DE19502375A1 - Betäubungsmittel-Detektionssystem - Google Patents
Betäubungsmittel-DetektionssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Betäubungsmittel-De
tektionssystem und die Verwendung von chemisch
markiertem Betäubungsmittel gemäß den Patentansprüchen.
Aus der Veröffentlichung Analytica Chimica Acta, 282
(1993) 297-305, Elsevier Science Publishers B.V.,
Amsterdam, ist es für Laborversuche bekannt, in einer
unteren von zwei übereinander angeordneten
Reaktionszonen eines Teststreifens kompetitive
Bindungsreaktionen zu erzeugen, um entweder in dieser
unteren Reaktionszone oder in der darüber angeordneten
Reaktionszone eine Farbreaktion zu erzeugen, abhängig
davon, ob in einer Mischung aus einer Testflüssigkeit
und einer Probe bestimmte Moleküle enthalten sind. Der
Teststreifen enthält in seiner unteren Zone
immobilisierte Antikörper und in seiner oberen Zone
beispielsweise Avidin, das die Liposomen abfängt. Die
Testflüssigkeit enthält in einer Trägerlösung
Liposomen. Die Testflüssigkeit wird mit der zu
testenden Probe gemischt, bevor der Teststreifen in die
Mischung eingetaucht wird.
Durch die Erfindung soll ein Detektionssystem
geschaffen werden, mit welchem auf einfache Weise und
schnell festgestellt werden kann, ob eine Person in
ihrem Körper Betäubungsmittel oder eine bestimmte
Mindestmenge Betäubungsmittel hat. Damit soll
ermöglicht werden, daß auch ungeschultes Personal auf
einfache Weise einen Test durchführen kann und schnell
ein sicheres Testergebnis erhält. Ein bevorzugtes
Anwendungsgebiet ist ein Betäubungsmitteltest oder
Drogentest durch die Polizei an Ort und Stelle, ohne
daß die Testperson auf das Polizeirevier oder in eine
Klinik mitgenommen zu werden braucht. Ein weiteres
Anwendungsgebiet ist jedoch auch die schnelle
Untersuchung mit eindeutigem Untersuchungsergebnis von
Patienten durch Rettungspersonal, Ärzte und in
Kliniken, auch wenn die Patienten nicht ansprechbar
oder bewußtlos sind, zur Feststellung, ob sie
Betäubungsmittel in ihrem Körper haben. Damit kann der
Arzt oder das Pflegepersonal geeignete Maßnahmen
einleiten, die auf eine Intoxifikation von
Rauschmitteln abgestimmt sind.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die
Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung ist ein sensitives und schnelles
qualitatives Detektionssystem zur Erfassung definierter
Drogen oder anderer Betäubungsmittel im Speichel einer
Testperson mit Hilfe eines Dip Stick Assays. Die
Erfindung testet den Speichel der examinierten Person.
Dadurch ist es z. B. der Polizei möglich, an Ort und
Stelle auf der Straße oder in Gebäuden, selbst wenn
fremde Personen als Zuschauer anwesend sind, eine
Person auf Betäubungsmittel zu untersuchen.
Beispielsweise kann anhand von Speichel der Testperson
festgestellt werden, ob die Testperson noch fahrtüchtig
ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Detektionssystem sind
spezifische Antikörper auf einem Testelement
immobilisiert, welche definierte Schlüsselwirkstoffe
oder Hauptmetaboliten binden, die im Drogenmißbrauch
eine entscheidende Rolle spielen. Das Ergebnis hat
qualitativen Charakter (Ja oder Nein-Antwort) und gibt
in wenigen Minuten eine Aussage, ob ein Drogenmißbrauch
stattgefunden hat oder nicht. Die Testdurchführung ist
einfach, so daß der Test auch von analytisch
ungeschultem Personal ohne Schwierigkeiten durchgeführt
werden kann.
In einem Test können mehrere Drogen oder andere
Betäubungsmittel gleichzeitig erfaßt werden, zum
Beispiel:
LSD-Derivate,
Morphin-Derivate,
Opiate,
Cannabinoide,
Cocaine, und
deren Leitmetabolite im Speichel.
