要求10所述的小分子类肽化合物的纯化方法,其特征在于,所述纯化方法满足下述条件中的一种或多种:
(1)所述反应中,所述溶剂为二氯甲烷;
(2)所述式IB化合物和所述二乙胺的摩尔比为1:(1-5),例如1:3;
(3)所述反应的温度为室温;
(4)所述反应时间为2小时。
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