JP3451091B2 - 全血試料中に存在する分析対象成分の定量に用いる分析用キュベット、定量方法及び診断検査キット - Google Patents

全血試料中に存在する分析対象成分の定量に用いる分析用キュベット、定量方法及び診断検査キット

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特定のキュベット、並びに該キュベットを
用いる定量方法及び診断検査キットに関する。本発明に
よれば、全血試料において、分析の対象となる血液成分
が血漿画分に存在するにも関わらず、そのような全血試
料を遠心分離にかけずにそのまま定量的な診断検査に用
いることができる。本発明の定量方法では、キュベット
内で血液試料を特定の凝集試薬の存在下に攪拌すること
によって、該血液試料を血漿画分と細胞画分とに分離す
る。その結果、固体相を形成する細胞画分が定量を妨げ
るのを避けることができる。従って、物理的に血液細胞
を試料から除去することなく、免疫定量法、比色定量
法、又はストリップ・テスト(strip test)等の診断検
査に供するのに適した血漿画分を得ることが可能であ
る。
背景技術 血液細胞からの血漿成分の分離 血漿中の分析対象成分を定量することによる、様々な
診断目的の検定法が実施されている。これらの検定法に
おいては、血液細胞の存在が検定を実施するのにしばし
ば大きな妨げとなることから、測定を行なう前に、血液
細胞と血漿を分離することが必要である。ほとんどの検
定法において、血漿の分離は遠心分離によって行われ
る。遠心分離は一般的な方法とされているが、遠心分離
機と遠心管が必要であり、診断検査の費用がかさむとい
う欠点がある。さらに遠心分離は手間のかかる作業であ
る上に、遠心管の破損や、遠心中に発生するエーロゾル
による実験者の感染の恐れも生じる。
使用頻度は少ないが、濾過法も血漿を分離するのに用
いられている。しかしながら、濾過法が一回に扱うこと
の出来る容量は非常に少量であり、免疫クロマトグラフ
ィーのような特殊な分析方法にのみ有用である。
血漿を血液成分から分離する方法として、凝集作用を
用いる方法(DE 2038722,DE 1498577)、または凝集と
濾過を用いる方法(EP−183991 Al,EP−045476 Al,EP−
0194502 Bl)がすでに公知である。上記方法または装置
は、非常に限られた特殊な用途に用いることが意図され
ている。すなわち分析を行うために、まず血漿分離を行
ない、分離した血漿を物理的に分析用のほかの試験管ま
たはキュベットに移すか、或いはほかの膜層または装置
内に毛管現象によって移動させることを目的としてい
る。これらの方法の目的は本発明の目的とは異なる上、
凝集物質の製造方法及び使用方法も本発明に記載のもの
とは異なる。
文献によると、ジャガイモ(Solanum tuberosum)に
はSTA−レクチン(Solanum tuberosum agglutin−lecti
n)やその他の炭水化物結合性タンパク質が含まれる
が、現在のところ、これらの成分の完全な特徴づけには
至っていない(Kilpatrick,D.C.,Biochem.J.1980,191:2
73−275;Allen,A.K.及びNeuberger,A.,Biochem.J.1973,
135:307−314;Matsumoto,I.ら,J.Biol.Chem.1983,258:2
886−2891;及びMillar,D.J.ら,Biochem.J.1992,283:813
−821を参照)。また、他の植物より単離された炭水化
物結合性タンパク質、組換え技術及び遺伝子工学技術に
より製造されたそれらのタンパク質も用いることができ
る。ここで重要な点は、製造方法に関わらず、得られる
炭水化物結合性タンパク質は、全て、血液細胞と結合す
るが、血漿中の糖タンパク質とは結合しない点にある。
STA−レクチンは、ヒトを含む様々な動物種の、血液
細胞表面に存在する抗原と結合する。凝集作用は、多価
レクチンと、血液型抗原としての細胞表面炭水化物部分
との結合により起こる。STA−レクチンはN−アセチル
−D−グルコサミンオリゴマーに特異的に作用するが、
