KR20120080056A - 디스크 및 이를 이용한 검사장치의 보정방법 - Google Patents

디스크 및 이를 이용한 검사장치의 보정방법 Download PDF

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Abstract

검사장치의 측정수단을 보정할 수 있는 보정디스크 및 이를 이용한 검사장치의 보정방법을 제공한다. 보정디스크는 생체물질 검사장치를 보정하기 위한 디스크로서, 생체물질 검사장치의 측정수단을 보정하는 보정수단을 포함한다.

Description

디스크 및 이를 이용한 검사장치의 보정방법{Disc and calibration method of test device using the same}
디스크 및 이를 이용한 검사장치의 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사장치의 측정수단을 보정할 수 있는 보정용 디스크 및 이를 이용한 검사장치의 보정방법에 관한 것이다.
생체물질을 검사하는 검사장치는 검사의 대상이 되는 생체물질의 농도를 검출하기 위한 측정수단을 포함한다. 같은 종류, 같은 농도의 생체물질의 검사가 이루어질 때 그 결과는 동일하게 나와야 한다. 그러나 검사장치의 차이, 측정수단을 구성하는 부품의 차이 또는 검사환경의 차이에 따라 동일하게 나와야 할 결과에 수용 가능한 범위의 오차를 넘어서는 차이가 발생할 수 있고, 이와 같은 문제는 검사결과의 신뢰성을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다.
따라서 검사결과의 신뢰성을 확보하기 위해, 측정수단의 측정결과를 보정할 수 있는 기준이 요구된다.
본 발명의 일 측면은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 검사장치 측정수단을 보정할 수 있는 보정용 디스크 및 이를 이용한 검사장치의 보정방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의한 디스크는 생체물질 검사장치를 보정하기 위한 디스크로서, 상기 생체물질 검사장치의 측정수단을 보정하는 보정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보정수단은 상기 생체물질 검사장치 내에 마련된 형광분석수단을 보정할 수 있다.
상기 보정수단은, 복수의 보정시료 및 상기 복수의 보정시료를 수용하기 위한 복수의 챔버를 포함할 수 있다.
상기 복수의 챔버는 다른 부피의 공간을 가질 수 있다.
상기 복수의 챔버는 동심원 상에 형성될 수 있다.
상기 복수의 챔버는 서로 다른 투과율 또는 반사율을 가지는 매질을 구비할 수 있다.
상기 매질은 상기 형광분석수단과 상기 보정시료 사이에 위치할 수 있다.
상기 보정시료는 형광물질을 포함할 수 있다.
상기 복수의 보정시료는 서로 다른 농도를 가질 수 있다.
상기 보정수단은 상기 생체물질 검사장치 내에 마련된 카메라 모듈을 보정할 수 있다.
상기 보정수단은 다른 밝기의 복수의 스트립을 구비한 적어도 하나의 반응지를 포함할 수 있다.
상기 보정수단은 다른 밝기의 복수의 스트립을 구비한 반응지 형태가 상기 디스크에 인쇄된 것일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의한 검사장치의 보정방법은 기준검사장치에서 보정수단을 포함하는 디스크를 측정하고; 보정검사장치에서 상기 디스크를 측정하고; 상기 기준검사장치의 측정결과와 상기 보정검사장치의 측정결과 사이의 상관관계를 도출하고; 상기 상관관계를 상기 보정검사장치에 저장하고; 생체물질의 검사결과를 상기 상관관계를 이용하여 보정하는 것을 특징으로 한다.
상기 기준검사장치에서 보정수단을 포함하는 디스크를 측정하는 것은, 상기 디스크의 보정수단에 포함된 형광물질의 형광성을 측정하는 것일 수 있다.
상기 기준검사장치에서 보정수단을 포함하는 디스크를 측정하는 것은, 상기 디스크의 보정수단에 포함된 반응지의 밝기를 측정하는 것일 수 있다.
상기 보정검사장치에서 상기 디스크를 측정하는 것은, 상기 디스크의 보정수단에 포함된 형광물질의 형광성을 측정하는 것일 수 있다.
상기 보정검사장치에서 상기 디스크를 측정하는 것은, 상기 디스크의 보정수단에 포함된 반응지의 밝기를 측정하는 것일 수 있다.
상기 검사장치는 형광분석수단을 포함할 수 있다.
상기 보정수단은 형광물질을 포함할 수 있다.
