儀器分析論文范文
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第1篇
儀器分析課程涉及的儀器設備較多，每種分析方法的原理各不相同，所使用的儀器也不同。每次在講授新方法之前，讓學生先進入實驗室，實地觀察一下相關的儀器設備，比如在講液相色譜前，讓學生先分組參觀液相色譜儀，并讓學生大概了解什么是輸液泵、進樣器、色譜柱、檢測器等，可以用學生手機把主要部件拍下來。在增強對儀器感性認識的同時，引發學生的思考：這個儀器能做什么？各個儀器部件又分別有什么作用？在接下來的理論課上，再有針對性地介紹儀器各個部件的作用、分析原理、分析流程等。學生根據對液相色譜儀的感性認識，再結合自己所拍攝的儀器照片，以及事先查閱、了解的知識和存在的疑問在聽課過程中把抽象的理論知識和實物聯系起來，以更好地理解和掌握有關知識點。
（二）以關鍵詞開始每堂課
在每次課前，先通過電子郵件將本次課的關鍵詞發給學生，讓學生自己翻閱教材或參考書來對關鍵詞進行解釋，上課時以提問的方式進行檢查。這種方式使學生可以對本次課的內容先有大致的了解，同時也促進了學生的課前預習活動。這些關鍵詞要能核心地體現本次課所要表達的主要內容。比如在色譜分析法概論這一部分，給出的關鍵詞是：色譜柱、固定相、流動相、分配系數、色譜峰、保留值、峰面積（峰高）。在講課過程中用通俗易懂的語言把這些關鍵詞解釋清楚并聯系起來。比如對色譜柱的形象解釋就是“步行街”，固定相就是“街兩側的店鋪”，保留值則為“購物時間”等等。從我們的日常生活出發，通過對這些關鍵詞的解釋，使學生明白色譜分析的目的是“讓一群從步行街一端進去購物的人，最后單獨地、有序地從步行街另一端出來”，進而基本掌握分離是如何實現的（即分離原理），混合物分離后呈現什么樣的圖形表現形式，如何根據所得結果進行定性和定量分析等等。通過形象的比喻，增強課堂的趣味性，從而激發學生的求知欲。在每次課程結束之前，再讓學生把這些關鍵詞串講一遍，這樣既能鞏固本堂課所學內容，又能檢查聽課效果，及時發現問題。
（三）教會學生查閱文獻
和教材相比，學術期刊上的文章顯然要與時俱進得多，而且內容也更為凝練。但本科生大多沒有科研經歷，主動查閱文獻的并不多。每次講完一種分析方法，筆者都會安排一些時間和學生一起學習1~2篇該方法的文獻，文獻一般為權威期刊并且是最新發表的。在學習文獻時留給學生幾個問題，讓他們帶著問題去看。比如在學習文獻［3］時，留的問題是：（1）該方法的色譜分析條件是什么？（2）為什么要采用程序升溫？（3）采用的是什么定量方法？（4）什么是加標回收試驗？其作用是什么？通過文獻學習，一方面可以加深學生對課堂上所講知識點的理解，另一方面，可以開闊學生的眼界，提高他們運用理論知識解決實際問題的能力，讓學生真切感受到該課程的重要作用，從而進一步增強他們學好這門課的信心和決心。
（四）重視實驗報告的撰寫
實驗教學是理論課的重要補充，而實驗結束后的實驗報告則是實驗教學過程的一個重要環節。以往的實驗課學生只考慮實驗操作成功與否，是否獲得理想的實驗結果，實驗報告書寫流于形式，相互抄襲現象普遍存在。如何提高學生對實驗課的興趣，使他們主動投入到對實驗方法、步驟和結果的設計與分析中，增強學生科研意識、培養科研思維，是多數教師面臨的問題。國家教育部《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》文件中提出要“創造條件使學生較早地參與科學研究和創新活動”。因此，筆者從學生書寫實驗報告入手，按科研論文寫作格式要求，注重培養、提高學生的科技論文寫作水平。