JP2007087035A - 二次元コードを用いた携帯端末三次元化学構造閲覧方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、紙媒体との相性がよく、立体化学の新しい表現手法及び学習手法を提供しうる、携帯端末三次元化学構造閲覧方法を提供すること。
【解決手段】ユーザが、二次元コードを介して化合物ＩＤ又は化合物名称を携帯端末に入力するステップ、
携帯端末が、入力された化合物ＩＤ又は化合物名称を、無線ネットワークを介して、データ管理サーバに送信するステップ、
データ管理サーバが、受信した化合物ＩＤ又は化合物名称に対応する化合物情報であって、化合物の三次元構造に関する情報を少なくとも含む化合物情報を、該携帯端末へと送信するステップ、及び
携帯端末が、携帯端末の記憶領域に記憶されたプログラムであって、受信した化合物情報に含まれる化合物の三次元構造に関する情報を視覚化可能なプログラムを用いて、受信した化合物情報をユーザに提示するステップ
を含む、無線ネットワークを介して化合物情報を携帯端末に供給する方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次元コードを用いた三次元化学構造の閲覧方法に関する。より詳細には、二次元コードを用いて、三次元化学構造を携帯端末に表示させる方法に関する。

立体化学は、有機化合物の性質及び化学反応を理解するために必須となるばかりでなく、生命現象の分子化学的解明及び薬の作用機序の理解、さらには創薬においても重要な知見を提供する。従って、立体化学の重要性は広く認知されており、多くの有機化学系教科書等の紙媒体で解説されている。しかしながら、二次元媒体である紙媒体上では、立体化学を説明する上で必須となる化合物の三次元構造の記述が難しく、小分子については、古典的なＮｅｗｍａｎ投影法、Ｆｉｓｃｈｅｒ投影法及び遠近法などによる分子絵により理解させることもできるが、キラル中心を複数もつ分子については、適切に表現し、かつ初学者に理解させることは難しい。
近年、コンピュータグラフィクスによる分子表示技術が急速に進展したことから、出版物の付録にＣＤ−ＲＯＭを添付し、化合物の三次元座標とその表示ソフトウェアを添付する試みがなされている（非特許文献１）。この方法は、確かに化合物の三次元構造をパソコン上で適切に表現し学習者に提供できるが、必ずしも出版物との相性がいいとは言えない。紙媒体では、紙面上の立体化学に関する解説文が主役であり、三次元構造はその脇役であるとはいえ、主役のそばに脇役がいてこそ、主役のより深い理解が可能であるからである。
パソコン上での三次元構造閲覧を携帯電話でも同様に可能としたソフトウェアとしては、ｉＭｏｌｄａがある（非特許文献２〜４）。
また、バーコードはこれまでにも試薬管理等広く利用されており、近年では、より情報容量の大きい二次元コード上に化合物の構造情報も入力し、管理するシステムも提案されている（非特許文献５）

本間善夫及び川端潤著，「パソコンで見る動く分子辞典」，株式会社講談社，１９９９年９月２０日 吉田弘，"ｉモルダホームページ"，［ｏｎｌｉｎｅ］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ecosci.jp/iMolda/i/＞ 吉田弘，化学ソフトウェア学会年会２００１研究討論会，２０９，２００１年 吉田弘及び本間善夫，化学ソフトウェア学会年会２００１研究討論会，２１０，２００１年 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，［ｏｎｌｉｎｅ］，インターネット＜ＵＲＬ：http://www.acdlabs.com/clients/pr_chemcoder0203.html＞