상기 검사장치는 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
상기 보정수단은 다른 밝기의 복수의 스트립을 구비한 반응지를 포함할 수 있다.　　　　　
　
본 발명의 일 측면에 따르면, 검사장치에 마련된 측정수단을 보정함으로써 검사장치의 검사결과의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 검사장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 보정디스크의 개략적인 형태를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 보정디스크의 챔버의 형태를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 검사장치의 보정방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 검사장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 보정디스크의 개략적인 형태를 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 검사장치의 보정방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 이점들과 특징들 및 이를 수행하는 방법들이 하기 바람직한 예시적 구체예들에 대한 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 참조함으로써 더욱 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 하지만, 본 발명의 하나 이상의 예시적 구체예들은 많은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 여기서 언급한 예시적 구체예들로만 한정되어 구성되는 것은 아니다.
도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 검사장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
검사장치는 각종 시료의 분석 또는 검사를 수행하는 장치를 의미한다. 검사장치는 그 분석대상이 되는 시료의 종류에 따라 여러 종류가 존재할 수 있다.
여기서 시료는 DNA, 올리고 뉴클레오티드, RNA, PNA, 리간드, 리셉터, 항원, 항체, 우유, 소변, 타액, 머리카락, 농작물 샘플, 육류 샘플, 조류 샘플, 가축 샘플, 가공식품 샘플, 구강 세포, 조직 샘플, 정액, 단백질 또는 그 밖의 다른 생체물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 분석대상물질은 단백질, 항원, 항체, DNA 또는 RNA, 올리고 뉴클레오티드, 리셉터 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 소변을 시료로 이용하는 경우, 분석대상물질의 예로서 혈액, 글루코오즈, 아스코르브산, 케톤, 단백질, 당, Urobilinogen, bilirubin 등을 들 수 있다.
이하에서는 혈액을 분석하는 혈액 검사기를 검사장치의 일 예로 들어 설명하나 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 　
　
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 검사장치는 보정시료(14)를 포함하는 챔버(13)가 마련된 보정디스크(10), 디스크를 회전시키기 위한 회전구동부(11) 및 보정디스크(10)의 보정시료(14)로부터 발생한 광을 검출하기 위한 광검출부(12)를 포함한다.
보정디스크(10)는 적어도 하나의 보정시료(14)와 보정시료(14)를 수용하기 위한 챔버(13)를 포함할 수 있다(도 2참조). 보정시료(14)를 수용하는 챔버(13)들은 광검출부(12)에 대응하도록 디스크 상에 마련되고, 디스크의 회전으로 광검출부(12)에 대응하는 위치로 이동할 수 있도록 동심원 상에 마련될 수 있다.
챔버(13)는 보정시료(14)를 직접 수용하거나, 보정시료(14)가 마련된 다른 매체가 놓여지는 위치를 제공하는 역할을 할 수 있다. 예를 들면 보정시료(14)가 직접 챔버(13)에 수용되지 않고 보정시료(14)가 마련된 글래스(glass)가 챔버(13)에 위치할 수 있다.
챔버(13)는 다양한 부피의 보정시료(14)를 수용하기 위해 서로 다른 부피의 공간을 가지도록 형성될 수 있다(도 3의(a) 참조). 같은 농도의 시약을 사용하여도 서로 다른 부피의 챔버(13) 각각에 수용될 경우, 다른 농도의 시약을 사용하는 것과 유사한 결과를 얻을 수 있다.
보정시료(14)는 액체상태 또는 고체상태의 형광물질로서, 실제 생체물질의 검사에 사용되는 형광표지의 여기 스펙트럼 및 출력 스펙트럼과 충분히 중첩되는 여기 스펙트럼 및 출력 스펙트럼을 가지는 형광물질일 수 있다. 그리고 챔버(13)에 수용될 때 서로 다른 농도로 수용될 수 있다(도 3의 (b) 참조). 이렇게 실제 생체물질의 검사에 사용되는 형광표지와 유사한 스펙트럼을 가지는 다양한 농도의 형광물질을 보정시료(14)로 사용할 경우, 실제 형광표지의 다양한 농도와 매칭되어 그 결과를 보정하는데 이용될 수 있다. 예를 들면 실제 생체물질을 검사하는데 사용되는 형광표지로는 유로피움 킬레이트 입자(Europium Chelate Particle)를 이용할 수 있고, 광검출부(12)는 UV파장의 광을 여기광으로 이용할 수 있다. 이 경우 610nm 근처에서 출력광을 검출할 수 있다. 이 검출결과를 보정하기 위해 보정시료(14)로 유로피움을 포함한 형광 글래스(Fluorescent Glass)를 사용할 수 있다. 그 일 예로 Sumita사의 Lumilass Glass R7이 있다.