以“可見分光光度法測定樣品中的總鐵—分析測試條件的選擇”為例，實驗需要對工作波長、顯色劑用量、顯色時間以及溶液酸度進行優化選擇，并要求每個實驗小組成員任選一項進行實驗，然后只針對自己所做部分項目來寫實驗報告。實驗報告要求涵蓋：為什么要對工作波長/顯色劑用量/顯色時間/溶液酸度進行優化？實驗過程中遇到哪些問題以及如何解決？通過該實驗有哪些收獲？還有哪些方法可進行總鐵的測定？由于實驗講義里只有簡單的目的、原理介紹，所以學生要想回答這些問題，必須查閱相關資料、認真實驗、思考和總結。另外，對實驗所涉及儀器的品牌型號、主要試劑的廠家級別也要一一注明。實驗結果里出現的圖表也要完全按照科研論文的規范格式來處理。在報告評價標準方面，把是否符合科研論文寫作基本要求納入評價中，比如寫作格式的規范性，敘述的邏輯性、嚴謹性，表達的客觀性等均納入評價體系。
（五）按儀器分組實訓
實驗課受學時所限，大多為驗證性實驗，學生只需按既定步驟操作即可，難有主動性和趣味性。針對這種情況，筆者利用現有條件，根據學生對儀器的不同興趣分組，如氣相色譜組、雙光束紫外可見分光光度計組、液相色譜組等，利用空余時間進行分組實訓。這種實訓自由度較大，以學生自愿參與為原則。教師先給每個實驗組一個較寬泛的題目，然后由組內學生分頭查閱文獻資料，寫出1~3個實驗項目，教師根據現有條件和可操作性對項目的內容、方法等進行選擇和修改，然后讓學生進入實驗室利用各種儀器開展自己的實驗項目。多數儀器由于實驗課已經接觸過，所以學生參考儀器使用說明就可使用。對于大型精密儀器，比如色譜儀等，由于結構較復雜，價格也相對昂貴，在學生使用時還應有相關教師在場指導。實訓項目綜合性較強，由于是在課余時間進行，因此從樣品的前處理到最后的實驗數據分析以及研究論文的撰寫，1個項目大概需要2～3周甚至更長的時間來完成。但是，和固定的實驗課相比，學生普遍感覺實訓收獲大、體會多、印象深。一個實訓項目的完成，不僅可以學會相應儀器的使用和簡單故障的處理，更可以收獲獨立思考、分析問題和解決問題的能力。
（六）適當安排討論課
第2篇
1．1課程設計理念
“儀器分析實驗”是應用化學專業必修的基礎課程之一，它是分析化學不可分割的重要組成部分。通過本課程的學習，學生比較系統地掌握儀器分析的基本理論和操作，能根據不同儀器的性能、不同分析對象選擇合適的分析方法。能夠運用分析技術解決生產和科研的實際問題，并初步具備從事儀器分析方面研究工作的方法與能力。為此，我們的設計理念是“夯實基礎，綜合訓練，創新提高，實踐應用”。“夯實基礎”要求所有學生都要完成基礎性實驗，加深理解儀器分析的基本原理，掌握大型儀器的使用方法;“綜合訓練”是指每個學生必須完成部分綜合性實驗，能夠綜合運用所學的知識和各種儀器分析測定實際樣品，掌握常用的樣品前處理方法;“創新提高”是指學生自主選擇1－2個創新性實驗，課下完成，針對生產生活實際中的某個問題，查閱文獻，設計實驗方案，優化實驗條件，得到產品，進行表征或測定，并評價其使用效果，無論成功與否，都要給出合理的解釋。通過這樣的訓練，可以培養學生的問題意識和創新能力，為下一步畢業論文和今后的研究生學習奠定基礎。“實踐應用”是指學生通過見習實習，加深理解課堂上所學的知識;更重要的是利用學到的基本理論和分析方法去解決生產生活中遇到的實際問題，增強綜合應用能力。
1．2課時安排
在2011版應用化學專業培養方案中，儀器分析實驗在第5學期與儀器分析課同時開設，安排在無機化學及實驗、有機化學及實驗、分析化學及實驗等基礎課程之后，48學時，開設12個實驗項目，教學大綱提供了26個項目，其他實驗項目作為開放實驗，供有興趣的學生課下完成。
1．3課程體系