本発明は、紙媒体との相性がよく、立体化学の新しい表現手法及び学習手法を提供しうる、三次元化学構造閲覧方法を提供することを課題とした。

本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討した結果、二次元コードおよび無線ネットワークを介したクライアント−サーバシステムを利用して、化合物の三次元構造を携帯端末に表示させることによって、出版物との相性のよい、三次元化学構造の閲覧方法を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
〔１〕 ユーザが、二次元コードを介して化合物ＩＤ又は化合物名称を携帯端末に入力するステップ、
携帯端末が、入力された化合物ＩＤ又は化合物名称を、無線ネットワークを介して、データ管理サーバに送信するステップ、
データ管理サーバが、受信した化合物ＩＤ又は化合物名称に対応する化合物情報であって、化合物の三次元構造に関する情報を少なくとも含む化合物情報を、該携帯端末へと送信するステップ、及び
携帯端末が、携帯端末の記憶領域に記憶されたプログラムであって、受信した化合物情報に含まれる化合物の三次元構造に関する情報を視覚化可能なプログラムを用いて、受信した化合物情報をユーザに提示するステップ
を含む、無線ネットワークを介して化合物情報を携帯端末に供給する方法。
〔２〕 受信した化合物情報をユーザに提示するステップにおいて、受信した三次元構造以外の化合物情報もユーザに提示される、上記〔１〕に記載の方法。
〔３〕 化合物情報が化合物の物性及び／又は効用に関する情報も含む、上記〔１〕又は〔２〕に記載の方法。
〔４〕 化合物情報が化合物を販売する会社に関する情報も含む、上記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の方法。
〔５〕 ユーザが、ユーザが作成した化合物の二次元構造又は三次元構造に関する情報をユーザ管理サーバに送信するステップ、
１）受信した情報が化合物の二次元構造に関する情報である場合、ユーザ管理サーバが、化合物の二次元構造に関する情報をデータ変換サーバへと送信し、データ変換サーバが、化合物の二次元構造に関する情報を化合物の三次元構造に関する情報へと変換するか、又は、２）受信した情報が化合物の三次元構造に関する情報である場合、ユーザ管理サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ変換サーバへと送信するステップ、
データ変換サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換するステップ、及び
データ変換サーバが、データ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換された情報をデータ管理サーバへと送信するステップ
をさらに含む、上記〔１〕〜〔４〕のいずれか１項に記載の方法。
〔６〕 ロボット型化学構造検索サーバが、コンピュータネットワーク上に公開されている化合物の二次元構造又は三次元構造に関する情報を自動で検索するステップ、
１）検索された情報が化合物の二次元構造に関する情報である場合、ロボット型化学構造検索サーバが、化合物の二次元構造に関する情報をデータ変換サーバへと送信し、データ変換サーバが、化合物の二次元構造に関する情報を化合物の三次元構造に関する情報へと変換するか、又は、２）検索された情報が化合物の三次元構造に関する情報である場合、ロボット型化学構造検索サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ変換サーバへと送信するステップ、
データ変換サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換するステップ、及び
データ変換サーバが、データ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換された情報をデータ管理サーバへと送信するステップ
をさらに含む、上記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の方法。
〔７〕 データ管理サーバがデータ変換サーバの機能も兼任している、上記〔５〕又は〔６〕に記載の方法。
〔８〕 二次元コードが、紙媒体に印刷されており、かつ化合物に関する説明文の近くに配置されているものである、上記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の方法。
〔９〕 二次元コードが、教科書、試薬カタログ、医薬品添付文書に掲載されている、上記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の方法。

本発明によれば、立体化学の解説文と三次元構造とを付録ＣＤ−ＲＯＭのように分離せず、例えば化合物の解説文の直近に二次元コードを印刷することによって、その二次元コードを媒介して携帯端末のディスプレイ上で該解説文と関連する化合物の三次元構造を視覚化することができる。携帯端末は他の情報機器よりも圧倒的に携帯性に優れており、かつ化合物の解説文付近に配置された二次元コードを携帯端末に入力することによって即時性を持って化合物の三次元構造を閲覧できることから、従来にはなかった利便性と実用性を兼ね揃えた立体化学の学習方法および表現手法を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明を説明するが、これらの図面は単なる例示であり、これらに本発明の実施形態が限定されるわけではない。

