JPS59146599A - バクテリアの存在を調べる方法及び装置 - Google Patents

バクテリアの存在を調べる方法及び装置

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JPS59146599A
JPS59146599A JP59018159A JP1815984A JPS59146599A JP S59146599 A JPS59146599 A JP S59146599A JP 59018159 A JP59018159 A JP 59018159A JP 1815984 A JP1815984 A JP 1815984A JP S59146599 A JPS59146599 A JP S59146599A
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bottle
bacteria
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    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 病院の微生物学研究所に於ては、患者の体液、特に血液
中にバクテリアか存在することを調べることが通常行な
われている。ブロス(broth)を入れたビン(所謂
「血液培養ビン」)を用し)ることが昔から行なわれて
εす、と利用のコ゛ム栓を通して少:il・の血液を注
入し、史にこのヒ゛ンを37″Cで保rliA L/、
バクテリアの培養を調べるため(こ毎日、培養孜中の故
かな濁りを観察するのである。該方法に於ては、微生’
l’/Jによっては最低3日力)ら20日の日数を要す
る一方、その結果は大部分の試料か陰性となるため、非
常に報われな(入力法である。
培養が始まった試料の入ったビンを出来るだけ早く発見
して少tikのブロスを取り出し、従来の方法によって
’:;1 /、IE、@の存在を確認するのである。陽
性の試料か入ったビンをより早く選択して取り出すこと
かてき些ば、大きな前進となるであろう。
この必要性に応えるべく、バクテリアの培養をkだべる
仕事を機械化やオートメーション化する試みが行なわれ
ている。バクテリアの培α中に生じる種々の切理的パラ
メータの変化をモニターすることにより、バクテリアの
培養を調べる装置i5iは小側され人手することかでき
る。これらパラメータの)5施例として棉電率とインピ
ーダンスの変化が・iげられる。
他に、マイクロスケール上の代謝産物をiil・j定す
るZ Fmかあり、表示されたグルコースとアミノ・便
から分離し1こ Cの量を測定する。これら様(洋1]
、−変化を調べるに:工信号を増幅するための(u +
、r。
fj電子装置コ、を必要とする。必要とする設も1°I
Iは高:;IHであるし、所6i1「ブランクボックス
」を徴生゛面学に取り入れることは必すしも良いことで
はないと一般;こは考えられている。
本発明はバクテリアの培養によって生じる圧力の変化を
検出することを原理とするものである。
従って本発明に於てはバクテリアの培養によって圧力が
変化する培養基を調製することか必要となる。望ましい
実施例に於て、本発明はどんなα子装置も必要とするこ
とな(、圧力の変化を視覚で認識することのできるm〕
単な注射器装置を提供するものである。
本発明は試料中のバクテリアの培養を調べる方法を提供
するものであって、田封された容器の中にバクテリアの
存在しない培養基を入れ、その培に基の中に試料を装入
し、試料中のバクテリアが培養したことを表わした容器
内の圧力変化を観察するものである。
本発明は史に、バクテリアの存在を調べる装置;″−提
1ノ(するものであって、該装置はバクテリアの1、・
” ” ’H’ J7’(養〕Ikを容れたg閉容器、
試料を容器に装入するための手段、及び容器内の圧力変
化を検出するだめの手段とから構成されている。
本発明の方法と装置は次の如く種々の適用か可71亡で
ある。
1a)  上記の通り、試料中にバクテリアが存在する
ことを調べること。試料として血液又はりに等の他の体
液を用いることができる。その他、牛乳や他の飲料も試
料に用いることかできる。圧力変化によって試料中にバ
クテリアが存在することを知ることかできる。
(b)  B’j生物が抗菌剤(antimicrob
ial agent )に対して敏感1こ反応する71
1)否かを決めること。この場合、微生物及び抗1衣?