보정시료(14)는 챔버(13)에 수용될 때, 매질(15)과 함께 수용될 수 있다(도 3의 (c) 참조). 각각의 챔버(13)에 수용되는 매질(15)은 서로 다른 투과율 또는 반사율을 가지는 물질로 보정시료(14)와 광검출부(12) 사이에 위치할 수 있다.
동일한 부피의 챔버(13)에 서로 다른 농도를 가지는 보정시료(14)를 주입하거나(도 3의 (b) 참조), 서로 다른 부피를 가지는 챔버(13)에 동일한 농도를 가지는 보정시료(14)를 주입하거나(도 3의 (a) 참조), 동일한 부피의 챔버(13)에 동일한 농도를 가지는 보정시료(14)를 주입하고 서로 다른 투과율 또는 반사율을 가지는 매질(15)을 조합(도 3의 (c) 참조)함으로써 실제 생체물질의 검사에 사용되는 형광표지의 다양한 농도에 매칭시킬 수 있다.
　
회전구동부(11)는 디스크 상의 챔버(13)가 특정위치에 도달하도록 디스크를 정지 또는 회전시킬 수 있다.
회전구동부(11)는 디스크의 각위치(angular position)을 제어할 수 있는 모터 드라이브 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터 드라이브 장치는 스텝모터 또는 직류모터를 이용할 수 있다.
　
광검출부(12)는 보정디스크의 전면상에서 디스크와 대향하도록 배치될 수 있다. 특히, 광검출부(12)는 디스크 상의 챔버(13)들과 대향하는 위치에 배치될 수 있다.
광검출부(12)는 입사광의 세기에 따른 전기적 신호를 발생시키는 것으로서, 예를 들면, 공핍층 포토 다이오드(depletionlayer photo diode)나 애벌런치 포토 다이오드(avalanche photo diode, APD) 또는 광전자증배관(photomultiplier tubes, PMT)등을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 보정디스크(10)를 이용하여 검사장치를 보정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 기준검사장치에서 보정디스크(10)의 형광성을 측정한다(20). 여기서 기준검사장치는 보정의 대상이 되는 검사장치에 기준측정결과를 제공하기 위한 검사장치를 의미한다. 보정디스크(10)는 전술한 보정시료(14)를 포함하는 디스크이다. 보정디스크(10)의 복수의 챔버(13)에 마련된 다양한 농도의 보정시료(14)의 형광성을 측정하여 보정시료(14)의 농도와 형광성의 세기 사이의 관계를 도출한다.
보정검사장치에서 보정디스크(10)의 형광성을 측정한다(21). 여기서 보정검사장치는 기준검사장치로부터 도출된 결과를 이용하여 측정결과를 보정하고자 하는 검사장치를 의미한다. 보정디스크(10)의 복수의 챔버(13)에 마련된 다양한 농도의 보정시료(14)의 형광성을 측정하여 보정시료(14)의 농도와 형광성의 세기 사이의 관계를 도출한다.
전술한 기준검사장치로부터 도출된 결과와 보정검사장치로부터 도출된 결과 사이의 상관관계를 도출한다(22). 예를 들면, 기준검사장치에서 도출된 형광성의 세기에 따른 보정시료(14)의 농도와 보정검사장치에서 도출된 형광성의 세기에 따른 보정시료(14)의 농도에 차이가 있을 때, 동일한 형광성의 세기에서 보정검사장치로부터 도출된 보정시료(14)의 농도를 기준검사장치로부터 도출된 보정시료(14)의 농도로 보정할 수 있다. 즉 기준검사장치와 보정검사장치로부터 도출된 결과를 이용하여 동일한 형광성의 세기에서 보정검사장치의 형광물질의 농도와 기준검사장치의 형광물질의 농도 사이의 관계를 도출하는 것이다.
상관관계를 도출하면 이를 보정검사장치에 저장하고(23), 형광표지를 사용하여 실제 생체물질을 측정한 결과를 보정할 때 보정검사장치에 저장된 상관관계를 이용한다(24).