図１は、本発明の方法が含む基本的なステップを記載したフローチャートである。図１に記載のように、本発明の無線ネットワークを介して化合物情報を携帯端末に供給する方法は、少なくとも以下のステップを含む。
１）ユーザが、二次元コードを介して化合物ＩＤ又は化合物名称を携帯端末に入力するステップ（Ｓ１）。
２）携帯端末が、入力された化合物ＩＤ又は化合物名称を、無線ネットワークを介して、データ管理サーバに送信するステップ（Ｓ２）。
３）データ管理サーバが、受信した化合物ＩＤ又は化合物名称に対応する化合物情報であって、化合物の三次元構造に関する情報を少なくとも含む化合物情報を、該携帯端末へと送信するステップ（Ｓ３）。
４）携帯端末が、携帯端末の記憶領域に記憶されたプログラムであって、受信した化合物情報に含まれる化合物の三次元構造に関する情報を視覚化可能なプログラムを用いて、受信した化合物情報をユーザに提示するステップ（Ｓ４）。

本発明で使用される携帯端末の種類は、化合物の三次元構造を表示可能なディスプレイを備えたものである限り特に限定されない。携帯端末の例としては、例えば、ディスプレイを備えた携帯電話、ＰＤＡ、携帯型ＰＣなどが挙げられる。二次元バーコードを読み取るための読取装置は、携帯端末に内蔵されていてもよいし、外付けの読取装置であってもよい。読取装置としては、例えば、カメラ、光学式スキャナ、赤外線スキャナ、バーコードリーダなどが挙げられる。簡便性の点から、携帯端末に二次元バーコードを読み取るための読取装置（例えば、カメラ）が搭載されていることが好ましい。

本発明で使用される二次元コードは、化合物ＩＤ又は化合物名称に関する情報を埋め込み可能な二次元コードであれば特に限定されず、いかなる二次元コードであっても使用することができる。そのような二次元コードの例としては、ＱＲコード（登録商標）、マイクロＱＲコード、ＣＰコード、ＰＤＦ４１７、ベリコード、データマトリックス、マキシコードなどが挙げられるが、携帯端末（特に、携帯電話）との親和性の点からは、ＱＲコード（登録商標）及びマイクロＱＲコードが好ましい。
二次元コードを介して携帯端末に入力される化合物ＩＤは任意の桁数の英数字の羅列である。化合物ＩＤとしては例えば、ＣＡＳ登録番号、試薬販売会社などのカタログ番号、システム提供者や使用者が定めた任意の管理番号、Ｓｍｉｌｅｓなどが挙げられる。
二次元コードを介して携帯端末に入力される化合物名称は、化合物名称を表すことが可能な文字種であって、データ管理サーバに送信可能な形式に変換可能な文字種であればいかなる文字で書かれたものであってもよい。例えば、英字、カタカナ、ひらがな、数字などが挙げられるが、必要に応じ、漢字など他の種類の文字が含まれていてもよい。

本発明で使用される無線ネットワークは、化合物ＩＤ又は化合物名称に関する情報、化合物の三次元構造に関する情報など本発明でサーバと携帯端末とが送受信すべき情報を伝送可能な無線ネットワーク又は各サーバが属するコンピュータネットワークに無線で接続可能なものであれば、特に限定されず、いかなるプロトコルによるものであってもよい。現在の普及度の点から言えば、ＴＣＰ／ＩＰに基づく無線ネットワーク（例えば、インターネット）が好ましい。

携帯端末が、入力された化合物ＩＤ又は化合物名称を、無線ネットワークを介して、データ管理サーバに送信するステップにおいては、化合物ＩＤ又は化合物名称がそのままデータ管理サーバに送信されてもよいし、何らかの変換工程を経て、コード化された化合物情報（例えば、ＵＲＬエンコードされたもの）がデータ管理サーバに送信されてもよい。