LSD-Derivate,
Morphin-Derivate,
Opiate,
Cannabinoide,
Cocaine, und
deren Leitmetabolite im Speichel.
In einem weiteren Test können Amphetamine ermittelt
werden.
Gegen die entsprechenden Verbindungen der
Betäubungsmittel werden spezifische Antikörper
verwendet. Eine geeignete Antikörpermischung, bei der
die einzelnen spezifischen Antikörper bezüglich deren
qualitativer und quanitativer Zusammensetzung
kalibriert werden, wird auf geeigneten Teststäben oder
Teststreifen immobilisiert. In der vorliegenden
Beschreibung wird nur der Ausdruck "Teststab"
verwendet; er steht stellvertretend für alle
Testelemente, die auf der Funktionsweise eines
"Dip-Stiks" beruhen und in welchen eine Testantwort durch
eine Antigen-Antikörperreaktion hervorgerufen wird. Die
Testflüssigkeit wandert von einer Zone zur anderen und
bewirkt je nach Drogengehalt der Probe in einer der
beiden Zonen eine positive Antwort in Form einer
Farbreaktion. Nach dem Kontakt der Antikörper mit der
entsprechenden Matrix (Speichel) wird durch geeignete
Farbstoffe oder Verstärkersysteme, die in der
Immunodiagnostik bereits etabliert sind
(farbstoffbeladene Liposomen, Enzyme, die eine Reaktion
zu einem gefärbten Produkt katalysieren, wie z. B.
Peroxidase oder alkalische Phosphatase), ein Farbsignal
erzeugt. Zur Interpretation des Farbsignals kann es mit
einer-geeigneten Farbskala verglichen werden.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die
beiliegende Zeichnung anhand einer bevorzugten
Ausführungsform als Beispiel beschrieben. Die Zeichnung
zeigt in
Fig. 1 schematisch ein Betäubungsmittel-De
tektionssystem zum Testen, ob eine
Person Betäubungsmittel in ihrem Körper
hat.
Das in der Zeichnung dargestellte Betäubungsmittel-De
tektionssystem besteht aus einer Testflüssigkeit 2 in
einem Reagenzglas 4 und einem streifenförmigen Teststab
6. Im Reagenzglas 4 wird eine Probe 8 von Speichel
einer Testperson mit der Testflüssigkeit vermischt,
bevor der Teststab 6 in die Testflüssigkeit 2
eingetaucht wird.
Der Teststab 6 hat einen unteren Eintauch-Endabschnitt
10 und oberhalb davon mindestens zwei mit Abstand
übereinander angeordnete Farbsignalzonen 12 und 14. Es
wird nur der Eintauch-Endabschnitt 10 in die
Testflüssigkeit-Probe-Mischung 2, 8 eingetaucht und nur
so weit, daß die Oberfläche 16 dieser Mischung einen
vertikalen Abstand von der unteren Farbsignalzone 12
hat. Der Teststab 6 hat Kapillarkanäle, durch welche
ein Teil der Testflüssigkeit-Probe-Mischung 2, 8 zu den
Farbsignalzonen 12 und 14 in kurzer Zeit hochwandert.
Der Teststab 6 kann aus einem Kapillar-Material
bestehen oder mit Kapillar-Material beschichtet sein.
Die Testflüssigkeit 2 ist chemisch markiert,
beispielsweise durch eine Proteinkonjugation.
Die beiden Farbsignalzonen 12 und 14 sind derart
ausgebildet, daß sie Moleküle der markierten
Testflüssigkeit 2 chemisch binden können. Durch diese
Bindung wird entweder durch die Bindung des markierten
Rauschmittels direkt eine Färbung sichtbar
(Liposomenmarkierung) oder im Falle der Enzymmarkierung
eine Farbreaktion durch einen weiteren
Inkubationsschritt ermöglicht, die ein spezifisches
Farbsignal der Farbsignalzonen 12 oder 14 zur Folge
hat, welches optisch sichtbar ist. Wenn die Probe 8
keines der gesuchten Betäubungsmittel enthält, werden
die Moleküle der markierten Testflüssigkeit 2 von der
unteren ersten Farbsignalzone 12 gebunden und dadurch
wird in dieser ersten Farbsignalzone 12 ein optisch
sichtbares Farbsignal erzeugt. In der oberen zweiten
Farbsignalzone 14 wird hierbei kein Farbsignal erzeugt,
da keine oder zu wenig markierte Moleküle zu ihr
gelangen.