　
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 검사장치(10)의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 검사장치는 반응지(34)가 마련된 보정디스크(30), 디스크를 회전시키기 위한 회전구동부(11), 보정디스크(30)의 　반응지(34)에 빛을 조사하는 조명부(32) 및 보정디스크(30)의 반응지(34)를 촬영하는 카메라모듈(33)을 포함한다.
　
보정디스크(30)는 서로 다른 밝기의 복수의 스트립(35)을 구비한 적어도 하나의 반응지(34)를 포함할 수 있다(도 6a 참조). 보정디스크(30)는 그 전면에 반응지(34)를 넣고 뺄 수 있는 슬릿(37)을 가진 삽입구조물(36)을 포함할 수 있다(도 6b 참조). 이 삽입구조물(36)은 검사장치의 카메라모듈(33)의 촬영위치에 대응되는 위치에 마련될 수 있다.
또는 반응지(34)가 보정디스크(30)의 전면에 부착될 수 도 있다. 반응지(34)가 부착되는 영역은 카메라모듈(33)의 촬영위치에 대응되는 위치에 마련될 수 있고 반응지(34)가 잘 부착될 수 있도록 그 표면이 가공될 수 있다.
또는 서로 다른 밝기의 복수의 스트립(35)을 구비한 반응지(34)의 형태가 보정디스크(30)에 인쇄된 형태일 수도 있다. 반응지(34)의 형태를 보정디스크(30)에 인쇄할 경우, 스트립(35)이 균일하게 인쇄되어야 하므로 실크스크린 인쇄를 이용할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
　
회전구동부(11)는 디스크 상의 반응지(34)가 특정위치에 도달하도록 디스크를 정지 또는 회전시킬 수 있다. 회전구동부(11)는 디스크의 각위치(angular position)을 제어할 수 있는 모터 드라이브 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터 드라이브 장치는 스텝모터 또는 직류모터를 이용할 수 있다.
　
카메라모듈(33)은 반응지(34)가 마련되어 있는 디스크를 사이에 두고 조명부(32)와 마주보도록 배치될 수 있다. 조명부(32)가 디스크의 전면상에 카메라가 디스크의 후면하에 배치될 수 있고, 조명부(32)가 디스크의 후면하에 카메라가 디스크의 전면상에 배치될 수 있다. 카메라모듈(33)과 조명부(32)는 디스크 상의 반응지(34)와 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
조명부(32)는 반응지(34)의 스트립(35)에 빛을 조사하기 위해 전기적 또는 그 외의 에너지를 변환하여 빛을 발생하는 장치로, 백열전구, 할로겐전구, 형광램프, 수은램프, 메탈할라이드램프, 제논램프, 발광다이오드 및 레이저등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
카메라모듈(33)은 반응지(34)의 스트립(35)을 투과하는 빛을 이용하여 스트립(35)의 이미지를 촬영한다. 카메라모듈(33)은 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)카메라 또는 CCD(Charge-Coupled Device)카메라 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에 도시되어 있지는 않으나 조명부(32)와 카메라모듈(33)은 지지부에 연결되어 검사장치 내에 부착될 수 있고, 지지부는 디스크의 지름방향으로 슬라이딩(sliding)할 수 있도록 설계될 수 있다. 이와 같은 지지부는 피딩모터로부터 동력을 전달받아 디스크 상의 반응지(34)의 위치에 대응하는 위치로 이동하여 조명부(32)가 반응지(34)에 빛을 조사하고 카메라모듈(33)이 반응지(34)를 촬영하도록 할 수 있다.
　
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 보정디스크(30)를 이용하여 검사장치를 보정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 기준검사장치에서 보정디스크(30)의 반응지(34)를 촬영한다(40). 여기서 기준검사장치는 보정의 대상이 되는 검사장치에 기준측정결과를 제공하기 위한 검사장치를 의미한다. 보정디스크(30)는 전술한 서로 다른 밝기의 복수의 스트립(35)이 마련된 적어도 하나의 반응지(34)를 포함하는 디스크이다. 보정디스크(30)의 반응지(34)에 마련된 다양한 밝기의 스트립(35)을 촬영하여 스트립(35)의 밝기와 카메라모듈(33)의 측정값 사이의 관계를 도출한다.
보정검사장치에서 보정디스크(30)의 반응지(34)를 촬영한다(41). 여기서 보정검사장치는 기준검사장치로부터 도출된 결과를 이용하여 측정결과를 보정하고자 하는 검사장치를 의미한다. 보정디스크(30)의 반응지(34)에 마련된 다양한 밝기의 스트립(35)을 촬영하여 스트립(35)의 밝기와 카메라모듈(33)의 측정값 사이의 관계를 도출한다.