N−アセチル−D−グルコサミンモノマー、及びその他
の糖のモノマーやポリマーには弱い親和性しか示さな
い。
発明の概要 本発明は、分析用キュベット又は試験管、及び分析の
対象となる全血試料を、上記キュベット内で処理する方
法に関するものである。本発明の方法によれば、全血試
料の血漿画分に存在する分析対象成分の分析を、細胞画
分及び血小板の影響を受けずに行うことができる。本発
明の分析用キュベットは、また、少量の血液試料を採取
する際の一次保存管として用いることもできる。
本発明では、血液細胞を試薬により沈殿させるが、こ
の試薬はジャガイモより抽出した凝集素と、用途に応じ
て厳密に決定される濃度で他の成分とを含有するもので
ある。この、血液分離試薬(Blood Separating Reagen
t,BSR)を含有するBSR試薬を、分析用キュベットの内表
面、或いは分析用キュベット又は血液採取用試験管の内
部に固定されていないか又は固定されている多孔性膜に
被覆乾燥する。
血液試料と被覆面の接触によって血液が血漿画分と細
胞画分に分離するように、分析用キュベットの内表面の
被覆乾燥を行う。細胞画分は、キュベットの被覆表面の
作用と軽い攪拌により、固相を形成する。
更に本発明は、ジャガイモより抽出された凝集素を含
む試薬(好ましくはBSR試薬)を内表面に被覆乾燥して
成るキュベット又は試験管を含む、濁度測定や比濁分析
等の免疫定量法や比色定量法による、全血試料に存在す
る分析対象成分の定量に用いる診断検査キットを提供す
る。
図面の簡単な説明 図1は、8〜25%のゲル(Laemmli社)を用いて行な
ったSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAG
E)の結果を示す。試料:(1)STA−レクチン(Sigma
社,Lot.38F−3964)、(2)BSR(Lot.UA001)、(3)
HPLC(high performance laquid chromatography)フラ
クション1、(4)HPLCフラクション2、(5)HPLCフ
ラクション3、(6)HPLCフラクション4、(7)HPLC
フラクション5、(8)低分子量マーカー(LMW;Pharma
cia社)。
図2は、G3000SWxlカラムを用いたBSR試料(Lot.UA00
1)のHPLCの結果を示す。タンパク質の定量は280nmの波
長を用いて行なった。各フラクションの活性成分は凝集
試験によって測定した。
図3は、クイックリード3・アナライザー(Quikread
3 analyzer;Orion Diagnostica社)で使用することを
目的として製造したアクリル製分析用キュベットを示
す。図は、キュベットをウェル内に設置する際目安とな
る位置決め線(projection line)(1)とBSR試薬
(2)を内表面に被覆乾燥して成る、本発明を実施する
のに有用なキュベットを示す。
図4は、毛細管(1)、蓋(2)及び円盤状多孔性膜
(3)を有する、ガラス又はプラスチック(アクリル、
ポリスチレン、ポリプロピレンなど)製の、本発明を実
施するのに有用な分析用キュベットを示す。
図5は、クイックリード3・アナライザー(X軸)及
びコバス・ミラ(Cobas Mira;Roche Diagnostic System
社)を用いて得られた、C反応性タンパク質(C−reac
tive protein,CRP)の定量結果の相関関係を示すグラフ
である。
発明の詳細な説明 本発明によれば、血液細胞の影響を受けずに、全血中
に存在する分析対象成分の定量を非常に効果的に行う方
法が提供される。即ち、分析対象成分の定量は、全血を
用いて直接行うことが可能であり、従来の方法のよう
に、全血試料の前処理を行い、分析用の血漿/血清試料
を得てから定量を行う必要はない。
本発明で用いられる、血液細胞を沈殿する凝集試薬
は、ジャガイモより抽出した凝集素を含有することが望
ましい。ジャガイモより抽出した未精製の一次調製物
を、「血液分離試薬(BSR)」(Blood Separating Reag
ent)と称する。本発明の定量方法では、適用する検定
法に応じて、様々な純度のBSRを用いる。本発明におい