Die erste Farbsignalzone 12 ist derart ausgebildet, daß
sie je nach Verwendungszweck eine oder mehrere Arten
von Betäubungsmittel der Probe 8 chemisch binden kann.
Dabei sind auf der ersten Farbsignalzone 12 die für die
jeweiligen spezifischen Antikörper immobilisiert und in
der Testflüssigkeit 8 sind die entsprechenden
Rauschmittel markiert, so daß zwischen der
rauschmittelnegativen oder -positiven Probe 2 und dem
markierten Rauschmittel 8 eine Kompetition um die
Antikörperbindungsstellen stattfindet. Dabei werden bei
rauschmittelpositiven Proben die markierten
Rauschmittelmoleküle von einer relativ hohen
Konzentration unmarkierter Rauschmittelmoleküle in
einer chemischen Gleichgewichtsreaktion von einer
Bindung an die erste Farbsignalzone 12 verdrängt. Als
Folge davon findet keine Färbung der Farbsignalzone 12
statt. Dadurch wandern die meisten markierten Moleküle
der Testflüssigkeit 2 durch die erste Farbsignalzone 12
hindurch zur zweiten Farbsignalzone 14, in der die
markierten Rauschmittel durch Avidin (bei Liposomen)
oder beispielsweise durch Anti-enzymspezifische
Antikörper (bei Enzymmarkierung) gebunden werden. Dabei
wird die zweite Farbsignalzone 14 (wie beschrieben für
die erste Farbsignalzone 12) entweder durch Liposomen
oder durch die entsprechenden Enzyme markiert, so daß
eine Färbung durch nachfolgende Substratumsetzung
ermöglicht wird.
Die Testflüssigkeit besteht aus
- 1. markiertem Betäubungsmittel, wobei die Markierung a) direkt aus einem Farbstoff bestehen kann, der durch geeignete Techniken akkumuliert (z. B. durch eine Liposomentechnik an das Betäubungsmittel gebunden sein kann), oder b) aus einem Enzym besteht, das nach entsprechendem Kontakt mit einem geeigneten Substrat eine Reaktion katalysiert, die zu einem entsprechenden Farbsignal führt;
- 2. einer Lösung zur Stabilisierung des Systems (Pufferlösung).
Die Testflüssigkeit 2 enthält die mit ihr vermischte
Probe 8. Die Probe 8 ist Speichel der Testperson und
kann eines oder mehrere Betäubungsmittel enthalten, das
oder die durch den Test analysiert wird oder werden.
Bei Liposomen handelt es sich um kleine mikroskopische
Vesikel, die als Membranen wäßrige Lösung einschließen
können und deshalb geläufig in zahlreichen Experimenten
eingesetzt werden. Hier sollen entsprechend
modifizierte Moleküle an die Liposomen gebunden werden
und zugleich so präsentiert werden, daß sie von den
entsprechend spezifischen Antikörpern erkannt werden
können. Zugleich können sie größere Mengen eines
Farbstoffs "inkorporieren", so daß mit einem
Betäubungsmittelmolekül, das gebunden wird, eine große
Menge Farbstoff gebunden wird, der die Reaktion
sichtbar macht. Bildlich gesprochen trägt das
Betäubungsmittel den Farbstoff in einer Art Rucksack.
Dieser Rucksack entspricht dem Liposom. Die Herstellung
derartiger Liposomen ist in der Fachliteratur
beschrieben.
