检索结果-内蒙古大学图书馆

化工学报 2021年第3期72卷 1457-1464页

作者：仪桐辛张磊都健大连理工大学化工学院化工系统工程研究所辽宁大连116024

工质对是吸收式热泵工作时能量转换的介质,直接影响整个系统的性能。然而现有工质对的研究多集中于对特定体系的物性进行实验及拟合或对纯净物工质的设计和预测,鲜有未知工质对设计和预测的研究。提出基于计算机辅助分子设计实现工质对... 详细信息

工质对是吸收式热泵工作时能量转换的介质,直接影响整个系统的性能。然而现有工质对的研究多集中于对特定体系的物性进行实验及拟合或对纯净物工质的设计和预测,鲜有未知工质对设计和预测的研究。提出基于计算机辅助分子设计实现工质对和吸收式热泵系统同步建模和优化的方法,建立了以性能系数(coefficient of performance)最大为目标的MINLP(mixed-integer nonlinear programming)模型,可以设计得到新工质对并对其性能进行预测。针对现有基团贡献法对工质比热容预测误差较大的问题,对12个工质常用基团回归了比热容的基团贡献值并应用于模型中。通过对建立的优化模型进行求解,获得了5组可行工质对。最后,将设计得到的工质对与文献数据进行对比,结果验证了提出方法的可行性与有效性。

关键词：同步优化计算机辅助分子设计吸收式热泵有机工质对

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萃取溶剂选择的计算机辅助分子设计中的数学方法

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化学进展 2006年第9期18卷 1188-1193页

作者：宋海华宋静天津大学化工学院天津300072

萃取精馏是分离沸点相近或具有恒沸组成混合物的一种重要方法。选择最优的萃取剂是提高生产能力和降低能耗的根本途径。萃取剂选择的计算机辅助分子设计(CAMD)是基于性质估算的方法即通过CAMD来生成一组具有期望性质的分子,然后再对候... 详细信息

萃取精馏是分离沸点相近或具有恒沸组成混合物的一种重要方法。选择最优的萃取剂是提高生产能力和降低能耗的根本途径。萃取剂选择的计算机辅助分子设计(CAMD)是基于性质估算的方法即通过CAMD来生成一组具有期望性质的分子,然后再对候选分子进行筛选。目前,CAMD法的研究主要可分为生成-验证、数学优化和组合优化。生成-验证法通常使用启发式的策略,是基于知识的,无法克服基团的组合爆炸问题,也不能保证结果的最优性;数学优化方法,包括混合整数非线性规划(MINLP)和混合整数线性规划(MILP),可用于表达非线性或线性的结构-性质关系,但准确表达结构-性质关系还有困难;组合优化法是使用遗传算法或模拟退火算法、禁忌搜索等的方法,理论上可克服以上问题。本文评述了以上三种方法在萃取精馏溶剂选择领域中的用途、原理及其工业化所面临的主要问题。

关键词：计算机辅助分子设计基团贡献法萃取精馏萃取剂

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基于MGASA的计算机辅助分子设计

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化工进展 2008年第12期27卷 2019-2024页

作者：张学岗张军保宋静宋海华天津大学化工学院天津300072 天津天大天久科技股份有限公司天津300072

采用改进的遗传模拟退火混合优化算法(MGASA),避免了单种算法的缺陷,很好地解决了CAMD中的组合爆炸问题;通过采取新的基团分类方法,可以比较容易地判断分子的完整性和稳定性,从而解决了分子合成问题;采用实际物系对本文提出的方法进行... 详细信息

采用改进的遗传模拟退火混合优化算法(MGASA),避免了单种算法的缺陷,很好地解决了CAMD中的组合爆炸问题;通过采取新的基团分类方法,可以比较容易地判断分子的完整性和稳定性,从而解决了分子合成问题;采用实际物系对本文提出的方法进行了检验,结果表明本文筛选出来的溶剂适应度普遍高于文献中溶剂,表明本研究提出的方法具有很高的准确性和实用性。