近年來，我們緊緊圍繞應用型人才和創新型人才培養目標，按照儀器分析實驗的要求，課程組以教育部精品課程建設宗旨為指導，以學生實驗能力和創新能力培養為切入點，對儀器分析實驗課程目標和教學內容進行了一系列改革，形成了相對獨立的由基礎性、綜合性與創新性實驗以及實踐實訓構成的課程新體系，體現了從易到難、從簡單到綜合、從基本技能訓練到創新能力養成的認知發展規律。
(1)基礎性實驗
共有8個基礎性實驗，其中6個為必做實驗。該類實驗針對基本的分析方法，選擇常用的儀器，開設較為簡單的實驗，目的是讓學生學習和掌握大型儀器的使用方法和基本操作，了解儀器的基本結構，學會記錄和分析處理數據，為養成良好的科學素養打下基礎。通過第一層次的實驗，強化了學生的動手能力和操作技能，并為后續實驗奠定了基礎。
(2)綜合性實驗
2個綜合性實驗為學生必做實驗，其余10個為選做實驗。綜合性實驗包括樣品前處理和分析測定兩部分。目的是讓學生進一步熟悉原有儀器的使用，學習新型儀器的操作，如氣質聯用儀、液質聯用儀、X－射線衍射儀等，掌握常用的樣品前處理方法，培養學生綜合運用知識解決問題的能力。
(3)創新性實驗
該類實驗難度較大，教師精選生產生活實際中的問題，只給出實驗要求。學生必須進行社會調查、查閱文獻、設計方案、獨立完成實驗、分析數據、得出結論。這類實驗以開放性實驗開出，與大學生創新訓練項目、教師科研課題相結合，培養學生的創新能力和科研意識。
(4)實踐實訓
為了實現應用型人才的培養目標，課程組非常重視學生的實踐實訓工作，積極開展第二課堂。結合環保主題開展臨沂市水質調研、土壤中重金屬污染情況的調查，對水質的各種指標和土壤中重金屬離子的含量進行測定。學生查閱文獻設計方案，不同小組可以選用不同的儀器進行測定，進一步熟悉氣相色譜儀、液相色譜儀、ICP－OES光譜儀、原子吸收光度計和原子熒光光度計的使用，掌握樣品的前處理方法。比較不同小組的測定結果，并與國家標準對照，確定水或土壤是否被污染。2011年，我們組織的臨沂大學沂河水質調研團獲山東省暑期“三下鄉”社會實踐優秀服務隊。充分利用現有的實習學生進行參觀學習或實習，在實踐中開闊視野，學習了解先進的分析儀器。學生在學習儀器分析之前，接觸到的分析儀器都是玻璃儀器，復雜一點的就是紫外－可見分光光度計，所以對于大型儀器非常陌生。開始新課前，我們組織學生分組到儀器分析實驗室和分析測試中心，見識將要用到的大型儀器，對于學校沒有的較先進的儀器，就帶學生去實習單位參觀，了解分析化學的應用領域，大型儀器在現代分析中的重要地位，明確儀器分析要解決的問題，讓學生帶著實際問題學習，增強學習的目的性和針對性，提高學習效果。教學結束時，部分有興趣的學生，可以再去實習基地見習或實習1～2周，用學到的知識去解決問題，對實際樣品進行處理和測定，深刻體會學有所用、學有所成的道理。大四下學期，所有的學生都要去基地實習2－3個月，實習期間，學生進行系統的訓練，從設計方案，到優化條件，最終建立一種靈敏度較高、選擇性較好的分析方法，或者對已有的方法進行改進，在校內教師和基地老師的指導下完成畢業論文。
2儀器分析實驗課程內容
為了適應不斷發展變化的社會需求和人才培養需要，我們積極吸收行業企業參與課程內容和課程體系改革，臨沂市環境監測站、臨沂市出入境檢驗檢疫局、臨沂市產品質量監督檢驗所、臨沂市藥品檢驗所等監測部門、山東金正大生態工程股份有限公司、魯南制藥集團股份有限公司、天津藥明康德新藥開發有限公司、山東濰坊潤豐化工有限公司等企業對儀器分析實驗項目的設置提出了修改建議。我們主要從以下幾方面對實驗內容進行了修訂。
2．1從生產生活實際出發選擇實驗內容