l’lJを両方共密illされた容器の中に入れ、圧力
変化によって微生窃か反応しないことを知ることかでき
る。
(C)試料中に抗菌剤が存在することを調べること。
この場合、圧力変化によって抗i&4剤か存在しないこ
とを知ることかできる。
(d)  存在する微生窃又は抗菌剤か何であるかをu
ili認すること。
以下の記載は主として1γJ記ta+を対ゑとしている
密閉容器の種類又は性質は重要fSことでない。
容器は便宜上、計等で突き通ずこと力11丁能て目一つ
オートクレーブ処理がI+J能1j≦閉只て甜閉された
プラスチック若しくはガラス製のビン又は蘂ひんを用い
ている。容器のブイズは、試料を入れた後その内部のい
7:1)1jる圧力の変化(バクテリアの培をの結果に
よる)をも容易に検出することのできるように」−j$
ボスペース十分小さなものとしている。
培庁は好気性又は嫌気性のどちらの条件でも行うことが
できる。微生窃か存在することを確実に検出するためl
こ、同一の試料を両方の条件で培養する必要性かしばし
ば生じる。
もしバクテリアの培養がガスを発生せず或はガスを吸収
せずに行なわれるのであれば、圧力変化は生しr、fい
であろうし、本発明の方法及び装置を用いることはでき
ない。
従って、バクテリアの培養には必す圧力変化を1′:′
−うという1」;J提のもとにバクテリアの培6:Mを
調裏する。バクテリアのJ8養は、酸化作用によるより
はむしろ発酵作用によって行なわれ、ガスが発生して圧
力増加するのか望ましい。
全てのバクテリアに対してこれらのh(、Qを満足させ
る・1’f; a )ikを調製することは多分可能で
はないか、一般的に遭遇する病原体バクテリアの全てに
対して培近基を調製することは出来る。必要に応じ、試
料中に存在すると考えられる異なったt!ri類のバク
テリアを検出するために、異なる培養話を調製すること
もできる。
下記の原理を用いること(こより、バクテリアが存在す
ると2472iiケ+tiJの)1゛て往によってI:
iL液サンプルからバクテリアか分スWされて圧力増ノ
1」すせることのできる;t゛τ養ノ占を1.!1°1
j ツlすることかてさる。
バクテリアは好気性生別、嫌気性生物又は寄生の嫌気性
生物いずれでもL:J L )。4婬丞は通常の八木構
成要素(ペプチド、アミノ!没、仄水1’L ’l’>
J +  b的な培づε要素)(こ加え、次のものを含
んでいる。
+aJ  ピルビン7ナトリウム(Sodiu+n p
yr=+vaLe )。
これはエネルギー源となり、カタラーセ反応;、=関わ
りどんな超酸化吻をも分解する。
tbl  メナジオンと琥珀酸ナトリウム。これらはバ
クテロイデス(幾気性感グ5に15いて重要な病原体)
の培養に重要であって特定の微生窃の培養を速やかに行
なわしめるための代−AI L吻の実施例である。
(C1硝酸カリウム。これを用いることによって嫌気性
条件の微生物は窒素その他関連ガスを発生し、全体の圧
力は正圧になる。これはプソイドモナス菌について特に
1■を要である。プソイドモナス宋は好気性条件におい
てよく培養されるが上部スペースv1俊素を沃い果たし
てしりつと負j王に、−ってしまう。
1、(1:  ゼラチン。これは(九f+ii体(an
t i−complementaryagcllts)
のどんfi IIJ性効果も消す役割を果たす。
□、(゛)  チオグリコール酸ナトリウム(5odi
umthioglycollate )及びジ−チオト
レイトール(di−thiotl+reitol )。
これらは溶液の酸化還元1L・(L (]<P /こレ