关键词：计算机辅助分子设计遗传模拟退火混合算法分子合成

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β-乳球蛋白过敏原表位适配体的计算机辅助分子设计与筛选

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计算机与应用化学 2013年第2期30卷 129-132页

作者：徐洪军吕高婧薛秀恒孙茂忠刘艳玲安徽农业大学茶与食品科技学院安徽食品安全分析与检测省级实验室安徽合肥230036 山东省滕州市产品质量监督检验所山东枣庄277500

本研究以β-乳球蛋白为模板,针对不同过敏原表位,基于正义链和反义链互补的原则,利用计算机辅助分子设计筛选出与β-乳球蛋白过敏原表位很好结合的适配体。分子对接结果表明,适配体QWVW,RRSL,GWGLP,RDGY和WVDL与β-Lg对接的能量是几个... 详细信息

本研究以β-乳球蛋白为模板,针对不同过敏原表位,基于正义链和反义链互补的原则,利用计算机辅助分子设计筛选出与β-乳球蛋白过敏原表位很好结合的适配体。分子对接结果表明,适配体QWVW,RRSL,GWGLP,RDGY和WVDL与β-Lg对接的能量是几个主要的过敏原表位中较低的,其中适配体RRSL与β-乳球蛋白对接的能量为本次实验最低,为-107.292 kcal/mol。并通过对分子对接过程中氢键作用、静电作用、疏水作用的研究,证明设计筛选出的适配体可以特异性地与β-乳球蛋白过敏原表位结合,从而达到掩盖β-乳球蛋白过敏原表位的目的。

关键词： β-乳球蛋白适配体分子对接计算机辅助分子设计

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环境友好的分离过程溶剂的计算机辅助分子设计

环境友好的分离过程溶剂的计算机辅助分子设计

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作者：宋静天津大学

学位级别：博士

化工生产中常遇到欲分离组分之间的相对挥发度接近1或形成共沸物的难分离物系,萃取精馏和液液萃取是常用且有效的方法,其中萃取剂的选择是关键。随着全球性污染问题的日益严峻,选择环境友好的萃取剂是今后溶剂选择发展的大趋势。本文提... 详细信息

化工生产中常遇到欲分离组分之间的相对挥发度接近1或形成共沸物的难分离物系,萃取精馏和液液萃取是常用且有效的方法,其中萃取剂的选择是关键。随着全球性污染问题的日益严峻,选择环境友好的萃取剂是今后溶剂选择发展的大趋势。本文提出了一种新的基于模拟退火算法和模糊综合评价的多目标优化方法,用于萃取精馏和液液萃取分离过程环境友好的溶剂的计算机辅助分子设计。首先针对萃取剂的评价具有多指标性和模糊性的特点,将模糊综合评价的方法用于萃取精馏溶剂和液液萃取萃取剂的评价,基于萃取剂的分离性能和环境性能,建立了的模糊综合评价隶属函数。其次,提出了改进的模拟退火算法,相对与传统的模拟退火算法,增加了记忆功能,能将搜索过程中最优的解保存下来,将所得的最终解与记忆器中的解比较取较优的作为最后结果,提高了算法的解的质量;使用加权后的综合目标函数进行多目标优化的考核,多次运行或并行该算法可得到Pareto边界上不同方向的Pareto最优解。再次,基于***基团贡献法,对基团进行了预选及分类,有效克服了传统分子设计方法的“组合爆炸”,提出了实数编码的基团编码策略和二行矩阵的分子表达方法,第一行表示分子中包含的基团的种类,第二行表示分子中包含的这些基团的数目。将提出的多目标优化方法用于萃取精馏和液液萃取过程萃取剂的计算机辅助分子设计,生成策略包括引入基团、删除基团、替换基团、修复操作四种,避免了垃圾分子的生成,确保产生的分子满足结构可行性及化学可行性准则。最后将提出了方法用于实际分离物系的萃取剂选择和设计,对甲苯-甲基环己烷、甲醇-丙酮、乙醇-乙酸乙酯、甲醇-乙酸甲酯四个萃取精馏体系进行了环境友好溶剂的计算机辅助分子设计,编制了相应的Matlab源程序,得到一组满足分离要求和环境要求的溶剂,并针对甲醇-丙酮体系,采用PROII软件对设计的溶剂进行了模拟验证及比较;对醋酸-水、糠醛-水、正丁醇-水、和苯酚-水四个液液萃取体系进行了环境友好溶剂的计算机辅助分子设计,编制了相应的Matlab源程序,得到一组满足分离要求和环境要求的溶剂,并针对苯酚-水体系,选择了四种设计的溶剂采用PROII软件进行了模拟验证,证明了设计结果的准确性,且模拟结果表明本文设计的溶剂性能更优。由此表明采用本文提出的结合模拟退火算法和模糊综合评价的多目标优化方法进行计算机辅助分子设计具有较高的准确性和很好的实用性,选择的溶剂不仅满足分离过程的要求,且考虑到了设计的溶剂对环境的影响,为工业生产提供了更优的选择。