儀器分析實驗教學的內容要貼近生活、生產實際，強調知識的應用和內容的開放性，這樣才能激發學生的好奇心，從而引起對實驗的興趣。討論問題不能一味地從理論知識開始，應注重從與知識相關的應用和技術以及社會的角度進行思考，從項目(主題)及應用性的問題出發，根據需要合理選擇實驗內容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以選擇頭發中微量元素含量的測定，雙波長紫外分光光度法測定復方磺胺甲噁唑片中磺胺甲噁唑含量，循環伏安法可以選擇各種飲料中葡萄糖含量的測定，既保證了實用性，又增加了前處理的內容。對于社會上出現的一些熱點問題將其有選擇性地融入儀器分析實驗教學中，如假藥的檢測、蘇丹紅及三聚氰胺的分析等此類探索研究性實驗，作為開放性實驗，對一些有濃厚興趣且基礎較好的學生單獨開放。學生通過實驗可以體會到儀器分析實驗在社會生產和生活中的巨大作用，以及給社會生活帶來的便利，并且認識到，如果不合理地利用科學技術，它會給人類帶來危害，甚至是災難，讓學生關注與科學有關的社會問題，增強社會責任感。
2．2刪除陳舊的內容，增加新技術新方法
傳統的儀器分析實驗內容多是一些驗證性和低層次的常規實驗，與現代實驗方法技術和現實應用等相差較遠，無法調動學生學習實驗課的興趣和積極性。在實驗課的教學過程中，必須結合科學發展前沿介紹本學科的新理論、新方法，以及本學科與其他相關學科的關系。以基礎理論為主線，以典型的實驗為重點，以實際操作為核心，在集中講授研究成熟、應用性廣泛的儀器方法的同時，要讓學生通過查閱文獻，掌握現代儀器理論的最新動態，了解本學科涌現的新知識、新技術、新方法，使學生受到現代科學技術的熏陶。基于這一想法，我們增加了有關新儀器、新方法、新技術的實驗，如“吹掃捕集－氣相色譜/質譜法測定水中苯系物的組成”、“松果菊中組分的LC/MS分析”、“流動注射化學發光法檢測DNA”、“基于納米金比色分析法測定中藥材中的汞離子”等。
2．3提高綜合性實驗和創新性實驗的比例
不少學生希望老師把更多的思維空間留給他們，讓他們有獨立思考的機會。為此我們嘗試把學生的一些基礎實驗設計成研究型實驗，把科學前沿領域的知識引入學生實驗中來，增加創新性實驗，旨在調動學生的積極性，培養學生的綜合能力。例如“HPLC法測定中藥材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌劑含量”、“葉綠素的提取分離及葉綠素金屬絡合物的合成與鑒定”、“固相萃取－HPLC檢測土壤中的三嗪類除草劑”等。通過實驗，學生很好的掌握了樣本的提取與預處理，以及氣相色譜、液相色譜、紫外－可見分光光度計、原子吸收分光光度計等儀器的使用和注意事項，初步具備了實驗方案制定的能力，并對現代儀器的原理、結構和操作有了更深一步的了解。
2．4及時將教師的科研成果轉化為實驗內容
課程組教師堅持以教學為中心，教學與科研相互促進，積極開展科研工作，形成了幾個較為穩定的研究方向:生命化學分析、納米改性與傳感、環境分析、天然產物分離與分析。課程組充分利用科研優勢推動教學改革和實驗內容的更新，部分教師的研究成果已經成為儀器分析實驗的重要組成部分。例如，“流動注射化學發光法檢測DNA”來源于生命化學分析研究方向，“毛細管電泳法測定阿司匹林中水楊酸的含量”、“松果菊中組分的LC/MS分析”等實驗項目來源于天然產物分離與分析方向，“基于納米金比色分析法測定水中的汞離子”、“稀土摻雜TiO2光催化劑制備及光催化活性的研究”來源于納米改性與傳感方向，“土壤中砷的形態分析”，“金屬離子印跡聚合物的制備及水中鎘離子的測定”等實驗項目來源于環境分析化學方向。這些實驗項目的實施，既完善了實驗教學體系，又充實了實驗內容，有助于學生了解科學研究的過程，激發參與教師科研課題的熱情。
3結語
第3篇