ベル(!1ijj且好気性生吻の培養にとって1(り1
j市1ll)(’Q還元状!ざを供給する)に下ける。
if)  屯次設ナトリウム。これは培養基内の培養刺
激剤として二重化炭素を供給する。全ての目的にかfJ
う実施例として次のものを処方することがでさる(単位
は7/l)。
リン酸塩緩衝剤    0.288 大豆トリプトン液   10.0 ペプトンゼラチン  100 イーストIM′4抽出吻   50 肉抽出物     50 グルコース     1.0 塩化ナトリウム   80 L−アルギニン   10 ピルビン酸ナトリウム      10メナンオン  
   0.005 ゼラチン    10 チオグリコーノ暖ナトリウム   05JM酸ンステイ
7  04 重炭酸ナトリウム  04 塩化アンモニウム   o、oos ジ−チオトレイトール   0.2 硫酸アデニン   0.01 琥工白酸ナトリウム   0.01 ii!’l を便カリウム   20 (−浦掟マグ不ンウム   0.00Bスルホン故ポリ
アイ、トールナトリウム 0,3(SOditrn p
olyanethol  5ulphonate)pH
7,0 理論とはどんな種類の圧力インジケータ装置を用いても
、バクテリアの培養によって生じる容器内の圧力増加を
検出することかできる。例えば、ビンの密閉具に皮下注
射用針を突き刺し、該針に連繋した圧カドランスデュー
サを用いて圧力変化を電子的に測定することができる。
或は又、皮下注射用針に対してコイル状に平たく巻いた
一r:rを用い、視覚を通じて圧力変化を検知すること
もでさる。この場合、圧力が増加すると巻いた伐−か解
けるようになっている。
もう1つの圧力インジケータ装置として、ビンの1ぞi
:fi見に皮下注射用針を欠き刺し、該針齋こ連繋した
注射2:;が7%けられる。圧力か増加するとピストン
か作動し/リンダーを持ち上けるのである。
シリング−か+4iち−ヒけられると、ピストン下方の
7リングー内の容積には容器からのガスで充満すること
になる。然し乍ら、望ましい実施例に於て皮下dミ射用
針は容器内の液体の表面下まで伸び−でおり、圧力が増
加すると液体は押し上げられてシリンダー内に入るため
、分析用に必要な試料を注射″/:;の中に自動的に供
給することかできる。この場合、/リングー内を化1動
するピストンに代えてU射器内の液体上部にフロートを
配Viii L、1亥フロートをインジケータとして用
いることもでさる。
以下、図面1こ示す天泥例に八ついて72発1j>Jを
只G;:的1こ説明する。
第1図1こ於て、ガラスビンJO: ::計等を又き刺
すことか一1能で且つオートクレーブ処理かr+1能’
1fn1(′j只(12:によってδ、2閉され、5 
Q rr、l 5:)バクテリア培6 )Aか入れられ
ており、この措j /:!、の中に;まバクテリアを含
んでいると考えられる)jどλのサノブルか入れられて
いる。皮下庄−j;i4 f;: ノ!Jノグー16、
ピストン418)及び皮下注射針A、から11′1′、
l戊すztている。
/リングー:こはバクテリアの7ノルターか取すイ・[
けられた側に小さな排気−122・(t、;7!示せす
)か設ニブられている。ピストンはむ・120を介して
マーカ一式・と繋かっCおり、辰マーカー(″!ピスト
ンか不啼太用状!古にあるときはljt’: l−1:
:が:部’28: lこ修:まる。マーカーは視覚にて
容易に認系てきるように赤色に6色されている。フサに
応して、位置決y)装置(図示せず)を栓(1zの]二
に配jifi シ、皮下江射器を確実にビン110! 