关键词：萃取精馏液液萃取萃取剂计算机辅助分子设计基团贡献法性质估算模糊综合评价模拟退火算法多目标优化

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分离过程质量分离剂的计算机辅助分子设计

分离过程质量分离剂的计算机辅助分子设计

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作者：张学岗天津大学

学位级别：博士

特殊精馏与液液萃取是分离液态难分混合物的重要方法,而质量分离剂的选择是实施分离的关键问题。本文就质量分离剂的选择展开研究,以Mod. UNIFAC基团贡献法和改进的遗传模拟退火混合算法（MGASA）为基础,提出了一种新的计算机辅助分子... 详细信息

特殊精馏与液液萃取是分离液态难分混合物的重要方法,而质量分离剂的选择是实施分离的关键问题。本文就质量分离剂的选择展开研究,以Mod. UNIFAC基团贡献法和改进的遗传模拟退火混合算法（MGASA）为基础,提出了一种新的计算机辅助分子设计方法,解决了CAMD中的若干难点问题,具有重要的理论和应用价值。化工分离过程质量分离剂的计算机辅助分子设计方法（CAMD）,一般是以基团贡献法为基础,先预选一定的基团,然后按照某种规则将基团组合成分子,并依据指定目标性质进行筛选。目前CAMD中存在两个难点,一是数学优化方法,即如何解决基团组合爆炸问题;二是分子合成方法,即如何避免基团组合过程中大量结构不完整、性质不稳定分子的生成问题。本文就上述两个方面提出了新的解决方法和比较完整的解决方案。对于数学优化方法,现行的CAMD方法中已采取了一些优化算法来避免组合爆炸问题,如遗传算法（GA）、模拟退火算法（SA）及禁忌搜索算法（TS）,但上述方法均有缺陷,运行参数的选择直接影响到算法的运行结果。本文采用了遗传算法与模拟退火算法混合的MGASA算法,弥补了单种算法的缺点,并结合分子设计的特点,对GA中的交叉、变异算子及SA中的新状态产生函数进行了改进,提出了基于知识的交叉因子,增加了不合法分子的修复算子,及防止最优解丢失的记忆算子。改进后的MGASA算法具有GA算法的优化时间性能和SA算法最终趋于全局最优的优点,克服了GA算法“过早收敛”问题和SA算法优化时间性能较差的缺点,是一种并行而且具有自动保优功能的算法;MGASA算法利用GA和SA各自不同的邻域搜索结构相结合,使得算法在解空间中的搜索能力所增强,优化效率得到提高;MGASA算法的多点搜索削弱了SA算法对初值的依赖性,同时利用GA算法不影响平稳分布的特性,提高了算法的鲁棒性。编码策略是算法实施的最基础问题,也是最重要的问题,编码策略中最大的难点在于直链烃、环烷烃与芳香烃的同时编码,虽然经过长时间的研究,目前国内外还没有形成很好的解决方案,本文提出了基于分子组成的基团数目的十进制编码策略,具有以下优点:分子表达简单,编码、解码操作简单易行;实现了直链烃、环烷烃及芳香烃的同时编码,同时搜索,保证了搜索空间的完整性;取消了其它设计方法中组成分子的基团数不能大于8的限制,削弱了基团总数的限制,拓展了搜索空间;消除了解空间的冗余,节省了计算时间。关于分子合成方法,基团组合成分子应满足完整性要求和稳定性要求。本文完善了分子完整性定理,并以此为依据,对不符合分子完整性要求的分子进行合法性修复;本文通过采取新的基团分类方法,可以比较容易地判断分子的稳定性和完整性;采取将分子稳定性作为适应度评价函数之一的策略,避免了分子完整性和稳定性同时修复带来的难度,减少了计算时间的消耗。本文将基于MGASA的CAMD方法应用于萃取精馏、共沸精馏及液液萃取过程,完善了溶剂选择的要求及相应适应度函数的计算,采用Matlab编程形成了一套通用的计算软件。采用实际物系对本文提出的方法和形成的软件进行了检验,计算过程的追踪表明算法过程为随机优化过程,总体趋于优化;将筛选结果与文献对比,表明本文筛选出来的溶剂适应度在本文的评判标准下普遍高于文献中溶剂,为工程应用提供了更好的选择,由此表明本文提出的质量分离剂的计算机辅助分子设计方法具有很好的准确性和实用性。