ては、後記するようにして上記一次調製物を適宜精製
し、適切な緩衝液で希釈して得られる最終精製物を、以
後、「BSR試薬」と称する。
本明細書では、BSR試薬を内表面に被覆乾燥してなる
分析用キュベット又は試験管を、「BSR試薬キュベッ
ト」又は「BSR試薬試験管」と称する。これらのキュベ
ット及び試験管は、これらを用いた分析方法と共に、少
量の血液を用いる際に特に有用である。最適な血液容量
は1μl〜100μlである。
本発明においては、血液採取用試験管又は分析用キュ
ベットの内表面、又は固定されていないかもしくは固定
されている円盤状多孔性膜への、凝集性を有するBSR試
薬の被覆乾燥は、厳密に規定された条件下で行われる。
被覆乾燥されたBSR試薬は、液体試料との接触により、
内表面又は膜から溶出する。乾燥したBSR試薬は非常に
安定した沈殿試薬であり、血液細胞を速やかに沈殿させ
る。BSR試薬は溶血を生じないという点で有利である。
本発明の方法における新規な効果は、遠心分離を行わ
ずに、分析用キュベット内で血液試料を細胞固相と血漿
液相の二相に分離することである。本発明の方法は、感
染の危険を生じるような、遠心中の遠心管の破損やエー
ロゾルの発生を防ぐことを可能にした。本願において開
示されている血液試料の相分離方法は、非常に簡単であ
り、特別な装置を用いることなく、全血試料を用いるこ
とが可能である。本発明の特徴は、血液細胞が固相を形
成し、分析の妨げとならないので、血液細胞の物理的な
分離の必要がない点にある。形成される細胞ペレット
は、分析を行う間、キュベット内表面に固定されず遊離
したままなので、形成された細胞ペレットの中心部分か
らペレット表面までの距離(即ち血漿成分の拡散距離)
は短い。このように拡散距離が短い(<0.1mm)ことか
ら、血漿成分の急速な拡散が可能である。本発明の方法
の顕著な効果の一つは、試料を扱う人が安全であること
にある。試料中の感染性成分は、定量を行った後、すべ
て分析用キュベット内に存在する。定量終了後、キュベ
ットは蓋で密封することができ、試料中に存在する感染
性成分を全て同時に、感染の危険を侵すことなく容易に
廃棄することが可能である。本発明の方法のもう一つの
顕著な効果は、従来の方法と比べ、指の先端から採取さ
れるような微量の血液試料を用いて、新たな分析対象成
分の定量を可能にした点である。本発明の方法では、分
離した血漿を血液試料の入ったのとは別のキュベット又
は試験管に移す必要がないので、分析用キュベットの機
能は簡略化されている。
本発明の目的は、凝集素による血液細胞凝集能をより
有効に利用し、全血試料中の分析対象成分を、血液細胞
の影響を被ることなく、容易に且つ速やかに分析を行う
ための方法及び診断検査キットを提供することにある。
以下、図面に参照して、本発明を詳しく説明する。実
施例3及び4のCRP検定は、本発明のキュベットを用い
ることのできる分析方法の例として記載している。
BSRの調製並びに特定 BSRはジャガイモから抽出する。ジャガイモに含まれ
る水溶性成分を得るために、ジャガイモをジュース状に
潰し、60%硫酸アンモニウムによって活性成分(BSR)
を濃縮する。得られた粗タンパク成分(BSR)を水に対
して透析し、凍結乾燥する。
得られたBSRは、トリス−塩酸(Tris−HCl)、トリス
−塩基(Tris−base)、塩化ナトリウム、アジ化ナトリ
ウム及びウシ血清アルブミン(Bovine Serum Albumin,B
SA)を特定の濃度で含有する緩衝液基質を用いて希釈
し、BSR試薬を得る。上記緩衝液基質構成成分は、BSR試
薬を適用する検定法や乾燥試薬(BSR)の量などにより
変える。BSR試薬は、分析用キュベットの内表面又は多
孔性膜に被覆乾燥させるが、固定はせず、液体試料を入
れれば溶け出すようにしておく。
BSRのタンパク質組成は、HPLCにより分析した。図1
は、8〜25%のゲル(Laemmli社)を用いて行なったSDS
−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)の結
果を示す。試料は、(1)STA−レクチン(Sigma社,Lo
t.38F−3964)、(2)BSR(Lot.UA001)、(3)HPLC
