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        化學(xué)計(jì)量學(xué)結(jié)合加權(quán)TOPSIS模型評(píng)價(jià)不同產(chǎn)地野鴉椿質(zhì)量

        2025-08-18 00:00:00高雨秋鄭帥于雪鄒桂華張凱
        中國(guó)藥房 2025年14期
        關(guān)鍵詞:果酸含量

        中圖分類(lèi)號(hào) R917;R284.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼A 文章編號(hào) 1001-0408(2025)14-1755-05

        DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2025.14.11

        ABSTRACTOBJECTIVEToevaluatethequalityof Euscaphis japonica fromdiferent habitats.METHODSTherelative correctinfactorsofgallcacid,protocatechuicacid,elagicacid,isoquercitrin,astragalinandapigeninwerecalculatedwith quercetias theinternalreference;therelativecorrction factorsofeuscaphicacid,oleanolicacid,stigmasteroland β -sitosterol werealsocalculatedwithursolicacidastheinternalreference.Thecontentsof12componentsin18batchesofsampleswere calculatedbyQAMSmethodandwerecomparedwithexternalstandardmethod.Atthesametime,thecontentsofwater-soluble extract,alcohol-soluble extract,total ash and acid-insoluble ash were detected.The quality of E :japonica was evaluated by principalcomponentanalysis(PCA),orthogonalpartialleastsquares-discriminantanalysis(OPS-DA),andweightedtechnique fororderpreference bysimilaritytoidealsolution(TOPSIS)method.RESULTSTherewas no significant diferencebetweenthe resultsofQAMSmethodandexteralstandardmethodforthe12componentsinthe18batchesofsamples.However,notable content variations were observed among diferent batchesof samples.Theresultsof PCAand OPLS-DAshowedthat S1-S7,S8- S12,andS13-S18wereclustered intoonecategoryrespectively.Sevenkeycharacteristiccomponentsvariableimportancein projection values gt;1 ,euscaphic acid,ursolic acid,protocatechuic acid,apigenin, β -sitosterol, isoquercitrin,and oleanolic acid, respectively.Theanalysisresultsofthe weightedTOPSIS methodrevealedthattherelativeclosenessforevaluating thequalityof18 batches of samples ranged from 0.283 5 to 0.644 1,with the samples of E japonica from Fengjie,Chongqing,demonstrating the highestquality.CONCLUSIONS Theestablished methodisaccurateandfeasible,whichcanbeused forthequalityevaluationof E. japonica combined with chemometricsand weighted TOPSIS model.

        KEYWORDS Euscaphis japonica;QAMS;chemometrics; weighted TOPSISmethod;quality evaluation

        野鴉椿為省沽油科植物野鴉椿Euscaphisjaponica(Thunb.exRoem.amp;Schult.)Kanitz的干燥成熟果實(shí),除西北各省外,全國(guó)均產(chǎn)]。野鴉椿主要含有酚酸類(lèi)、黃酮類(lèi)、三萜類(lèi)等成分,具有理氣止痛、消腫散結(jié)、祛風(fēng)止癢等作用,臨床可用于治療頭痛、眩暈、胃痛、脫肛、子宮下垂等[2]。野鴉椿收錄于地方標(biāo)準(zhǔn)[3-41,但這些標(biāo)準(zhǔn)均未涉及含量測(cè)定項(xiàng)。目前,雖然已有關(guān)于野鴉椿指紋圖譜或少數(shù)幾個(gè)成分定量分析的報(bào)道5-,但均不能表征其內(nèi)在的整體質(zhì)量。沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸等酚酸類(lèi),異槲皮昔、紫云英苷、槲皮素、芹菜素等黃酮類(lèi),野鴉椿酸、齊墩果酸、熊果酸等三萜類(lèi)及豆甾醇 B -谷甾醇等甾醇類(lèi)為野鴉椿發(fā)揮臨床療效的主要活性成分,故本研究選取上述成分為含量測(cè)定指標(biāo)。