关键词：计算机辅助分子设计遗传模拟退火混合算法溶剂选择编码策略特殊精馏液液萃取质量分离剂

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基于计算机辅助分子设计的抗CD20单克隆抗体的改造

基于计算机辅助分子设计的抗CD20单克隆抗体的改造

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作者：王玉刚中国人民解放军军事医学科学院

学位级别：博士

鼠源单克隆抗体在临床应用中有以下缺点:诱发人体产生人抗小鼠抗体（human anti-mounse antibody,HAMA）反应,在人体内半寿期短,不能够有效地激活人体的生物效应功能,如补体依赖的细胞毒作用（complement-dependent cytotoxicity,CDC）... 详细信息

鼠源单克隆抗体在临床应用中有以下缺点:诱发人体产生人抗小鼠抗体（human anti-mounse antibody,HAMA）反应,在人体内半寿期短,不能够有效地激活人体的生物效应功能,如补体依赖的细胞毒作用（complement-dependent cytotoxicity,CDC）及抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC）。通过分子生物学技术对鼠抗体进行人源化改造在一定程度上可以克服这些缺点。本室制备的鼠源抗CD20单克隆抗体（monoclonal antibody,mAb）1-28具有潜在的应用价值。本研究在对mAb 1-28（简称1-28）功能进行验证的基础上,通过计算机辅助分子设计和分子生物学技术对其进行改造,构建了抗CD20嵌合抗体C1-28和新型小分子抗CD20抗体5S（ScFv-Fc）,并对其抗原结合特性及通过CDC杀伤肿瘤细胞的功能进行了初步研究。 1 抗CD20单克隆抗体1-28的免疫学特性及功能分析首先分析了1-28与靶细胞的结合活性。间接免疫荧光的结果显示,1-28可与人B细胞淋巴瘤Daudi细胞和Raji细胞结合,而不与人T细胞系Jurkat细胞结合,表明1-28与靶细胞的结合是特异的。流式细胞术分析结果显示,1-28与Daudi和Raji细胞结合的阳性率达99%以上。相对亲和力（relative binding affinity）测试结果显示,1-28的亲和力为美罗华亲和力的1/12左右。通过ELISA法测定出1-28的亲和常数为K=1.6×1010 M-1。竞争实验的结果提示1-28与另外两种抗CD20抗体（美罗华、2H7）识别的是不同的抗原表位。1-28对Raji细胞和Daudi细胞都具有生长抑制效应,但是程度不同。另外,1-28可以诱导Raji细胞和Daudi细胞发生凋亡。1-28还可通过激活补体杀伤靶细胞。以Raji细胞为研究对象时,其半数杀伤浓度为1.26 nmol/L。1-28对非靶细胞Jurkat没有CDC的功能,提示这种杀伤是特异的。