我們根據實驗室儀器設備實際情況，組織儀器分析理論課程教師、實驗課程教師及實驗教學輔助人員共同編寫了實驗講義作為主要教材，包括了一些現實意義大、實踐性和可操作性強的實驗內容，共計16個實驗項目，其中11個為基礎性實驗，5個為綜合性實驗。這些實驗內容突出了儀器分析化學基本理論的實用性與綜合性。在教材內容的編排上，在每個實驗內容后附上了各實驗所應用到的分析儀器的操作規程，以便于學生能夠熟練操作實驗儀器。通過多年的教學實踐與不斷完善，該教材的使用獲得了學生們的認可，取得了良好的教學效果，基本達到了全面提高學生實驗技能和培養創新能力的目的。隨著新內容、新方法、新儀器的引入，還需要對教材不斷加以補充更新，以更好地提高實驗教學效果。
2確立實驗教師實驗預試、學生實驗預習制度
實驗教學小組確立了實驗預試制度。每次實驗前，實驗指導教師集體預做一次實驗，大家根據預試實驗的結果和現象，總結實驗，討論、研究實驗過程中出現各種異常的可能與原因，明確實驗目的、要求和有關注意事項，充分把握哪些實驗步驟是決定實驗成敗的關鍵，切實掌握各項操作的規范與要領。通過預實驗還可以檢查實驗儀器的運行和配備情況，檢查試劑配置是否得當，從而保證了后續實驗課程的順利進行。為提高實驗效果，讓學生在實驗前做好預習并寫好預習報告是必不可少的環節。作為儀器分析實驗更要強調做好實驗前預習。一方面大多儀器設備價格較昂貴，操作程序和界面相對復雜，學生存在畏懼心理;另一方面實驗的目的就是理論與實踐相結合，通過實踐加深對理論的認識和理解。只有做好實驗預習，才能避免實驗過程“照葫蘆畫瓢”的現象發生。要求學生通過書寫預習報告簡單了解實驗目的、內容、基本原理、儀器結構原理、實驗注意事項等，做到心中有數，有一定印象。實驗基本原理及儀器的組成部分及主要功能一定要重點預習，因為這是儀器設計原理或儀器框架結構的依據。見到儀器設備后，再與理論知識相對應，學習效率會大大提升。為保證學生實驗預習的效果，課前將對預習報告進行檢查，并進行適當的提問，檢查的情況將作為實驗成績考核的其中一項。
3精心設計實驗教學過程，加強各環節實驗指導
實驗課教師在學生實驗前的講解是必不可少的，但不可能像理論課一樣詳細講解，關鍵是怎么講，重點講哪些，才能提高教學效果，引起學生的興趣、積極性。課堂上教師講述各種分析方法原理和儀器結構部件時，難免抽象乏味，難于理解。當學生有了一定的理論基礎后，在實驗室面對儀器再進行講解，這個問題會迎刃而解。實驗課教學內容的講述過程可分為四步進行。第一步是先要簡明扼要地講清方法原理;第二步結合儀器講解儀器結構組成和各部分的主要功能，講解時盡量能讓學生直觀的看到儀器的結構組成。由于現代儀器自動化、集成化程度較高，很多部分難以直觀的觀察到，這種情況下可以充分利用實驗室淘汰閑置的舊儀器設備，將儀器設備分解、拆開，作為輔助教學工具進行使用;第三步是結合實驗內容講解具體的實踐操作和儀器操作步驟，指導教師應親自動手操作儀器設備，演示儀器的功能、操作方法;第四步是強調實驗的注意事項尤其是安全問題。如做原子吸收分光光度法實驗時開、關乙炔燃氣和空氣助燃氣先后順序問題;在做ICP實驗中樣品消解時，微波消解儀的使用注意事項;氣相色譜中，載氣要先開后關等。給同學們講清楚可能造成的影響、危險以及對儀器的損害等不良后果，提醒學生們在操作中更加細心。在學生實驗時，仍會有部分學生“迷迷糊糊”，少數學生不夠積極主動去操作，也會有少數學生存在膽怯心理，擔心安全或怕把貴重的儀器弄壞，導致實驗時畏手畏腳等現象，因此一定要嚴格要求，不訓斥多鼓勵，加強指導，發現問題及時糾正。