        一測(cè)多評(píng)(quantitative analysis of multi-componentsbysingle-marker,QAMS)法能實(shí)現(xiàn)多指標(biāo)成分同時(shí)檢測(cè),縮短檢測(cè)周期,降低成本。本研究以重慶、云南、四川等產(chǎn)地的18批野鴉椿藥材為樣品,采用QAMS法檢測(cè)野鴉椿中沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、槲皮素、芹菜素、野鴉椿酸、齊墩果酸、熊果酸、豆甾醇和 β -谷甾醇的含量,同時(shí)測(cè)定水溶性浸出物、醇溶性浸出物、總灰分、酸不溶性灰分的含量;基于上述16個(gè)指標(biāo)含量,結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)和加權(quán)逼近理想解排序(technique for order preference bysimilarity to ideal solu-tion,TOPSIS)法構(gòu)建不同產(chǎn)地野鴉椿質(zhì)量差異評(píng)估模型,旨在為野鴉椿質(zhì)量評(píng)價(jià)提供參考。

        1材料

        1.1 主要儀器

        本研究所用主要儀器包括Waters2690/5-2998型高效液相色譜(HPLC)儀(美國(guó)Waters公司)、Agilent1200型HPLC儀(美國(guó)Agilent公司)KQ-300DV型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)、MS205DU型電子分析天平(瑞士MettlerToledo公司)等。

        1.2 主要藥品與試劑

        熊果酸、槲皮素、芹菜素、原兒茶酸、沒(méi)食子酸、齊墩果酸、異槲皮苷 ,β -谷甾醇和鞣花酸對(duì)照品(批號(hào)分別為110742-202424、100081-202411、111901-202205、110809-202207、110831-202408、110709-202109、111809-202205、110851-201909、111959-201903,純度分別為 99.7%.98.7% 、98.496.97.5%.96.5%.95.8%.96.3%.92.7%.88.8% )均購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院;紫云英苷、豆甾醇和野鴉椿酸對(duì)照品(批號(hào)分別為PRF9072622、PRF10032922、PRF22061404,純度均大于 95.0% )均購(gòu)自成都普瑞法科技開(kāi)發(fā)有限公司;乙腈(色譜純)和磷酸均購(gòu)自德國(guó)默克公司。18批野鴉椿藥材(編號(hào) s1~S18 均經(jīng)牡丹江醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院鄒桂華副教授根據(jù)重慶市中藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)鑒定,為省沽油科植物野鴉椿E.japonica(Thunb.exRoem.amp;Schult.Kanitz的干燥成熟果實(shí)。藥材的采集信息見(jiàn)表1。

        表118批野鴉椿藥材的采集信息

        2方法與結(jié)果

        2.1 野鴉椿中12個(gè)成分的含量測(cè)定

        2.1.1 供試品溶液的制備

        取野鴉椿藥材粉末約 0.5g ,精密稱(chēng)定,置于具塞錐形瓶中,精密加入 70% 甲醇 25mL ,稱(chēng)重,超聲 45min ,冷卻,用 70% 甲醇補(bǔ)足減失的質(zhì)量,搖勻,過(guò)濾,即得。

        2.1.2 混合對(duì)照品溶液的制備

        取沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、槲皮素、芹菜素、野鴉椿酸、齊墩果酸、熊果酸、豆甾醇和 β -谷留醇對(duì)照品各適量,精密稱(chēng)定,用 70% 甲醇稀釋后混勻,制成上述各成分質(zhì)量濃度分別為0.116、 0.830、0.046、0.072mg/mL 的單一對(duì)照品貯備液;分別精密吸取上述各單一對(duì)照品貯備液 1mL ,置于 20mL 容量瓶中,用 70% 甲醇定容,搖勻,即得各成分質(zhì)量濃度分別為 5.80,29.50,15.40,20.80,9.20,23.50,10.60,31.80, 25.90,41.50,2.30,3.60,μg/mL 的混合對(duì)照品溶液。

        2.1.3 色譜條件

        以Hypersil Gold C18(250mm×4.6mm,5μm) 為色譜柱;以 0.1% 磷酸(A)-乙腈(B)為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫( 0~9min 21.0%B 9~35min , 21.0%B62.0%B 35~ 58min,62.0%-…86.0%8;58~65min,86.0%B21.0%B) :檢測(cè)波長(zhǎng)為 254nm (沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異皮苷、紫云英苷、槲皮素和芹菜素)和 210nm (野鴉椿酸、齊墩果酸、熊果酸、豆甾醇和 β -谷甾醇);柱溫為 30°C 流速為 1.0mL/min ;進(jìn)樣量為 10μL 。該色譜條件下,混合對(duì)照品溶液和供試品溶液(編號(hào)S1)的色譜圖見(jiàn)圖1。