データ管理サーバが携帯端末へと送信する、受信した化合物ＩＤ又は化合物名称に対応する化合物情報は、化合物の三次元構造に関する情報を少なくとも含む。そのような三次元構造に関する情報としては、三次元構造の座標値が挙げられる。そのような座標値の記載様式は、特に限定されないが、立体化学分野で公知の座標の記載形式が挙げられる。代表的な座標記載形式としては、ｍｏｌ（ｓｄｆ）形式、ｐｄｂ形式、ｘｙｚ形式、ｍｏｌ２形式などが挙げられるが、最も広く利用されている点から、ｍｏｌ（ｓｄｆ）形式が好ましい。

本発明の方法では、化合物の反応機構に関わる動的な動きや、分子シミュレーションなどの表示が可能である。また、携帯端末のキーを操作することにより、分子を回転させ任意の方向から分子を閲覧することも可能である。

携帯端末の記憶領域に記憶される、受信した化合物情報に含まれる化合物の三次元構造に関する情報を視覚化可能なプログラムの記述言語としては特に限定されず、Ｊａｖａ（登録商標）、ＢＲＥＷ（登録商標）、Ｃ言語、Ｐｙｔｈｏｎなどいかなる汎用のプログラム言語も用いることができる。

データ管理サーバが携帯端末へと送信する、受信した化合物ＩＤ又は化合物名称に対応する化合物情報であって、化合物の三次元構造に関する情報以外に含まれていてもよい情報としては、その化合物の効用及び物性情報や、その化合物を販売している会社名や会社へのリンク、当該会社の広告などが含まれていてもよい。販売会社への広告やリンクを含んでおくことによって、ユーザが簡単に所望の化合物を入手することが可能となる。
化合物情報が含んでいてもよい化合物の物性に関する情報としては、例えば、化合物の融点、沸点、ｌｏｇＰ、分子量、水素結合ドナー数、水素結合アクセプタ数、体内動態（ＡＤＭＥ）情報などが挙げられる。化合物の効用に関する情報としては、化合物が用いられうる用途（例えば、試薬としての用途など）や、また、化合物が薬理活性を有する場合には、その生理活性、作用機序、医薬用途、副作用情報などが挙げられる。
上記のような化合物の三次元構造に関する情報以外に含まれていてもよい情報は、化合物の三次元構造と同一の画面上でユーザに提示されてもよいし、別途の画面上で提示されてもよい。

本発明の方法における二次元コードは、紙媒体や電子的媒体など、二次元コードを掲載可能なものであればいずれの媒体に掲載されたものであってもよく、そのような媒体の例としては、紙又はオンライン文書に掲載された教科書、参考書、医薬品添付文書、試薬カタログなどが挙げられるが、汎用性の点から、紙媒体に掲載されたものが好ましい。二次元コードは、対応する化合物に関する説明文の近くに、好ましくはその直近に配置することが可能であるため、必要に応じ化合物の名称や説明文又は二次元構造と併記する態様で掲載することにより、これらの記載を参照しつつ、化合物の三次元構造を確認することが可能であり、ユーザは該二次元コードを携帯端末の読取装置で読み取り、データ管理サーバにアクセスするだけで、当該化合物の三次元構造情報を直ちに入手することができる。また、特に紙媒体が教科書である場合には、化合物の三次元構造の視覚的理解がより容易となるため、より高度な教育の提供が可能となる。

