计量科学与技术

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LiF220晶体衍射效率研究

王振, 郭思明, 黄仕葵, 李知微, 周幸, 舒子瑶, 樊丽鹏, 王忠桃

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0322

摘要(6)

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摘要:
基于K荧光X射线开展了LiF220晶体在23.3 keV和31keV能量下的衍射效率实验，调整入射单能X射线的布拉格角，测量衍射得到的单能X射线，实验结果显示晶体在两种能量下能够得到较为完整的衍射峰。在能量为23.3keV与31keV的射线照射下，分别在入射角度为10.8°和8.1°时，得到衍射效率的极大值，约为2.46%和1.33%，与理论值相符。为材料科学和其他相关领域的研究提供实验数据支持和参考，衍射效率的测量可以用于验证实验结果的准确性，提供了一个检验实验条件和数据解释的工具，确保研究的可重复性和可靠性。

单能中子产生技术与参考辐射场现状

李凡, 张辉, 王平全, 张亚楠

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0059

摘要(43)

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摘要:
中子是研究原子核结构、核反应规律、粒子物理、天体物理和物质结构的重要工具，广泛应用于能源、材料、生命科学、医疗健康、辐射防护和半导体等领域。其中，单能中子在电离辐射计量和核能应用领域发挥着越来越重要的作用，因此各国国家计量院和核科学研究机构均建有单能中子参考辐射场。中国计量科学研究院将在未来3至5年内新建这一装置，以完善我国中子计量体系，开展中子物理基础研究和服务各界对单能中子的相关需求。基于最新版本的ISO 8529-1:2021，针对中国计量科学研究院建设单能中子参考辐射场的需求，梳理和计算了单能中子领域最常用的五种核反应在中子能量、中子产额、中子角分布和伴生γ射线本底等方面的参数，整理了现有单能中子参考辐射场的概况和特点，介绍了单能中子参考辐射场常用的主要设备，并给出了中国计量科学研究院拟建单能中子参考辐射场的重要参数。

X射线能谱仪/波谱仪校准用纯锰片锰元素含量标准物质研制

田东辉, 申燕飞, 王志刚, 陈雅玲, 胡岗, 周洲, 蒲成, 刘苹, 刘文军, 时云霄, 李旭

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0053

摘要(18)

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摘要:
研制了一种X射线能谱仪/波谱仪（EDS/WDS）校准用纯锰片锰元素含量标准物质，使用电子探针（EPMA）检验了纯锰片锰元素含量的均匀性和稳定性，采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）对标准物质锰元素含量（质量分数，%）进行了定值，评定了标准物质的不确定度。研究表明：纯锰片标准物质锰元素含量的均匀性、稳定性良好，锰元素含量标准值为99.48%，扩展不确定度为0.92 %（k=2）。研制的EDS/WDS校准用纯锰片锰元素含量标准物质可满足EDS/WDS的校准需求，为我国科研界和产业界的锰元素分析提供技术支撑。

地震计校准及其传递函数一致性研究

孔垂捷, 左爱斌, 周劲峰

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0055

摘要(33)

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摘要:
采用超低频振动国家基准装置，以典型地震计3T-120PH为例，开展地震计灵敏度校准工作。将振动校准数据结果与地震计的传递函数结果进行比较分析。当频率较低时(10Hz以下)，振动校准结果与传递函数结果一致性非常好，当频率较高时(10Hz以上)二者开始出现分化。由于振动校准方法真实地将振动信号传递给地震计，符合实际使用情况，因此地震计采用振动台校准方法比电标法结果更能反应地震计工作时的真实性。

阿尔兹海默症标志物测量技术及标准化研究进展

周希蕊, 顾仁济, 马瑞敏, 姜文灿, 罗施中, 冯流星

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0054

摘要(116)

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PDF(25)

摘要:
阿尔兹海默症（Alzheimer’s disease, AD）是一种不可逆的神经退行疾病，在65岁以上老年人群中高发；随着各国老龄化程度的加深，AD已经成为影响全球公共健康和社会发展的重大问题。AD的发病机制至今不明确，目前尚无有效的药物可以逆转或阻止病情发展。利用全面的、高度特异性的诊断标志物组合对AD进行早期识别是疾病精准诊断的关键，也是实现疾病有效治疗的先决条件。针对AD诊断标志物开发高灵敏、高准确且高通量的定量技术，是获取可靠结果的有效途径，也是AD临床诊断的迫切需求。推进AD诊断标志物相关检验的标准化，能够显著提升不同检测平台所获结果的一致性、互换性和溯源性。综述梳理了AD诊断标准的演变和药物研发现状，列举了疾病相关的重要诊断标志物，介绍并对比了相关测量检测技术，最后对AD诊断标志物精准测量技术的标准化现状进行了分析并做出展望，希望为推动相关领域标准物质的开发和参考测量程序的建立，以及IVD产品和平台的性能提升提供有益的指导。