전술한 기준검사장치로부터 도출된 결과와 보정검사장치로부터 도출된 결과 사이의 상관관계를 도출한다(42). 예를 들면, 기준검사장치에서 도출된 스트립(35)의 밝기에 따른 카메라모듈(33)의 측정값과 보정검사장치에서 도출된 스트립(35)의 밝기에 따른 카메라모듈(33)의 측정값에 차이가 있을 때, 동일한 스트립(35) 밝기에서 보정검사장치로부터 도출된 카메라모듈(33)의 측정값을 기준검사장치로부터 도출된 카메라모듈(33)의 측정값으로 보정할 수 있다. 즉 기준검사장치와 보정검사장치로부터 도출된 결과를 이용하여 동일한 스트립(35) 밝기에서 보정검사장치의 카메라모듈(33)의 측정값과 기준검사장치의 카메라모듈(33)의 측정값 사이의 관계를 도출하는 것이다.
상관관계를 도출하면 이를 보정검사장치에 저장하고(43), 반응지(34) 타입의 디스크를 이용하여 생체물질을 측정한 결과를 보정할 때 보정검사장치에 저장된 상관관계를 이용한다(44).
10, 30 : 보정디스크 11 : 회전구동부
12 : 광검출부 13 : 챔버
14 : 보정시료 15 : 매질
32 : 조명부 33 : 카메라모듈
34 : 반응지 35 : 스트립

Claims (21)

  1. 생체물질 검사장치를 보정하기 위한 디스크로서,
    상기 생체물질 검사장치의 측정수단을 보정하는 보정수단을 포함하는 디스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 생체물질 검사장치 내에 마련된 형광분석수단을 보정하는 디스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보정수단은,
    복수의 보정시료; 및
    상기 복수의 보정시료를 수용하기 위한 복수의 챔버를 포함하는 디스크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 챔버는 다른 부피의 공간을 가지는 디스크.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 챔버는 동심원 상에 형성되는 디스크.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 챔버는 서로 다른 투과율 또는 반사율을 가지는 매질을 구비하는 디스크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 매질은 상기 형광분석수단과 상기 보정시료 사이에 위치하는 디스크.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 보정시료는 형광물질을 포함하는 디스크.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 보정시료는 서로 다른 농도를 가지는 디스크.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보정수단은 상기 생체물질 검사장치 내에 마련된 카메라 모듈을 보정하는 디스크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보정수단은 다른 밝기의 복수의 스트립을 구비한 적어도 하나의 반응지를 포함하는 디스크.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보정수단은 다른 밝기의 복수의 스트립을 구비한 반응지 형태가 상기 디스크에 인쇄된 것인 디스크.
  13. 기준검사장치에서 보정수단을 포함하는 디스크를 측정하고;
    보정검사장치에서 상기 디스크를 측정하고;
    상기 기준검사장치의 측정결과와 상기 보정검사장치의 측정결과 사이의 상관관계를 도출하고;
    상기 상관관계를 상기 보정검사장치에 저장하고;
    생체물질의 검사결과를 상기 상관관계를 이용하여 보정하는 검사장치의 보정방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기준검사장치에서 보정수단을 포함하는 디스크를 측정하는 것은,
    상기 디스크의 보정수단에 포함된 형광물질의 형광성을 측정하는 것인 검사장치의 보정방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 기준검사장치에서 보정수단을 포함하는 디스크를 측정하는 것은,
    상기 디스크의 보정수단에 포함된 반응지의 밝기를 측정하는 것인 검사장치의 보정방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 보정검사장치에서 상기 디스크를 측정하는 것은,
    상기 디스크의 보정수단에 포함된 형광물질의 형광성을 측정하는 것인 검사장치의 보정방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 보정검사장치에서 상기 디스크를 측정하는 것은,
    상기 디스크의 보정수단에 포함된 반응지의 밝기를 측정하는 것인 검사장치의 보정방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 검사장치는 형광분석수단을 포함하는 검사장치의 보정방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 보정수단은 형광물질을 포함하는 검사장치의 보정방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 검사장치는 카메라 모듈을 포함하는 검사장치의 보정방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 보정수단은 다른 밝기의 복수의 스트립을 구비한 반응지를 포함하는 검사장치의 보정방법.
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