关键词： 1-28 CO20 嵌合抗体 scFv-Fc 计算机辅助分子设计

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分离过程溶剂的计算机辅助分子设计

分离过程溶剂的计算机辅助分子设计

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作者：杨晓光天津大学

学位级别：博士

本文对分离过程溶剂的计算机辅助分子设计进行了详尽的研究,提出了新的分子设计方法:分类枚举法;新的分离过程溶剂评价策略:综合评价策略,并将分类枚举法推广应用于加热介质和制冷剂的计算机辅助分子设计,取得了良好的效果。在分类枚举... 详细信息

本文对分离过程溶剂的计算机辅助分子设计进行了详尽的研究,提出了新的分子设计方法:分类枚举法;新的分离过程溶剂评价策略:综合评价策略,并将分类枚举法推广应用于加热介质和制冷剂的计算机辅助分子设计,取得了良好的效果。在分类枚举法中,我们先将分子设计涉及的所有基团分成两类:骨架基团和功能基团,前者是那些能够构成烷烃,环烷烃和芳香烃的基团;后者为除去前者后剩余的其它基团。然后在一定基团总数的约束下用枚举法列举全部可能的骨架基团组合,产生所有的烷烃,环烷烃,芳香烃分子;接着用功能基团代替上述烃类分子中相应的骨架基团,产生其它分子;最后用基团贡献法计算得到的所有分子的性质,从而得到满足要求的溶剂分子。由于工业成本的约束,溶剂分子中功能基团的种类不会超过三种,因此分类枚举法可以避免组合爆炸问题。另外,由于单纯依靠八角规则生成分子会出现形如CH3CO(OOCCH3)这类的不合理组合,因此有必要对八角规则进行修正。考虑到基团上自由价键的不同性质,将它们分成两类,一类是碳原子上的自由价键,为不受限价键;一类是其它原子上的自由价键,为受限价键。因为不受限价键能和任意自由价键连接,而受限价键只能和不受限价键连接,所以对于链状分子,只要在原始八角规则的基础上引入不受限价键总数应不小于受限价键总数的限制就能保证价键的匹配,消除不合理的组合;对于含有环状结构的分子,可以把整个环结构看成一个基团,将分子化为链状来处理。由于分类枚举法通常能够找到多种满足要求的分离过程溶剂,因此有必要提出一种方法来对它们进行评价。为此,我们提出了综合评价策略。在综合评价策略中,首先按照含有功能基团的种类数目将溶剂分为主要溶剂和次要溶剂,主要溶剂是那些含有不多于一种功能基团的溶剂,制造成本相对低廉,工业应用潜力大,应该重点考虑;其余的溶剂为次要溶剂,价格相对昂贵,工业应用有一定的限制,只能作为主要溶剂的补充。将溶剂分类后,我们引入多目标决策理论来评价每种溶剂的分离性能,筛选有工业应用前景的溶剂。在此过程中,利用转换函数消除了表征分离性能的各个因素数量级上的巨大差别,取得了理想的效果。最后,我们将分类枚举法推广应用在加热介质和制冷剂的计算机辅助分子设计中,也同样获得了成功,这说明了分类枚举法作为一种建立在基团贡献法基础上的分子设计方法,有着强大的生命力。

关键词：计算机辅助分子设计分离过程溶剂分类枚举法修正的八角规则综合评价策略

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有机物冷却结晶过程溶剂的计算机辅助分子设计方法研究

有机物冷却结晶过程溶剂的计算机辅助分子设计方法研究

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作者：陶玲华南理工大学

学位级别：硕士

传统的实验试错法选择结晶溶剂需要消耗大量的人力物力,计算机辅助分子设计(CAMD)为结晶溶剂的选择提供了一种新思路。本文对有机物冷却结晶过程溶剂进行计算机辅助分子设计,形成与之对应的CAMD问题,研究和开发实用性高的CAMD方法,为有... 详细信息