红外热成像在聚焦换能器焦平面测量中的应用

赵薇, 曹慧媛, 吴燕琪, 陶洁, 于亚萍

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0280

摘要(8)

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摘要:
为了更好地研究聚焦超声换能器的声场特性，提出了一种利用红外热成像技术测量聚焦换能器焦域尺寸的方法。通过在换能器焦平面上放置薄膜型吸声材料，使用红外热成像仪测量超声功率作用下焦平面上的温度分布来确定焦域尺寸。使用水听器扫描法对相同的聚焦换能器进行了测量，并对聚焦换能器的声场分布进行了理论分析，结果显示-6dB波束宽度的不一致性在5%以内，验证了利用红外热成像技术测量聚焦超声换能器声场分布的可行性。

石墨烯量子点及其标准物质的研究进展

刘然, 吕庆斌, 赵海波, 梁亮, 沈上圯, 赵晓宁

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0217

摘要(17)

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摘要:
石墨烯量子点是指横向尺寸小于30 nm，片层层数在10层以下的一种新型的荧光碳材料，由于其独特的特性和广阔的应用前景，受到了广泛的关注。主要介绍了石墨烯量子点的结构、电学和光学特性，总结了目前石墨烯量子点的主要制备方法，对其在新能源、催化、传感、生物医药、环境修复等方面的应用进行了详细的介绍，最后对石墨烯量子点标准物质的研究进展进行了简单的介绍。未来对石墨烯量子点的研究主要集中在提高光致发光量子产率和生产量，以及拓展其应用范围和制备石墨烯量子点标准物质上，随着新材料设计理念的进步和量子技术的不断发展，石墨烯量子点及其标准物质有望在更多领域展现出其独特的优势和应用价值。

肌钙蛋白I的氢氘交换表征方法研究

孙浩峰, 马凌云, 刘健仪, 张琦, 宋德伟

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0166

摘要(10)

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摘要:
急性心肌梗死（AMI）位于我国人群死亡因素排名之首，是临床上心血管疾病防治的重中之重。心肌肌钙蛋白I（cTnI）作为评价心肌损伤最可靠的临床指标，是目前诊断心梗的首选生物标志物和金标准。免疫学方法是临床检测AMI的常用方法，国内外众多诊断试剂供应商可以生产cTnI检测试剂盒，然而来自不同制造商的免疫测试系统对同一样本会产生不同的定值结果，一方面原因是不同供应商的商用免疫试剂盒在敏感性、特异性和选择性方面不同，另一方面原因是不同试剂盒所使用抗体不同，识别抗原表位区域不同，抗体与血清cTnI样本结合能力有差异，导致不同厂商试剂盒间定值结果不一致，从而影响临床诊断的准确性。定量结果的一致性和准确性与cTnI的结构息息相关。然而受限于cTnI的复杂性，溶液状态下cTnI的结构表征十分具有挑战性。通过实验条件优化和数据处理参数，建立了基于氢氘交换-质谱（HDX-MS）技术的cTnI HDX表征方法，并将其应用cTnI的抗原表位研究，同时该方法具有较好的普适性，可扩展至cTnI构象转变研究及动力学方法的开发等，为从蛋白结构角度促进cTnI的标准化奠定了技术基础。

三碘代-L-甲状腺原氨酸（T3）标准物质中结构相关杂质的分析

肖鹏, 宋丹, 李红梅

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0134

摘要(20)

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摘要:
研制三碘代-L-甲状腺原氨酸（T3）纯度标准物质，可为临床测量结果提供溯源源头，为甲状腺疾病的精准诊断提供可靠依据。在质量平衡法定值过程中，对候选物结构相关杂质进行化学结构鉴定与定量，是降低主成分定值结果不确定度的有效方式。以核磁共振、高分辨质谱为化学分析工具，首先确认了T3标准物质主成分的结构；随后基于高效液相色谱、高分辨质谱、离子淌度等分析技术开发建立了结构相关杂质的分析方法，对T3纯度标准物质中的有机杂质进行分离、分析、鉴定。结果表明，NIM-RM3239标准物质中相对含量>0.1%的结构类似杂质共3种，分别为二碘代-L-甲状腺原氨酸、氯代三碘代-L-甲状腺原氨酸、L-甲状腺素，对映异构体拆分结果表明NIM-RM3239中不含主成分的对映异构体。研究结果可作为质量平衡法定值依据，用于研制纯度型T3国家一级有证标准物质。