本発明においては、予め用意された二次元コードを利用するだけでなく、ユーザ自身が作成した、化合物の二次元又は三次元構造に関する情報を元に三次元構造に関する情報を得ることも可能である。
ユーザ自身が作成した化合物の二次元構造又は三次元構造に関する情報をユーザがユーザ管理サーバに送信（アップロード）して、ユーザ管理サーバがその情報をデータ管理サーバへと送信しデータ管理サーバに記憶させてもよい。これによりデータ管理サーバ提供者が提供する化合物情報のみならず、適宜ユーザが所望の化合物情報をデータ管理サーバに記憶させることが可能となる。ユーザがユーザ管理サーバに送信する情報の形式としては、例えば、二次元又は三次元のｍｏｌファイル形式が挙げられるが、ユーザ管理サーバがデータ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換可能なデータ形式である限り、どのような形式のデータであってもよい。また、二次元構造又は三次元構造に関する情報の送信元としては汎用のコンピュータが例として挙げられるが、携帯端末にｍｏｌファイル形式などの二次元構造又は三次元構造に関する情報を作成する機能が備わっていれば、携帯端末からユーザ管理サーバにユーザ自身が作成した化合物の二次元構造又は三次元構造に関する情報を送信（アップロード）してもよい。

図２を参照して、ユーザ自身が作成した化合物の二次元構造又は三次元構造に関する情報をユーザが最終的にデータ管理サーバへと登録する方法を説明する。
１）ユーザが作成した化合物の二次元構造又は三次元構造に関する情報をユーザ管理サーバに送信する（Ｓ１１）。
２）受信した情報が化合物の三次元構造に関する情報である場合、化合物の三次元構造に関する情報をデータ変換サーバへと送信し、後述のＳ１４のステップへと移る（Ｓ１２）。
３）受信した情報が化合物の三次元構造に関する情報でない場合、化合物の二次元構造に関する情報を、データ変換サーバへと送信し、データ変換サーバが、化合物の二次元構造に関する情報を三次元構造に関する情報へと変換する（Ｓ１３）。
４）データ変換サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換する（Ｓ１４）。
５）データ変換サーバが、変換された情報をデータ管理サーバへと送信する（Ｓ１５）。
ユーザ管理サーバ、データ変換サーバ、データ管理サーバは、それぞれのサーバの役割を任意の組み合わせで、１台のサーバが兼任してもよい。

さらに、データ管理サーバが属するネットワーク上に、コンピュータネットワーク（例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットなど）上に公開されている化合物の二次元構造に関する情報を検索するロボット型化学構造検索サーバを接続してもよい。ロボット型化学構造検索サーバを接続した場合のフローチャートを図３に示す。
１）ロボット型化学構造検索サーバが、コンピュータネットワーク上に公開されている化合物の二次元構造又は三次元構造に関する情報を自動で検索する（Ｓ２１）。
２）検索された情報が化合物の三次元構造に関する情報である場合、該データをデータ変換サーバへと送信し、後述のＳ２４のステップへと移る（Ｓ２２）。
３）検索された情報が化合物の二次元構造に関する情報である場合、該データをデータ変換サーバへと送信し、データ変換サーバが、受信した化合物の二次元構造に関する情報を化合物の三次元構造に関する情報へと変換する（Ｓ２３）。
４）データ変換サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ管理サーバで管理されるべきデータ形式へと変換する（Ｓ２４）。
５）データ変換サーバが、データ管理サーバで管理されるべきデータ形式に変換された情報をデータ管理サーバへと送信する（Ｓ２５）。
データ管理サーバが、データ変換サーバの機能も兼任していてもよい。
ロボット型化学構造検索サーバとは、一般にインターネットで使用されているロボット型検索サーバを化学構造検索に特化したものであり、コンピュータネットワーク（例えば、インターネット）上に公開されている二次元又は三次元の化学構造に関する情報（例えば、ｍｏｌファイル）を自動で検索して、その情報を蓄積するサーバである。

本発明において、データ管理サーバが保有する化合物の三次元構造に関する情報を記憶するデータベースは、データ管理サーバの保有者による手動更新、ユーザからの送信による新規登録、あるいは、ロボット型化学構造検索サーバが入手した二次元又は三次元構造に関わる情報の新規登録によって、常時更新することが可能である。