、J二部の中心部に配置することもできる。皮下仕割針
20)は活閉具i12+を点適してビ刈1qの中へ挿入
され、その先号1.1は液体議の表置Fとプjるよう1
こしている。バクテリアの培6かビンの中で行1jわれ
ると 、J二m空間−にノJ5・・てガスか冗ltシ、
このガス1こよって液体は針の上へ持ち上けられ、皮下
注射%1↓の、311の力へ送られる。次竜こ、ピスト
ン1」秒か持ち」−けられてマーカー−6、・かンリン
ダー:、161の上部から呂6つ、ら、マーカーを視覚
で認識することかでさる。
ヒンノ)中て発生ずるガスか多すきる場合は、排気bl
 ?2,2 rr7己・:1基jしであるル)ら、ピス
トンか7リンダーよSノ7モひj!するのを;ツノくこ
とかてきる。グ]、気機構ニーt、ヅと4−i、する1
・IL発性品・]芹吻か蓄積することによって/1.シ
るとん/L jノ牲の影響をも防ぐことにもなる。
1視示5れγニビンは、多数の他のビンと一緒に培促か
行ζわれている。B常の検五に於いては、研究所所員は
マーカー31を観察するたけでそのビンにバクテリアか
存在することを知ることかできゐ。
次に注射器を取り出し、既に採取された試料(2)を分
析(こ供することができる。
試料(31)は注射器の中で1週間又はある場合にはそ
れ以上長く生きているが、ビンの検で「は少なくとも毎
日性なうことか望ましく、試料は分析を行なうために出
来るだけ早く取り出すことか申ましい0 第2a図及び第2b図に示す装置は、圧力か増加してビ
ンから強制的【こ送り出された液体・j)を保持するた
めの密閉容器以外は第1図(こ示した装置と同様である
。すなわち、ピストンがシリング−内をf;り動するの
ではなく、上部か開口した容器内に屈曲自在なダイアフ
ラムか配X+riiされている。第2a図及び第2b図
の装置はバクテリアの居ない培養基の損失をできるだけ
避けることかできる利点かある。両園)こ於いて同し部
品には同じ符号か伺されている。
第2a図及び第2b図に於て、ガラスビン・、10)は
針を突き!ilすことが1iJ能でオートクレーブ処理
がi+J能な密閉4,4.47.によって密封され、ビ
ンの中には50rrllのバクテリア培養基t141が
入れられており、この培養基の中にはバクテリアか含ま
れていると思われる血液のサンプルか入れられている。
圧力インジケータ装置は容器部をvlollえており、
該容器は上J11,1と下’!:hiが開口し、水平方
向に伸ひる屈曲自在なダイアフラムによって2つに分割
されている。
屈曲性のダイヤフラム困の」二には軸+241を支持す
るディスク140)か載仕られ、軸−4)の上端部(よ
容器部の上部に設けられた開1」部、141に緩く嵌ま
っている。
軸・2・pには一方向ロツク(46)が設けられており
、該ロックによって軸は開L1部144)から容易に上
方へ通過することかできるか、−4j−開1」部を通っ
てしまうと(出発的にIJI IJ部から下方へ落ちる
ことのないようにしている。軸はの上端部は容易に視覚
で認識できるように赤色に着色している。容器伽)の下
端部(こは皮下注射用針課)を配91hシている。
Xi′J2a図に示されているように、皮下注射用針N
20)は密閉具+]21を貫通し、針の先端はビン中の
液体の表向(4))より下方にくるまでビン(10)の
中に挿入している。ディスク(40)は軸の最下端部近
傍に設けられ、4:J、21.)か1jij J ’+
u 44iからあまり突出しないようにして′、)る。
”fs 2 b図iこ示されているように、バクテリア
の培谷:マビンの・やで行tjわれ、」二3空lUj 
・3Zにガスが発生−1こ21.:こよって液体、34
)が計の上へ持ち上げられて4谷!・の下部に送り込ま
れる。次にこのガスによってダイアフラムtitか■げ
られディスク110)を持ち上げるため、!・j+ 1
24!のE lij部はIJtl 1」部、4・1・か
ら視見によっでi、Sめることかでごろ。
100図に示されているように、圧力インジケータ2置
をビンπλら取り外し、z、、t 、21・の上シ、−
1:゛鄭:こJ圧力をj::4えることによって戒1不
謳1:;ワ下lf射t+ 1Fノ01を通ってI!1.