        2.1.4線性關(guān)系考察

        取“2.1.2”項(xiàng)下各單一對(duì)照品貯備液適量,用 70% 甲醇逐級(jí)稀釋?zhuān)频?個(gè)不同質(zhì)量濃度的系列對(duì)照品工作溶液。按“2.1.3\"項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測(cè)定,記錄峰面積。以對(duì)照品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo) (x) 、峰面積為縱坐標(biāo) (y) 進(jìn)行線性回歸。結(jié)果見(jiàn)表2。

        2.1.5精密度、穩(wěn)定性及重復(fù)性試驗(yàn)

        取“2.1.1\"項(xiàng)下供試品溶液(編號(hào)S1),按“2.1.3\"項(xiàng)下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣測(cè)定6次,記錄峰面積,考察精密度;取\"2.1.1\"項(xiàng)下供試品溶液(編號(hào)S1),于室溫下放置0、4、8、12、16、20、24h時(shí)進(jìn)樣測(cè)定,記錄峰面積,考察穩(wěn)定性;另取同一批野鴉椿樣品(編號(hào)S1)適量,按“2.1.1\"項(xiàng)下方法制備供試品溶液,共6份,進(jìn)樣測(cè)定,記錄峰面積并按外標(biāo)法(external standardmethod,ESM)[o]計(jì)算含量,考察重復(fù)性。結(jié)果顯示,沒(méi)食子酸等12個(gè)成分在精密度、穩(wěn)定性和重復(fù)性試驗(yàn)中峰面積或含量的RSD均小于 2.0%(n=6 或 n=7 )。

        圖1野鴉椿供試品溶液和混合對(duì)照品溶液的HPLC圖

        表2沒(méi)食子酸等12個(gè)成分的回歸方程與線性范圍

        1:沒(méi)食子酸;2:原兒茶酸;3:鞣花酸;4:異槲皮苷;5:紫云英苷;6:槲皮素;7:芹菜素;8:野鴉椿酸;9:齊墩果酸;10:熊果酸;11:豆甾醇;12:β-谷甾醇。

        2.1.6 加樣回收率試驗(yàn)

        取已知成分含量的野鴉椿樣品(編號(hào)S1)粉末,共9份,每份約 0.25g ,精密稱(chēng)定,按已知成分含量的 80% 、100%.120% 加入混合對(duì)照品溶液,再按\"2.1.1\"項(xiàng)下方法制備供試品溶液,每個(gè)比例制備3份,按\"2.1.3\"項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測(cè)定,記錄峰面積并計(jì)算加樣回收率。結(jié)果顯示,沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、槲皮素、芹菜素、野鴉椿酸、齊墩果酸、熊果酸、豆甾醇和β -谷甾醇的平均加樣回收率分別為 97.59%.99.65% 199.12% 、 100.03% 、 97.75% 、 99.70% 1 97.89% 、 100.13% 、98.84% / 100.02% 、 97.33% 、 96.98% ,RSD均小于 2.0% ( n=3 )。

        2.1.7 相對(duì)校正因子的計(jì)算

        取\"2.1.4\"項(xiàng)下6個(gè)不同質(zhì)量濃度的系列對(duì)照品工作溶液,按“2.1.3”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測(cè)定,記錄峰面積。以槲皮素為內(nèi)參物,計(jì)算沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、芹菜素的相對(duì)校正因子 (f) ;以熊果酸為內(nèi)參物,計(jì)算野鴉椿酸、齊墩果酸、豆甾醇 ??β 谷甾醇的f。f=PixA ,式中 ρs 和 ρi 為內(nèi)參物和其他成分的質(zhì)量濃度, As 和 Ai 為內(nèi)參物和其他成分的峰面積[]。結(jié)果顯示,沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、芹菜素、野鴉椿酸、齊墩果酸、豆甾醇 ??β -谷甾醇的 f 分別為 1.5037,1.0405,1.2023,1.0948,1.3689,1.2435, 0.8527、0.8402、1.4344、1.3387,RSD均小于 2.0% (n=6 。

        2.1.8不同儀器和色譜柱對(duì) f 的影響

        精密量取“2.1.2\"項(xiàng)下混合對(duì)照品溶液,按“2.1.3\"項(xiàng)下色譜條件,以不同色譜柱(Hypersil Gold C18 Luna C18 、ZORBAX RX-C18 )在不同HPLC儀(Waters2690/5-2998型和Agilent1200型)中進(jìn)樣測(cè)定,記錄峰面積,按\"2.1.7\"項(xiàng)下方法計(jì)算 f 。結(jié)果顯示,沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、芹菜素、野鴉椿酸、齊墩果酸、豆甾醇 ,β -谷甾醇的平均 f 分別為 1.5053.1.0400 、1.2019,1.0954,1.3610,1.2421,0.8567,0.8419,1.4378, 1.3368,RSD均小于 2.0%(n=6) 。