临床实验室血清茶碱检测及标准化现状

杜园园, 张乔轩, 韩丽乔

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0115

摘要(30)

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摘要:
茶碱是一种广泛应用于治疗哮喘和慢性阻塞性肺疾病的药物，但由于治疗窗口期较窄且个体差异大，因此需要准确监测血液中的浓度。目前临床实验室血清茶碱常用的检测方法包括免疫分析法、高效液相色谱法和液相色谱串联质谱法等，不同检测方法间检测结果存在一定的差异。目前茶碱的国际参考方法为同位素稀释气相色谱质谱联用（ID-GC/MS）参考测量程序。国内外均研制了茶碱的一级（纯度）参考物质，尚无血清基质的二级参考物质。为了确保测量结果的可靠性和一致性，有必要对茶碱的检测方法进行标准化，并建立完善的量值溯源体系。

重组人血清淀粉样蛋白A的同位素稀释质谱定量方法研究

张琦, 蒋泽琳, 宋德伟

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0163

摘要(40)

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摘要:
血清淀粉样蛋白A（SAA）是炎症临床诊断的四大生物标志物之一。目前，国际尚无SAA标准物质，无法实现临床诊断结果的溯源和标准化。选择大肠杆菌重组表达的人血清淀粉样蛋白A作为原料，对其进行定性和定量分析，开展溯源方法研究。采用凝胶电泳法、液相色谱法和质谱法分析SAA纯度与分子量，结果表明SAA原料纯度>98%，分子量11820.09 Da与理论值一致。建立SAA的氨基酸分析-同位素稀释质谱绝对定量方法，在水解时间为8 h时测定水解样品中苯丙氨酸、异亮氨酸、脯氨酸的含量，计算得到SAA溶液的质量浓度为9.32 µg/g（RSD = 0.91%）；建立SAA的特征肽-同位素稀释质谱绝对定量方法，在SAA与胰蛋白酶质量比为1:1，酶解时间为8 h时测定酶解产物中特征肽EANYIGSDK和GPGGVWAAEAISDAR的含量，计算得到SAA溶液的质量浓度为9.41 µg/g（RSD = 0.49%）。两种方法的测定结果经统计学检验一致，无明显精密度差异，定值结果可溯源至SI单位，为SAA标准物质的研制奠定基础。

欺骗式卫星导航干扰模拟源参数校准与验证

胡浩, 刘寒遥, 刘卫, 苏泽

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0114

摘要(15)

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摘要:
随着卫星导航技术的飞速发展，卫星导航干扰模拟源广泛应用于无人机反制、抗干扰设备试验评估等方面。结合欺骗式卫星导航干扰模拟源的基本功能和主要参数，参考相关标准和规范，对欺骗式卫星导航干扰模拟源参数校准方法进行深入研究，提出对射频信号、发射功率、频谱纯度、误差矢量幅度、干扰特性、1PPS定时误差校准的方法，并对不同型号的欺骗式卫星导航干扰模拟源进行实验验证和分析。结果表明：各参数的校准方法可操作性强，能科学合理的对欺骗式卫星导航干扰模拟源进行有效计量溯源，推动卫星导航干扰模拟源的应用发展。

α、β表面污染仪自动检定装置的研制与实验研究

刘玫玲, 杨志杰, 孙昌昊, 毛传林, 李宏楠, 刘皓然, 梁珺成

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0361

摘要(16)

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摘要:
为提升检定仪器的效率和准确性，降低α、β表面污染仪检定过程中人工操作仪器、人工读数和记录对检定结果的影响，基于自动化技术和机器视觉算法研制了一套α、β表面污染仪自动检定装置。该装置包括双层换源转盘、基于机器视觉技术的图像训练软件和基于C#语言编写的自动检定控制软件。对装置进行了检定流程、硬件结构和软件优化设计，并在软件中增加了识别异常结果检验算法，可根据目标识别区域的特点进行条件筛选和异常数据剔除，提高了光学字符识别（OCR）正确率。开展了识别率测试、本底影响测试、比对测试和自动检定流程测试，检验了该装置的性能。结果证明，该装置对原始数据的识别率达到100%，装置内平面源的集中放置没有产生额外的本底干扰，使用手动定位支架和自动检定装置的测量结果的相对偏差在−6.0%以内，两结果在不确定度范围内一致性较好。该装置在满足JJG 478-2016要求的基础上，优化了辐射防护和源的固有安全性，提高了检定工作效率。