Bei der Enzymmarkierung (diese Markierung ist in
Enzymimmunoassays seit langem in unterschiedlichen
Formaten bekannt) werden die entsprechenden
Betäubungsmittelsubstanzen mit einem Enzym, wie z. B.
der Peroxidase oder der alkalischen Phosphatase,
chemisch verknüpft (gekoppelt). Bei Zugabe eines
Substrates wird eine farblose Komponente in einen
Farbstoff umgesetzt. Ein Enzymmolekül setzt dabei eine
große Anzahl von Substratmolekülen um, was zu einem
entsprechenden intensiven Farbsignal führen kann
(Verstärker). Dieses System wird in zahlreichen Assays
seit langem benutzt.
Man hat zwei Möglichkeiten: Das Enzymsubstrat wird auf
dem Teststab immobilisiert und die Reaktion lediglich
durch eine kurze Inkubation in einem geeigneten Puffer
gestartet; oder das Teststäbchen wird in eine
Substratlösung gegeben und es wird eine kurze zweite
Inkubation vorgenommen. Dies betrifft nicht den Einsatz
von Liposomen.
Der Teststab 6 (Dip-stick) ist so konzipiert, daß zwei
übereinanderliegende Zonen 12 und 14 für die Bindung
der freien und markierten Betäubungsmittel vorgesehen
sind und somit auch die Bereiche für die
Farbenentwicklung darstellen. Die oben beschriebene
Testflüssigkeit 2 mit Probe 8 wandert über
Kapillarkräfte durch den Teststab 6.
Auf der ersten oder unteren Zone 12 sind Anti-Be
täubungskörper immobilisiert, also Antikörper, welche
die zu detektierenden Betäubungsmittelwirkstoffe
spezifisch binden. Diese Antikörper können entweder
kommerziell erworben werden oder müssen selbst durch
entsprechende Immunisierungen gewonnen werden. Die
Immobilisierung der Antikörper auf dem Teststab 6
findet durch einfache Adsorptionsvorgänge statt.
Auf der ersten Zone 12 der immobilisierten Antikörper
konkurriert eine variable Menge Betäubungsmittel der
Flüssigkeit des Probanden mit einer konstanten Menge
markierten Betäubungsmittels (Markierung: Liposom oder
Enzym). Ist nun eine entsprechende Menge
Betäubungsmittel in der Probe 8, so bindet dieses an
die Antikörper und es verdrängt weitgehend die
markierten Betäubungsmittelmoleküle von einer Bindung,
entsprechend einer chemischen Gleichgewichtsreaktion in
einem kompetitiven System. Die erste Zone 14 bleibt in
diesem Fall farblos, färbt sich jedoch, falls die Probe
8 betäubungsmittelfrei ist.
Die obere oder zweite Zone 14 ist so konzipiert, daß
das markierte Betäubungsmittel (Liposomen oder das
Enzym) gebunden wird (Anti-Enzym-Antikörper oder
Avidin, um die Liposomen zu binden). Auf diese Weise
werden alle markierten Betäubungsmittelmoleküle, die in
der ersten Zone 12 (Antikörperzone) nicht gebunden
werden, in der zweiten Zone 14 gebunden und bilden dort
die Grundlage einer entsprechenden Farbreaktion. Somit
reagieren in der zweiten Zone 14 all die Marker, die in
der-ersten Zone 12 nicht gebunden wurden. Eine
Farbreaktion auf zumindest einer der beiden Zonen 12
oder 14 garantiert die Funktionsfähigkeit des Systems.
Bei der Variante mit Enzymmarkierung muß zur
Farbentwicklung entweder das Substrat in den
entsprechenden Zonen 12 oder 14 immobilisiert werden
oder in Form entsprechender Lösungen unmittelbar nach
dem Eintauchen des Teststabes 6 in die Testflüssigkeit
2, z. B. durch aufträufeln oder eintauchen, zugegeben
werden.
Unter dem Begriff "Substrat" wird hier eine Substanz
verstanden, welche von einem Enzym in einer
spezifischen Reaktion metabolisiert wird. Diese
Reaktion wird hier zur Erzeugung eines Farbsignals
verwendet. Entsprechende Enzyme und deren Substrate
sind kommerziell in großer Vielfalt erwerbbar. Die
enzymatische Reaktion mit dem Substrat ergibt in dem
betroffenen Zonen 12 und 14 des Teststabes 6 eine
Färbung dieser Zonen.