        2.1.9 不同儀器和色譜柱對(duì)各成分相對(duì)保留時(shí)間的影響

        記錄“2.1.8”項(xiàng)下沒(méi)食子酸等12個(gè)成分色譜峰的保留時(shí)間,以槲皮素為內(nèi)參物,計(jì)算沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮昔、紫云英昔、芹菜素的相對(duì)保留時(shí)間;以熊果酸為內(nèi)參物,計(jì)算野鴉椿酸、齊墩果酸、豆甾醇和β -谷甾醇的相對(duì)保留時(shí)間。結(jié)果顯示,沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、芹菜素、野鴉椿酸、齊墩果酸、豆甾醇 ,β. -谷甾醇的平均相對(duì)保留時(shí)間分別為 0.450 3、0.541 3、0.628 3、0.736 6、0.854 6、1.040 9. 0.7933、0.8755、1.0737、1.1322,RSD均小于 2.0% 0 )。

        2.1.10 樣品含量測(cè)定

        取18批野鴉椿樣品,按“2.1.1\"項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按\"2.1.3\"項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測(cè)定,分別按ESM[2]和QAMS法計(jì)算各成分的含量,每批樣品測(cè)定3次。運(yùn)用SPSS26.0軟件,采用 t 檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,檢驗(yàn)水準(zhǔn) α=0.05 。結(jié)果(表3)顯示,以槲皮素和熊果酸為內(nèi)參物時(shí),18批野鴉椿樣品中10個(gè)成分采用QAMS法與ESM測(cè)定的結(jié)果差異不顯著 Pgt;0.05 ),但不同批次樣品的含量差異較大,以豆甾醇和野鴉椿酸含量差異最顯著,其中重慶奉節(jié)縣(S16)產(chǎn)野鴉椿中槲皮素、原兒茶酸、紫云英昔、野鴉椿酸、齊墩果酸的含量均最高,但沒(méi)食子酸和異槲皮苷含量最低;江西崇義縣(S12)產(chǎn)野鴉椿中槲皮素、熊果酸、紫云英苷、齊墩果酸和 β. 谷甾醇含量均最低;江西大余縣產(chǎn)(S11)野鴉椿中沒(méi)食子酸和異槲皮苷含量均最高,但原兒茶酸、野鴉椿酸和豆甾醇含量均最低,這可能與野鴉椿采集地的氣候環(huán)境、生長(zhǎng)年限、采摘時(shí)間相關(guān)。

        2.2醇溶性浸出物、水溶性浸出物、總灰分和酸不溶性 灰分檢測(cè)

        按照2020年版《中國(guó)藥典》(四部)通則[2方法,分別檢測(cè)醇溶性浸出物、水溶性浸出物、總灰分和酸不溶性灰分的含量。結(jié)果顯示,18批野鴉椿樣品中醇溶性浸出物、水溶性浸出物、總灰分和酸不溶性灰分含量分別為13.2%~17.8%.19.3%~25.9%.2.6%~6.3%.0.5%~1.3% 符合《中國(guó)藥典》相關(guān)規(guī)定。

        2.3 主成分分析

        以18批野鴉椿樣品中16個(gè)指標(biāo)含量為變量,采用SPSS26.0軟件進(jìn)行主成分分析。結(jié)果顯示,有2個(gè)主成分的特征值 gt;1 ,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為 86.812% 。其中主成分1在沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、槲皮素、野鴉椿酸、齊墩果酸、熊果酸、豆甾醇、醇溶性浸出物、水溶性浸出物、總灰分和酸不溶性灰分上有較高的載荷值,特征值為12.061;主成分2在芹菜素和β -谷甾醇上有較高的載荷值,特征值為1.829。18批野鴉椿樣品的主成分分析得分圖(圖2)顯示,編號(hào) s1~ S7、S8~S12、S13~S18樣品分別聚為一類(lèi),組內(nèi)樣品散點(diǎn)相對(duì)集中。