基于里德堡原子孔径的电场测量与微波传感研究

赵丹华, 陈加锐, 鲍鲁威, 朱嘉慧

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0148

摘要(78)

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PDF(17)

摘要:
近年来，里德堡原子在微波测量领域的应用逐渐崭露头角，成为了量子精密测量领域的研究热点。相较于传统微波传感技术，里德堡原子体系展现出了更高的灵敏度、更强的抗干扰能力以及独特的量子可溯源性。这些优势使得里德堡原子在微波测量中具有巨大的潜力。尽管里德堡原子体系具有诸多优势，但其复杂的能级结构和与电磁波的多样相互作用给工程应用带来了挑战。目前，基于里德堡电场的“原子孔径”传感技术在传统微波传感领域的应用仍处于初级阶段，有着巨大的提升空间。为了充分发挥里德堡原子在微波测量中的优势，并解决其在实际应用中的局限性，在总结前期研究成果的基础上，探讨了里德堡原子体系在当前电磁波收发体制中的应用前景。随着技术的不断进步，里德堡原子有望在更广泛的频段内实现精确测量，为无线通信、雷达探测等领域提供有力支持。

融合Prophet与PCA技术的CNN-LSTM模型在水质预测中的应用

肖克, 张建军, 谭文武, 王理, 宋玲毓, 林海军

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0109

摘要(44)

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摘要:
为了降低传统CNN-LSTM模型进行水质预测时可能会出现的错误发生率，提出了一种基于Prophet模型与PCA的CNN-LSTM水质预测方法。在水质监测数据清洗过程中采用Prophet模型进行异常值处理，使用PCA方法对影响变量进行降维，消除变量关联性，把处理结果作为CNN-LSTM模型输入，对水质总氮指标进行预测。通过实验对基于Prophet模型与PCA的CNN-LSTM水质预测方法进行验证，实验结果表明：该方法相对于CNN-LSTM模型在MAE、RMSE和MSE三种评价指标上都有了较大的提升，其中MSE提升了13%，RMSE提升了6.7%，MAE提升了5.6%。

激光多边坐标测量系统及其发展现状综述

张青岩, 李建双, 缪东晶

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0100

摘要(76)

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PDF(17)

摘要:
激光多边坐标测量系统具有坐标测量精度高的特点，引起了各国学界、业界以及计量机构的众多关注。然而，由于大空间范围坐标测量准确度受到多种因素的影响，且国内关于激光多边坐标测量系统测量与校准相关标准缺失，激光多边坐标测量系统的发展仍然面临很多问题亟需解决。针对激光多边测量原理、系统参数自标定方法、坐标测量溯源现状及其相关标准制定、测量不确定度评定及其影响因素分析、激光多边坐标测量在姿态测量领域的延伸以及国内外在工业领域的实际应用进行了广泛的调研与总结。其中，国内外研究人员在补偿环境场干扰、减小测距误差、提升系统自标定精度、增加测站数量、设置约束条件与研究系统最优布局等测量精度提升方向进行了多种不同尝试。同时，国内激光多边坐标测量系统测量、校准与溯源等相关标准的建立与完善可以为工业领域应用中大型零部件的制造装配和仪器的校准补偿等提供参考与依据。综述了激光多边坐标测量系统在大空间范围测量领域的相关研究进展，重点关注激光多边法坐标测量原理、系统参数自标定方法、坐标测量不确定度和应用，旨在为研究人员提供关于激光多边坐标测量系统的发展现状与未来发展趋势，促进大空间范围坐标测量技术的发展。

饮用水中总α放射性、总β放射性检测的不确定度评定

顾心逸, 顾俊, 程晓宏

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0277

摘要(175)

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PDF(16)