Claims (10)
1. Betäubungsmittel-Detektionssystem zum Testen, ob
eine Person Betäubungsmittel in ihrem Körper hat,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- 1.1. eine Testflüssigkeit (2), welche Liposomen oder enzymmarkiertes Betäubungsmittel enthält;
- 1.2. ein Gefäß (4) zum Mischen einer Probe (8) von Speichel der betreffenden Person mit der Testflüssigkeit (2);
- 1.3. ein Teststab (6) zum Eintauchen in die Testflüssigkeit-Proben-Mischung (2, 8);
- 1.4. der Teststab (6) hat einen unteren Eintauch-End abschnitt (10) und danach aufeinanderfolgend mindestens zwei Farbsignalzonen (12, 14) und der Teststab (6) weist Kapillarmaterial auf, durch dessen Kapillarwirkung die Testflüssigkeit-Proben-Mi schung (2, 8) aus dem Gefäß (4) durch den eingetauchten Eintauch-Endabschnitt (10) und anschließend durch die erste Farbsignalzone (12) hindurch bis in die letzte Farbsignalzone (14) wandert;
- 1.5. die beiden Farbsignalzonen (12, 14) des Teststabes (6) enthalten im Falle von der ersten Farbsignalzone (12) Betäubungsmittel spezifische Antikörper, im Falle von der zweiten Farbsignalzone (14) Reagenzien, die entweder Liposomen oder die eingesetzten Enzyme binden können und dabei die Grundlage für die Färbung darstellen, welche eine optisch sichtbare Farbveränderung der Farbsignalzonen (12, 14) erzeugt, in welcher die Moleküle des markierten Betäubungsmittels gebunden werden, wodurch eine visuell sichtbare Farbreaktion bewirkt wird, wobei die Farbentwicklung der mit spezifischen Antikörpern besetzten ersten Farbsignalzone (12) durch das chemische Gleichgewicht bestimmt wird, das wiederum durch die Existenz oder das Fehlen von Betäubungs mitteln in der Probe bestimmt wird, indem, bei positiven Proben eine entsprechende Betäubungsmittelkonzentration der Probe das markierte Betäubungsmittel an der Bindung hindert und dadurch mindestens ein Teil des Betäubungsmittels weiter in die zweite Farb signalzone (14) wandert, wo dann eine Färbung bewirkt wird, wogegen beim Fehlen einer vor bestimmten Mindestmenge von Betäubungsmittel der Probe (8) eine relativ große Menge des markierten Betäubungsmittels der Testflüssigkeit (2) von den Antikörpern in der ersten Farbsignalzone (12) gebunden wird, so daß in dieser ersten Farbsignalzone (12) eine Färbung erzeugt wird.
2. Betäubungsmittel-Detektionssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Markierung des markierten Betäubungsmittels
der Testflüssigkeit aus einem in Liposomen
akkumulierten Farbstoff oder einem Enzym besteht,
der bzw. das mit dem markierten Betäubungsmittel
um freie Antikörperbindungsstellen kompetitiert.
3. Betäubungsmittel-Detektionssystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Farbstoff durch eine Liposomentechnik an die
Moleküle des Betäubungsmittels der Testflüssigkeit
gebunden ist.
4. Betäubungsmittel-Detektionssystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Farbstoff aus einem Enzym besteht, welches
nach einem Kontakt mit einem geeigneten Substrat
eine Reaktion katalysiert, die zu einem
entsprechenden Farbsignal führt.