フラクション1、(4)HPLCフラクション2、(5)HP
LCフラクション3、(6)HPLCフラクション4、(7)
HPLCフラクション5、(8)低分子量マーカー(LMW;Ph
armacia社)である。図2は、G3000SWxlカラムを用いた
BSR試料(Lot.UA001)のHPLCの結果を示す。タンパク質
の定量は280nmの波長を用いて行なった。各フラクショ
ンの活性成分は、凝集試験によって測定した。
BSRの活性成分の分子量(180kd)は上記STA−レクチ
ン(Sigma社、L−4266、Lot.38F−3864)の主成分(16
0kd)よりも大きかった。SDS−PAGEにおけるSTA−レク
チンの移動度はこれとは異なり、分子量120kdに相当し
たが、BSRの活性成分の移動度から得られる分子量は180
kdだった。BSRのタンパク質成分の98%は、分子量15kd
及び32kdのタンパク質だった。
N,N',N''−トリアセチルキトトリオース(N,N',N''−
triacetylchitotriose)による、BSR試薬の競合阻害を
評価するために、350μgのBSR試薬を被覆乾燥したクイ
ックリード3・アナライザー用BSR試薬キュベットを用
いた。50μlのキトトリオースをキュベットに加えた後
に、20μlのEDTA含有血液を加えた。細胞凝集を肉眼で
観察した。その結果、BSR試薬はSTA−レクチンと同様の
反応性を示すことが判明した。
安定性 表2は、BSR試薬キュベットの様々な温度下における
安定性を示す。クイックリード3によるCRP定量に用い
る目的で製造した、BSR試薬キュベットの貯蔵寿命(she
lf life)を調べた。凝集作用を検定するために、20μ
lのEDTA含有血液をBSR試薬キュベットに加えた。その
結果、キュベットの内表面に被覆乾燥されたBSR試薬は
血液を凝集した。凝集後、緩衝液1mlを加え、吸光度を
クイックリードアナライザーによって測定した。
クイックリード3・アナライザー用のBSR試薬キュベッ
ト BSR試薬は、500mgの凍結乾燥BSR(Lot.UA001)を87.5
mlの蒸留水と12.5mlの緩衝液に溶解して調製した。得ら
れた試薬50μlを、クイックリード3・アナライザーに
用いられるアクリル製の丸底キュベットに加え、室温で
乾燥させた。
図3は、キュベットをウェル内に設置する際目安とな
る位置決め線(1)とBSR試薬(2)を内表面に被覆乾
燥してなるクイックリード3・アナライザー用キュベッ
トを示す。
円盤状多孔性膜を内部に有するクイックリード3・アナ
ライザー用BSR試薬キュベット キュベットの内表面に被覆乾燥する代わりに、キュベ
ットの底面上に配置した円盤状多孔性膜に、BSR試薬を
浸透乾燥させることもできる。クイックリード3・アナ
ライザーで使用する円盤状膜の面積は50mm2である。21m
g/mlのBSR(Lot.UA001)を含有する10μlのBSR試薬
を、多孔性膜又はフィルターを内部に有するキュベット
に浸透乾燥した。図4は、ヘパリン処理を施した一定容
量の毛細管(1)が、蓋(2)を貫通して接続されてい
る分析用キュベット又は試験管を示す。
キュベットを水平に保ち、毛細管に血液を導入する。
毛細管を血液で満たしたら、キュベットを垂直に起こ
す。円盤状多孔性膜(3)による毛管現象の結果、毛細
管は空になり、血液は多孔性膜に浸透する。血液細胞は
BSR試薬により、円盤状多孔性膜の内部で沈殿する。緩
衝液をキュベットに加えることにより、血漿を膜から洗
い流すことが可能である。
BSR試薬を用いた実施例 実施例1 異なるBSR試薬を用いた沈殿効果の評価 3種のBSR試薬を用い、血液細胞の沈殿を比較検討し
た。BSR試薬の応用例として、可溶性BSR試薬(応用例
1)、キュベットの内表面に被覆乾燥したBSR試薬(応
用例2)、並びに多孔性膜に浸透乾燥したBSR試薬(応
用例3)を使用した。各応用例には、最適濃度のBSR試
薬を用いた。沈殿の生じた血液試料を1000μlとなるま
で緩衝液で希釈し、520nmの波長における吸光度をクイ
ックリード3・アナライザーで測定し、沈殿効果の指標
とした。