摘要:
为评定厚源法检测饮用水中总α放射性和总β放射性的不确定度，参照GB/T 5750.13-2023《生活饮用水标准检验方法第13部分放射性指标》测定饮用水中总α放射性和总β放射性，以测量重复性为A类不确定度，以计数率、残渣质量、水样体积、仪器探测效率、回收率等引入的因素为B类不确定度。实验测得总α、总β放射性活度浓度分别为0.66 Bq/L、0.48 Bq/L，相对合成标准不确定度分别为6.0%、5.7%，扩展不确定度分别为0.08 Bq/L、0.06 Bq/L。仪器计数率（n）引入的不确定度为主要不确定度来源，影响最大；重复性实验、标准粉末源的计数效率（ε）、放射性回收率（F）影响较大；水样残渣的总质量（W）、制备样品源所称取的水残渣质量（m）、水样的体积（V）的影响较小。

微波暗室静区反射率电平的数据处理方法

赵兴, 班浩, 洪力, 刘潇

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0087

摘要(61)

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PDF(10)

摘要:
微波暗室是工作在微波频段的暗室，是天线、目标散射特性等领域测量中使用的实验场地，用来模拟自由空间，相比与室外测试场，具有全天候、低反射的优势。实际应用中，由于内部铺设的吸波材料无法完全吸收特定频段电磁波等原因，暗室中的测试区域仍会有干扰的反射信号存在，这些反射信号从各个方向进入测试区域并与收发天线之间的直射波叠加，在测试区域内一定行程上形成空间驻波分布。测试区域内的干扰反射指标用静区反射率电平表征。将微波暗室用于天线辐射方向图等参数测量时，应评估暗室中不同角度的静区反射率电平。微波暗室静区反射率电平测量方法常采用自由空间电压驻波比（Voltage Standing Wave Ratio, VSWR）法。测试区域中直射信号和反射信号的矢量和一定行程上形成空间驻波，空间驻波的数据处理方式决定了静区反射率电平计算结果，实际测试曲线中驻波峰峰值的选择方式直接决定了测量结果。详细讨论了微波暗室内反射率电平的采集数据和处理方法，有助于优化现场测量测试的测试方案，并对静区扫描架的优化设计有积极意义。

基于等效电容法单极子天线校准器的研究

刘冠君, 陈益胜, 常志方

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2024.0101

摘要(60)

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PDF(2)

摘要:
等效电容法是CISPR 16-1-6中给出的单极子天线的主要校准方法，其原理是使用一个等效电容模拟实际的单极子天线振子，进行相应天线系数的校准，该等效电容的电容量与单极子天线自身容量相等。基于等效电容法的工作原理，设计了一款低成本、小型化、高通用性的天线校准器。仿真和实验结果表明，该校准器可以很好适用于9 kHz～30 MHz单极子天线的校准工作。给出了使用该校准器的测量不确定度的评定过程和评定结果，结果表明，采用该装置校准单极子天线的天线系数，测量结果的扩展不确定度约为1.7 dB(k=2)。

小力值拉力计检定装置设计

张多利, 金龙学, 吴月明

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0037

摘要(403)

HTML(226)

PDF(51)

摘要:
针对目前计量检定部门检定小力值拉力计的现状，设计了一种小力值拉力计检定装置，可解决使用增跎砝码检定小力值拉力计过程中存在的工作强度大、无法清零、不易检定到满量程等问题。

数字PCR测量转基因质粒DNA比对

王霞, 牛春艳, 刘争, 陆琳, 董莲华

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0590

摘要(514)

PDF(10)

摘要:
数字PCR（digital PCR, dPCR）技术是一种核酸绝对定量技术，被广泛应用于转基因检测和基因检测。为保障国内数字PCR测量结果的准确和可靠，采用转基因质粒DNA样品，考查了16家参比实验室的数字PCR测量能力。比对结果表明：以转基因质粒DNA的外源基因与内拷贝数比值的差值（<25%）来评估参比实验室的测量能力，16家参比实验室均在可接受的范围内，且不同数字PCR平台没有显著差异。受质粒构象影响，7个实验室对质粒DNA的绝对拷贝数含量测量结果显著低于参考值。建议在使用数字PCR进行质粒DNA拷贝数定量测量时，应先确认质粒构象是否对扩增有影响。

毫米波相位噪声测试

蒋大勃

, doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.0166

摘要(339)

HTML(82)

PDF(41)

摘要:
毫米波信号一般采用倍频的方式产生，相位噪声会随着倍频的次数而增大，和低频率相比，毫米波器件相位噪声的测试变得尤为重要。采用频谱仪测试相位噪声，会受到频谱仪自身一些因素的限制，目前单台相位噪声分析仪的最高频率也只有50 GHz。在介绍相位噪声测试技术的基础上，提供了毫米波外部两路混频的测试方案，可以对毫米波器件的相位噪声进行稳定的分析。

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