在實驗過程中指導教師既可以主動提問和啟發，引導學生思考，也可以通過師生討論等形式把相關的基礎知識、生產和生活中的一些應用實例結合進來講，活躍實驗氣氛，這樣既可加深學生對實驗原理的理解，擴展知識面，還可以提高實驗興趣。指導教師在注意學生儀器操作的同時，也應注意觀察試劑配制和樣品處理等基本操作。在儀器分析實驗時，學生往往對基本操作重視不夠，如移液管的使用、標準系列溶液配制、樣品處理等。發現操作不規范，要及時糾正，讓學生養成規范地進行基本操作的良好習慣。要讓學生清楚這些基本操作對實驗結果的好壞程度與儀器操作同等重要。另外，指導學生利用計算機軟件處理數據、繪圖也是儀器分析實驗教學的一項任務。我們讓學生將所得到的實驗數據輸入到計算機內，指導學生利用excel或者ori-gin軟件現場進行數據處理、作圖，讓學生逐步學會利用計算機軟件處理實驗數據，培養其計算機應用能力，同時對其實驗數據進行分析、評價，對數據中出現的異常，分析其產生的原因。現場處理數據所得結果作為評價實驗成績的一項重要參考。
4儀器設備實行開放式管理，培養學生實踐動手能力
開放實驗室可彌補傳統教學培養模式的不足，有利于提高實驗教學質量和學生的實驗動手能力，有利于提高實驗室設備和資源的利用率［4］。為提高資源的使用效益，使學生的實踐動手能力得到進一步的鍛煉，儀器分析實驗室的儀器設備實行開放式管理。學生在進行大學生創新項目、學校SRT項目、畢業論文設計或者是參與教師的科研課題時，可根據需要向實驗中心預約使用儀器設備。但大型儀器設備的使用與維護與開放實驗室存在著一定的矛盾。為了保障儀器分析實驗室的開放和大型儀器設備的正常運轉，學院引入了“大型儀器綜合管理平臺”系統。該系統可通過校園網實現對實驗室和儀器設備全過程信息化管理。管理上采用指導教師負責，學生資格審查準入制度。獲得使用資格的學生可以通過校園網進入化學實驗教學中心大型儀器管理系統，預約使用時間，并在預約的時間內，刷校園卡上機，獨立操作儀器設備完成實驗。資格審核以及儀器使用信息的在線管理對于學生能夠起到正面的督促作用，由于責任到人，能促使使用人認真的學習儀器的操作規程，小心謹慎的進行儀器操作，有利于提升學生的實踐動手能力和責任心，并且保證了大型儀器設備的正常運轉。
5提升教學質量需進一步采取的措施
為了進一步提升儀器分析實驗課的教學質量，在現有水平和成績的基礎上更進一步，保持一個良好的發展勢頭，還應該注意以下三個方面:(1)隨著科技的進步，新儀器、新方法不斷出現，要使學生能夠及時了解新方法和新技術，就必須不斷增加與新儀器、新技術相適應的教學內容，而如果沒有相應的儀器設備是做不到這些的，因此，實驗教學用的儀器設備的更新、添置也應當做到“與時俱進”。(2)實驗內容要不斷更新。尤其要與實際生活和科研相結合，把一些科研成果轉化為實驗內容，或讓學生用儀器方法解決有關科研和實際生活中的一些問題。還可開設一些比較大的綜合性實驗。通過聯合使用多種儀器方法解決問題，使學生得到較為全面的儀器方法訓練。(3)發展和完善虛擬仿真實驗室。“虛擬實驗室”的出現和發展對儀器分析的教學顯示出有效的輔助和促進作用［5］。“虛擬實驗室”可以模擬實驗現象和操作流程，讓學生有針對性地熟悉和操作各類大型儀器設備，能夠彌補實驗條件有限帶來的弊端。雖然“虛擬實驗室”無法代替真實的實驗環境，但作為一種虛擬的、直觀的、靈活的輔助技術和手段在儀器分析實驗教學中有著獨特的優勢。可以在很大程度上緩解由于實驗條件和客觀資源的缺乏對學生儀器分析實驗需求的限制，使學生有機會了解高新儀器，觀察儀器的內部結構與原理。發展和不斷完善“虛擬實驗室”，充分發揮其教學輔助作用，也是搞好儀器分析化學實驗課程教學的一項重要措施。
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