5. Betäubungsmittel-Detektionssystem nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der ersten Farbsignalzone (12) des Teststabes
(6) Anti-Betäubungsmittel-Antikörper als
Reaktionsmittel immobilisiert, um die zu
detektierenden Betäubungsmittel-Wirkstoffe
spezifisch zu binden, wobei in dieser ersten
Farbsignalzone (12), welche die immobilisierten
Antikörper enthält, bei Durchführung eines
Betäubungsmittels-Detektionstest eine variable
Menge Betäubungsmittel der Probe (8) mit einer
konstanten Menge des markierten Betäubungsmittels
der Testflüssigkeit (2) konkurriert, so daß, wenn
eine bestimmte Mindestmenge an Betäubungsmittel in
der Probe (8) ist, dieses unmarkierte
Betäubungsmittel der Probe (8) an die Antikörper
bindet und die markierten Moleküle des markierten
Betäubungsmittels der Testflüssigkeit (2)
weitgehend verdrängt werden und dadurch deren
Bindung an die Antikörper weitgehend verhindert
wird, entsprechend einer chemischen
Gleichgewichtsreaktion in einem kompetitiven
System, so daß nicht in der ersten Farbsignalzone
(12), sondern in der zweiten Farbsignalzone (14)
eine Farbreaktion mit einem Farbsignal erzeugt
wird, wenn die Probe (8) Betäubungsmittel enthält,
wohingegen in der ersten Farbsignalzone (12) eine
Farbreaktion mit einem Farbsignal erzeugt wird,
wenn die Probe (8) frei von Betäubungsmittel ist
oder nicht eine vorbestimmte Menge an
Betäubungsmitteln enthält.
6. Verwendung eines Betäubungsmittel-De
tektionssystems nach einem der vorhergehenden
Ansprüche zum Testen von Speichel-Proben der
Testperson.
7. Verwendung von Liposomen zur Markierung von
Molekülen von Betäubungsmittel, und anschließende
Verwendung des markierten Betäubungsmittels für
eine kompetitive Reaktion dieses markierten
Betäubungsmittels im Wettbewerb mit einem
unmarkierten Betäubungsmittel der gleichen Art
oder einer anderen Art von einer Probe (8) von
Speichel einer Testperson, wobei mittels des
markierten Betäubungsmittels in einer von zwei
Farbsignalzonen (12, 14) eines Testelements (6)
eine Farbreaktion erzeugt wird und die Auswahl der
Farbsignalzone (12, 14) automatischen in
Abhängigkeit davon erfolgt, ob eine bestimmte
Mindestmenge an unmarkiertem Betäubungsmittel in
der Speichelprobe (8) vorhanden ist oder nicht.
8. Verwendung eines Enzyms zur Markierung von
Molekülen von Betäubungsmittel und anschließende
Verwendung dieses an Rauschmittel gebundenen
Enzyms zum Testen, ob eine Probe (8) von Speichel
einer Testperson Betäubungsmittel enthält, und
Verwendung des markierten Betäubungsmittels für
eine kompetitive Reaktion, bei welcher das
markierte Betäubungsmittel eine Farbsignalreaktion
in einer bestimmten Farbsignalzone (12) eines
Testelements (6) hervorruft, wenn in der
Speichelprobe (8) kein unmarkiertes
Betäubungsmittel oder keine ausreichend große
Mindestmenge an unmarkiertem Betäubungsmittel
vorhanden ist, wohingegen bei Vorhandensein einer
solchen Mindestmenge an unmarkiertem
Betäubungsmittel in der Speichelprobe (8) dieses
Betäubungsmittel der Speichelprobe an das
Reaktionsmittel bindet und dabei das markierte
Betäubungsmittel an einer solchen Bindung
weitgehend hindert und dadurch dieses markierte
Betäubungsmittel in einer anderen Farbsignalzone
(14) eine Farbsignalreaktion erzeugt.
9. Verfahren zum Testen, ob eine Person
Betäubungsmittel in ihrem Körper hat,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Probe für den Test Speichel der zu testenden
Person verwendet wird und daß der Speichel mit
einer Testflüssigkeit als Reagenz vermischt wird,
um eine Farbreaktion zu erzeugen.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
in die Probe-Testflüssigkeits-Mischung ein Dip-Stick
eingetaucht wird, der sowohl bei negativem
als auch bei positivem Testergebnis ein
unterschiedliches, optisch sichtbares Farbsignal
erzeugt.
Priority Applications (1)
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DE1995102375 DE19502375C2 (de) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | Betäubungsmittel-Detektionssystem |
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DE1995102375 DE19502375C2 (de) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | Betäubungsmittel-Detektionssystem |
Publications (2)
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