表3から明らかなように、乾燥BSR試薬(応用例2)
及び膜BSR試薬(応用例3)を用いる場合は、それぞ
れ、可溶性BSR試薬(応用例1)を用いる場合に比べ、
より完全な細胞沈殿が得られる。また、乾燥BSR試薬
(応用例2)及び膜BSR試薬(応用例3)を用いる場合
の吸光度は、それぞれ、可溶性BSR試薬(応用例1)を
用いる場合の吸光度よりも5〜10倍低い。更に、乾燥BS
R試薬を用いる場合、吸光度の安定にかかる時間はより
速い(20秒以内)。一方、可溶性BSR試薬を用いて沈殿
を行う場合、安定した吸光度が得られるまでに数分かか
る可能性がある。
実施例2 BSR試薬による沈殿効果の組織学的研究 血液細胞をBSR試薬で沈殿させた後の血液試料(20μ
l)を1000μlの緩衝液で希釈し、上澄から試料を取っ
てクリスタル・バイオレットで染色し、ビュルケル・チ
ュルク計算板を用い、顕微鏡を用いて細胞数を計測し
た。この計測では、白血球と赤血球は、それぞれ同量の
試料を用いて別々に計測した。可溶性BSR試薬(応用例
1)は、乾燥BSR試薬(応用例2)及び膜BSR試薬(応用
例3)に較べて沈殿効率が悪かった。また、可溶性BSR
試薬を用いた場合、上澄に残存する白血球数の赤血球数
に対する相対比は、沈殿を生じる前の血液中の白血球数
の赤血球数に対する相対比の200倍だった。乾燥BSR試薬
(応用例2)は白血球をすべて沈殿したが、赤血球の一
部は上澄みに検出された。最も高い沈殿効果を示したの
は、血液細胞をすべて沈殿した膜BSR試薬(応用例3)
だった。更に、この沈殿方法では、ボルテックスによる
攪拌の必要がなかった。
実施例3 クイックリード3・アナライザーによる全血試料中のCR
Pの定量 材料:BSR試薬キュベット 抗CRPラテックス QR−CRP反応緩衝液(Orion Diagnostica社) 測定方法: EDTA/ヘパリン含有血液20μlを丸底BSR試薬キュベッ
トに加えた。ボルテックスを用いて攪拌するか又はキュ
ベットを回転させ、細胞を沈殿させた。沈殿形成後、10
00μlの反応緩衝液をキュベットに加えた。穏やかに攪
拌後、上記キュベットを40℃のインキュベート用ウェル
にて3分間インキュベートした。バックグラウンドを測
定後、50μlの抗CRPラテックスをキュベットに加え、
ボルテックスで攪拌し、更に3分間インキュベートし
て、比濁終点を測定した。
図5は、クイックリード3・アナライザー(X軸)を
用いて得られたCRPの定量結果と、コバス・ミラ(Cobas
Mira)(Y軸)を用いて得られたCRPの定量結果との相
関関係を示す。クイックリード3・アナライザーを用い
た測定には、全血試料とBSR試薬試験管を用いた。コバ
ス・ミラを用いた定量には、上記全血試料を得たのと同
じ患者より得た血漿試料を用い、Orion Diagnostica社
の免疫比濁法(immunoturbidimetric method;IT法)に
より定量を行った。
実施例4 ターボックス・アナライザーを用いた全血試料中のCRP
の定量 材料:BSR試薬キュベット CRP抗血清溶液(Orion Diagnostica社) CRP・ターボックス・キャリブレーター(CRP Turb
ox calibrator;Orion Diagnostica社) ターボックス・CRP・反応緩衝液(Orion Diagnost
ica社) 測定方法: EDTA/ヘパリン含有血液50μlを、CRP・ターボックス
・キャリブレーター(ターボックス・アナライザー)で
測定可能なBSR試薬キュベット2本にそれぞれ加えた。
ボルテックスを用いて攪拌するか又はキュベットを回転
させて、細胞を沈殿させた。沈殿形成後、500μlの反
応緩衝液を一方のキュベットに加え、試料のバックグラ
ウンドを測定した。同量(500μl)の抗血清溶液をも
う一方のキュベットに加えた。室温にて30分放置後、2
本のキュベットのCRP濃度を、ターボックス・アナライ
ザーで定量した。ターボックス・アナライザーは、磁気
カードに記録された標準曲線に基き、CRP濃度を算出す
る。
表5は、全血試料(50μl)とBSR試薬キュベット、
及び同一患者から得られた血漿試料(30μl)とターボ
ックス・アナライザー用キュベットを用いて得られた、