传统的实验试错法选择结晶溶剂需要消耗大量的人力物力,计算机辅助分子设计(CAMD)为结晶溶剂的选择提供了一种新思路。本文对有机物冷却结晶过程溶剂进行计算机辅助分子设计,形成与之对应的CAMD问题,研究和开发实用性高的CAMD方法,为有机物冷却结晶过程设计并选择出性能较优的溶剂。主要内容如下:首先,确定了溶剂的毒性、熔点、沸点、溶解性以及潜在回收率作为设计有机物冷却结晶过程溶剂的目标性质,并基于文献调研和分析选择了相应的性质预测模型。其次,研究了基于单目标优化的CAMD方法。将有机物冷却结晶过程溶剂的CAMD问题视为单目标优化问题,组成分子的基团作为变量,溶剂的熔点、沸点、毒性、溶解性以及分子结构可行性作为约束条件,潜在回收率作为目标函数,进一步将该问题转化成整数非线性规划(INLP)模型。提出了一种基于枚举法的CAMD方法,对该模型进行求解以获得符合设计目标的候选分子。基于该方法求解了2-巯基苯并噻唑(MBT)冷却结晶过程溶剂的CAMD问题,在给定的设计范围空间内,获得了最佳溶剂甲苯。进一步,研究了基于多目标优化的CAMD方法。针对有机物冷却结晶过程溶剂的CAMD问题,将溶剂的毒性、溶解度参数差值以及潜在回收率作为三个目标,分子结构的可行性作为约束条件,建立多目标优化模型。提出了一种基于快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)的CAMD方法,对该模型进行求解以获得Pareo最优解集,即一系列候选溶剂分子。利用这种方法求解了葵二酸冷却结晶过程溶剂的CAMD问题,将设计的结果和其他研究利用CAMD方法和通过数据库搜索的结果进行了比较,发现该方法具有比较好的适用性。之后,基于该方法求解了MBT冷却结晶过程溶剂的CAMD问题,发现利用枚举法为MBT冷却结晶过程筛选出的最佳溶剂甲苯也包含在该方法得出的Pareto最优解集中。最后,针对MBT冷却结晶溶剂设计和选择问题,验证了溶剂溶解性预测方法以及UNIFAC模型的可靠性。在甲苯溶剂中开展了MBT冷却结晶实验,探索结晶终点温度、降温速率以及溶质初始浓度对产品收率和纯度的影响。发现降温速率为0.3 K/min、结晶终点温度为313.15 K、溶质初始浓度为0.046 g/g时,得到了收率为72.1%,纯度为99.7%的产品。

关键词：冷却结晶溶剂计算机辅助分子设计枚举法快速非支配排序遗传算法

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黄铜矿和黄铁矿高选择性捕收剂计算机辅助分子设计

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有色金属（选矿部分） 2010年第2期 41-44页

作者：邵福国王福良北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室北京100044

将计算机辅助分子设计应用到选矿药剂分子设计中,对黄铜矿和黄铁矿高选择性捕收剂进行设计,得出了合适的极性基团和非极性基,即目的新型捕收剂。在实验室合成了目的药剂,进行了黄铜矿和黄铁矿纯矿物浮选试验,浮选分离效果显著。初步验... 详细信息

将计算机辅助分子设计应用到选矿药剂分子设计中,对黄铜矿和黄铁矿高选择性捕收剂进行设计,得出了合适的极性基团和非极性基,即目的新型捕收剂。在实验室合成了目的药剂,进行了黄铜矿和黄铁矿纯矿物浮选试验,浮选分离效果显著。初步验证了计算机辅助分子设计在选矿药剂分子设计中的可行性。

关键词：计算机辅助分子设计浮选黄铜矿黄铁矿

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