4秒の中へ入れられ、乞;るJU(、50tこ1尺する
ことかできる。軸外には手で、1−π力を加えることに
よって一方向ロツク(16)の向きを変える。
第3図に於て、ガラスビン印)は)1を突き刺すことか
可能で且つオートクレーブ処理か可能fj、ぞ閉貝)1
2によって゛ど封されており、ボ:チ°ローL j、2
)1ま適所にて部付:ナリング・54)で支持さ2tて
いる。ビンの内容:1トは59CCであって、培タブロ
ス38−と血液5−の混合物を含りj゛シてし)る。そ
の池の試料を調べることかできるのは勿:命である。
圧力変化を検知する手段は、一般的には円筒状の容器W
を備えており、1咳容器は軸方向の小さな孔のを除いて
その上;1f: 部は閉じており、その下端B Sは・
前方向の、!l!結呉f坊と皮下注射針(口を除いて閉
じている。谷/n’i :/i)の上端部の外側にはイ
、ジ反が設けられ、該ネジにはキャップ16G)か取り
付けられている。このキャップは孔・王の上方に載置し
た疎水性の故生吻、(」フィルターのを91【1え軸方
向の小さな徘完・」l7cTf−設けている。
容器;の下−、’L1: :M≦には円【二J状のスカ
ート部(72Iを留1えて二tす1.該スカート部の一
+hi部(こは内向きにリブ(741を形成している。
図示する如く、皮下注射針(口は1ぞ閉具5Zを貴通し
、リブ・、7りは締付はリングQの下方てイriIW 
”I能に支持され、容器部)はビン6011こ固定され
る。
84 U’;!はプラスチック利料から形成されており
、ラインqωより上部は透明又は半透明とし、ラインC
16)より上部は不透明としている。
容器1.56)の容量は20 tnlである。針(口の
長さは約12〜15rnlの液体が針を通ってビン15
a)から容器缶へ入った後は針の下端部がビンの液面よ
り上になる長さに設定される。その後はガスのみが容器
郁)に流れ込む。これは液体が容器の中に入り過ぎ、あ
ふれ出る危険性を防ぐものである。
血液培養装置として使用する場合は、栄養ブロスの入っ
たビンのを思考のところへ運ひ、5mlの血液を入れる
。これには2通りの方法かありどちらを選んでもよい。
1つの方法は微生物か存在しないエヤーベント付の針を
、もう1本の血液針を装入する前に密閉具■から挿入す
るのである。
もう1つの方法は、ビンの内部を減圧状態にコントロー
ル維持し、ビンの内部を20rnlの血液の入っている
注射器に繋いだ時、−)!:際には患者の血管と直接繋
がった吋に、5 nJの血液が採取され、ビンの内部は
大気圧状態におかれる。
ビンは研究所へ運び、ぎ閉具152)を殺菌剤で消毒し
針(色を挿入する。次に装置を好ましくは撹拌しながら
37℃にて培養するのである。この温度上昇によって+
1)期膨張が行なわれ、少量の液体が針t[iZを通っ
て容器缶へと送られるのであるが、この液体はライン命
より下方であって、容器の不透明部分で隠れている♂そ
の後、装置は定期的な検査に供される。容器15G)の
液面がライン(刑より上がり試料中にバクテリアが存在
することを示すと、キャップωを取り外し、穴■を通し
てループ又は消甫済みの綿棒によって液体を採取する。
試料は顕徴税試験、直IJF’抗生吻質感知試験に供し
たり、二次培養することができる。
次に本発明の天鳳例を示す。
実、・)i 例 1 一連のビンを準備し、各々には前述の記載の如く調製し
たバクテリアの培養拭50.Jを入れ、針を突き刺すこ
とのできる密・閉呉で密封し、滅菌処理した。夫々のビ
ンには異なるバクテリアを含んだ試料を入れ、密閉具に
突き刺した皮下注射針に収り付けられた圧カドランスデ
ューサを用い、各ビンの、圧力を測定した。
ビンは次に18時1田培養し、圧力を再び測定、した。
イぴられた結果は次のと39である。
(任意単位) (任意単位) (Nc+5ser+a mer++ng+tidis)
(任意単位)  (任意単位) J、:す巳ヅ」2 −j士のビンを躯υ:+j L、各々には+’z71述
の記載に従って、Jl’l’、 ’A’Jしたバクテリ
アの培養基45.ntを入れ、針を突き*1]すことの
できる密閉具で完封し、次に滅菌した。人々のビンには
異なる微生物を微:辻含有した血液サンプル5−を入れ
る。比較するための標al、I−ビンを併せて専、備し
、打準ビンの中(こは微生物か存在しない血〜液を同量
だけ入れる。
\ゝ、 第1図に示す如く、排気孔のの上に棒tlalを備えた