図４に本発明の方法で使用される代表的なネットワーク図を示す。
この図では、データ管理サーバ３、ユーザ管理サーバ４、データ変換サーバ５、ロボット型化学構造検索サーバ６がコンピュータネットワーク１に繋がれている。
そして、これらのサーバが接続したコンピュータネットワーク１に携帯端末７が無線ネットワーク２を介して接続する。無線ネットワークの伝送方式及び無線ネットワークと各サーバが属するコンピュータネットワークとの接続方式は特に限定されず、既存のものやその改良型のものを適宜使用することができる。
また、図４では本発明で使用されるサーバを機能別に全て別々に記載しているが、サーバの性能面から問題がなければ、いくつかの機能又は全ての機能を１つのサーバに行わせることも可能である。

従来にはなかった利便性と実用性を兼ね備えた立体化学の学習方法および表現手法が提供できる。

本発明の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態を示すネットワーク図である。

符号の説明

１ コンピュータネットワーク
２ 無線ネットワーク
３ データ管理サーバ
４ ユーザ管理サーバ
５ データ変換サーバ
６ ロボット型化学構造検索サーバ
７ 携帯端末

Claims (9)

1. ユーザが、二次元コードを介して化合物ＩＤ又は化合物名称を携帯端末に入力するステップ、
   携帯端末が、入力された化合物ＩＤ又は化合物名称を、無線ネットワークを介して、データ管理サーバに送信するステップ、
   データ管理サーバが、受信した化合物ＩＤ又は化合物名称に対応する化合物情報であって、化合物の三次元構造に関する情報を少なくとも含む化合物情報を、該携帯端末へと送信するステップ、及び
   携帯端末が、携帯端末の記憶領域に記憶されたプログラムであって、受信した化合物情報に含まれる化合物の三次元構造に関する情報を視覚化可能なプログラムを用いて、受信した化合物情報をユーザに提示するステップ
   を含む、無線ネットワークを介して化合物情報を携帯端末に供給する方法。
2. 受信した化合物情報をユーザに提示するステップにおいて、受信した三次元構造以外の化合物情報もユーザに提示される、請求項１に記載の方法。
3. 化合物情報が化合物の物性及び／又は効用に関する情報も含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 化合物情報が化合物を販売する会社に関する情報も含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. ユーザが、ユーザが作成した化合物の二次元構造又は三次元構造に関する情報をユーザ管理サーバに送信するステップ、
   １）受信した情報が化合物の二次元構造に関する情報である場合、ユーザ管理サーバが、化合物の二次元構造に関する情報をデータ変換サーバへと送信し、データ変換サーバが、化合物の二次元構造に関する情報を化合物の三次元構造に関する情報へと変換するか、又は、２）受信した情報が化合物の三次元構造に関する情報である場合、ユーザ管理サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ変換サーバへと送信するステップ、
   データ変換サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換するステップ、及び
   データ変換サーバが、データ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換された情報をデータ管理サーバへと送信するステップ
   をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. ロボット型化学構造検索サーバが、コンピュータネットワーク上に公開されている化合物の二次元構造又は三次元構造に関する情報を自動で検索するステップ、
   １）検索された情報が化合物の二次元構造に関する情報である場合、ロボット型化学構造検索サーバが、化合物の二次元構造に関する情報をデータ変換サーバへと送信し、データ変換サーバが、化合物の二次元構造に関する情報を化合物の三次元構造に関する情報へと変換するか、又は、２）検索された情報が化合物の三次元構造に関する情報である場合、ロボット型化学構造検索サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ変換サーバへと送信するステップ、
   データ変換サーバが、化合物の三次元構造に関する情報をデータ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換するステップ、及び
   データ変換サーバが、データ管理サーバに記憶され管理されるべきデータ形式に変換された情報をデータ管理サーバへと送信するステップ
   をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
7. データ管理サーバがデータ変換サーバの機能も兼任している、請求項５又は６に記載の方法。
8. 二次元コードが、紙媒体に印刷されており、かつ化合物に関する説明文の近くに配置されているものである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 二次元コードが、教科書、試薬カタログ、医薬品添付文書に掲載されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。

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