ターボックス・アナライザーによるCRPの定量結果を示
す。沈殿を生じた全血試料と、血漿試料の光散乱単位値
(Blank−Light Scattering Unit,BL−LSU)のオーダー
は同じだった。全血試料(50μl)中の平均血漿容積は
30μlだった。全血試料と血漿試料より得られたCRPの
定量結果を比較したところ、よく相関していた。

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】全血試料の血漿画分に存在する分析対象成
    分の定量に有用な分析用キュベットまたは試験管であっ
    て、ジャガイモより抽出された凝集素を含む試薬を内表
    面に被覆乾燥してなるか、或いは上記試薬を被覆乾燥さ
    せた円盤状多孔性膜を内部に有してなることを特徴とす
    る分析用キュベットまたは試験管。
  2. 【請求項2】該円盤状多孔性膜が上記キュベットまたは
    試験管の内部に固定されていないかもしくは固定されて
    いることを特徴とする請求項1に記載の分析用キュベッ
    トまたは試験管。
  3. 【請求項3】更に、ヘパリン処理を施した毛細管を有
    し、該毛細管を通して血液試料を該キュベットまたは試
    験管に導入するように構成されていることを特徴とする
    請求項1に記載の分析用キュベットまたは試験管。
  4. 【請求項4】約1μl〜約100μlの少量の血液試料の
    分析に適した寸法を有していることを特徴とする請求項
    1に記載の分析用キュベットまたは試験管。
  5. 【請求項5】ジャガイモより抽出された該凝集素が熱安
    定性を有する凝集素であることを特徴とする請求項1に
    記載の分析用キュベットまたは試験管。
  6. 【請求項6】ジャガイモより抽出された該凝集素が、N
    −アセチル−D−グルコサミンオリゴマーに特異的であ
    って、赤血球、白血球、及び血小板を凝集させる凝集素
    であることを特徴とする請求項1に記載の分析用キュベ
    ットまたは試験管。
  7. 【請求項7】該凝集素が、ジャガイモより抽出された未
    精製の凝集素(BSR)、精製されたSTA−レクチン、また
    は細胞を凝集させるが分析対象成分となる血漿成分には
    結合しないその他のレクチンであることを特徴とする請
    求項1に記載の分析用キュベットまたは試験管。
  8. 【請求項8】該凝集素として、凝集素を含有する精製さ
    れたBSR(BSR試薬)を用いることを特徴とする請求項1
    に記載の分析用キュベットまたは試験管。
  9. 【請求項9】全血試料の血漿画分に存在する分析対象成
    分の定量方法であって、請求項1〜8のいずれかに記載
    の分析用キュベットまたは試験管に全血試料を加えて血
    液細胞を凝集せしめ、そして、凝集した血液細胞の存在
    下に分析対象成分の定量を行うことを特徴とする定量方
    法。
  10. 【請求項10】全血試料が抗凝血物質を含有しているこ
    とを特徴とする請求項9に記載の定量方法。
  11. 【請求項11】上記抗凝血物質がEDTA又はヘパリンであ
    ることを特徴とする請求項10に記載の定量方法。
  12. 【請求項12】該血漿画分を診断目的の検定法に用いる
    ことを特徴とする請求項9に記載の定量方法。
  13. 【請求項13】該診断目的の検定法が、免疫定量法、比
    色定量法及びストリップ・テストの中から選ばれること
    を特徴とする請求項12に記載の定量方法。
  14. 【請求項14】全血試料の血漿画分に存在する分析対象
    成分の定量に用いる診断検査キットであって、ジャガイ
    モより抽出された凝集素を含む試薬を内表面に被覆乾燥
    されてなる分析用キュベット又は試験管、或いは該試薬
    を被覆乾燥させた円盤状多孔性膜を内部に有してなる分
    析用キュベットまたは試験管の少なくとも1つを包装し
    て含む診断検査キット。
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