圧力インジケータ装置を、密〜1呉の中に突き刺し、各
々のビンの中へ(1[1人するのである。次にビンを培
養器の中に入れ、一定時間(30分間)おいて平衡させ
た後、装置の基部に同けて棒的を押圧し圧力装置を密封
した。所定の時間出1 :・:Aにて容器を観察し、石
仏したプランジャーか飛び出ずことを視覚にて観察した
試験結果は次のとおりである。
A  標σl(試料(ffn液のみ)   5日間、認
きワられすB  大1]シ1菌           
13.Rj間
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る装置の断面図である。 ′1S23図、第2blズ及び第2C図は他の実施例の
・装置の断面図である。第3図は史に他の実施例の装置
の断面図である。 11(1・・・ガラスビン   (12)・・・密閉具
(挿・・・バクテリア−培養基 化・・・シリンダー   +I81・・・ピストン:2
0)・・・皮ドt]−射針 出4ゾJ人 オクソイド リミテッド Flo、2a     Flo、2b ’4B Fto、2c

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 密閉容器の甲に入れた滅゛菌したバクテリア増& 
    t=の中に試料を装入し、試料中でバクテリアが培養し
    たことを表わす容器内の圧力な化を観察することから構
    成されることを持家とするバクテリアの4在を調べる方
    法。 ■ バクテリアの培5 i’5はペプチド、アミノ酸。 炭水化物及び一般的を培d要素を含有°するとともに、
    史(こ (1)  追加の工坏ルギー訝として供され、カタラー
    ゼ反応に寄与して一切の一故化物を分解するピルビン、
    吸ナトリウム、 fb)  バタテロイデス属を培養するためのメナジオ
    ンと琥珀殴ナトリウム、 (C)  m生吻に消費され、嫌気性条件にてり素を発
    生させるための硝酸カリウム、 (d)  抗袖体のもたらす一切の毒性効果を消すだめ
    のゼラチン、 (e)  溶液中の酸化還元°題位Ehを低いレベルに
    還元するためのチオグリコール酸ナトリウムとジチオト
    レイI・−ル、 (f)  二酸化炭素を供給するための重炭酸ナトリウ
    ム、 のうち少なくとも1種を含有している特許請求の範囲力
    1項に記載の方法。 ■ 密閉容器は、針を貫通させることのできる密閉エー
    ジと、該心閉具を貫通した皮下注射針を備えるビンであ
    って、皮下注射針の中を液体か通過することによって圧
    力変化を1Ijl!察することかできる竹!F請求の軸
    間S1項又は第2項に記載の方法。 ■ 圧力増加によって液体の一部が針の中に押し込まれ
    ビンの中から出ていった彼、その液体は収り出されて次
    なる分析に供される特許請求の範囲第3項に記載の方法
    。 ■ 滅菌したバクテリア培養基を含有している密閉容器
    と、試料を容器の中に装入するための手段と、容器内の
    圧力変化を検出するための手段とから構成されることを
    特徴とするバクテリアの存在を調べる装置。 ■ 容器は、針を貫通させることのできる密閉具で密封
    されたビンである特許請求の範囲第5項に記載の装置。 ■ 皮下注射針は密閉具を貫通しており、第2の容器が
    皮下注射針の出口と繋かつている特許請求の範囲第6項
    に記載の装rlft 。 ■ 圧力変化を検出する月二段は、液体かビンから′S
    2の容器の中へ進入することを観察するための手段を備
    えている特許請求の範囲第7項に記載の装置。 ■ 第2の容器は、ビンの中の圧力変化に応答して移動
    することのできるピストンを備えている特許請求の範囲
    第7 、iJ″j又はイS8.IJ′Jに記載の装置。 [相] 第2の8器は透明又は半透明の財貨から形成さ
    れ、一端部には皮下注射針か繋かり、池喘部に設けられ
    た開口部は疎水性の微生物フィルターを配t+iii 
    シたキャップで通常は田封されており、皮下注射針はビ
    ンの密閉具を貫通し、その開口<1.1部は液面より下
    方の位置まで挿入されて0る特許;1ツ求の範囲第8項
    番こ記載の装置。
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