        2.4正交偏最小二乘法-判別分析

        進(jìn)一步以16個(gè)指標(biāo)含量為變量,采用SIMCA14.1軟件進(jìn)行正交偏最小二乘法-判別分析(orthogonal par-tial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)。結(jié)果顯示,模型參數(shù) R2X,R2Y,Q2 依次為 0.971,0.912 和0.840,均大于0.5,提示該模型可用于不同產(chǎn)地野鴉椿的有監(jiān)督判別分析。OPLS-DA模型得分圖(見(jiàn)圖3)顯示,18批野鴉椿樣品分類(lèi)與主成分分析結(jié)果一致,且更明顯。以變量重要性投影(variable importance in projec-tion,VIP)值 gt;1 為篩選標(biāo)準(zhǔn)[13],共篩選出7個(gè)關(guān)鍵特征性成分,分別為野鴉椿酸、熊果酸、原兒茶酸、芹菜素、β -谷甾醇、異槲皮昔和齊墩果酸。結(jié)果見(jiàn)圖4。

        圖218批野鴉椿的主成分分析得分圖

        圖3 OPLS-DA模型得分圖

        2.5 加權(quán)TOPSIS模型評(píng)價(jià)

        采用加權(quán)TOPSIS法對(duì)野鴉椿中16個(gè)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[4,除總灰分和酸不溶性灰分為負(fù)向指標(biāo)外,其余14個(gè)均為正向指標(biāo);再以各指標(biāo)的VIP值為權(quán)重構(gòu)建加權(quán)決策矩陣,確定各指標(biāo)的最優(yōu)方案和最劣方案,最后計(jì)算最優(yōu)向量歐氏距離 (Db+) 、最差向量歐氏距離(Db-) 、相對(duì)貼近度 (Jb) 。結(jié)果見(jiàn)表4。

        表318批野鴉椿中沒(méi)食子酸等12個(gè)成分的含量測(cè)定結(jié)果 (n=3,mg/g)

        1:沒(méi)食子酸;2:原兒茶酸;3:鞣花酸;4:異槲皮苷;5:紫云英苷;6:槲皮素;7:芹菜素;8:野鴉椿酸;9:齊墩果酸;10:熊果酸;11:豆甾醇;12:β-谷甾醇;13:水溶性浸出物;14:醇溶性浸出物;15:總灰分;16:酸不溶性灰分。

        圖418批野鴉椿的OPLS-DAVIP圖

        表418批野鴉椿加權(quán)TOPSIS法分析結(jié)果

        3 討論

        3.1檢測(cè)方法的優(yōu)化

        本課題組前期在制備供試品溶液時(shí),以沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、槲皮素、芹菜素、野鴉椿酸、齊墩果酸、熊果酸、豆甾醇和 β -谷甾醇的綜合提取率為指標(biāo),考察了 50% 甲醇、 70% 甲醇、甲醇超聲提取 30,45,60min 時(shí)的提取效果。結(jié)果顯示,以 70% 甲醇超聲提取 45min 時(shí),上述12個(gè)成分的色譜響應(yīng)度較大,雜質(zhì)干擾最小。本研究采用紫外掃描對(duì)照品溶液時(shí),發(fā)現(xiàn)沒(méi)食子酸、原兒茶酸、鞣花酸、異槲皮苷、紫云英苷、槲皮素和芹菜素在 254nm 波長(zhǎng)處均有較強(qiáng)吸收;野鴉椿酸、齊墩果酸、熊果酸、豆甾醇和 β -谷甾醇則存在末端吸收,由于中藥材所含化學(xué)成分復(fù)雜,單一波長(zhǎng)檢測(cè)時(shí),不能體現(xiàn)所有特征峰,故最終采用 254nm 和 210nm 波長(zhǎng)切換法同步檢測(cè)上述12個(gè)成分的含量。

        3.2 內(nèi)參物的確定

        為降低不同檢測(cè)波長(zhǎng)對(duì)QAMS法相對(duì)校正因子的影響,選取質(zhì)量較為穩(wěn)定、2種波長(zhǎng)下出峰時(shí)間相對(duì)居中的槲皮素和熊果酸為內(nèi)參物。

        3.3 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分析

        化學(xué)模式識(shí)別可快速實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的可視化識(shí)別,基于各指標(biāo)含量差異較大,利用化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)16個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,18批野鴉椿聚為3類(lèi);野鴉椿酸、熊果酸、原兒茶酸、芹菜素 B -谷甾醇、異槲皮苷和齊墩果酸的VIP值 gt;1 ,是導(dǎo)致不同產(chǎn)地野鴉椿質(zhì)量差異的主要標(biāo)志物,建議將這7個(gè)成分作為野鴉椿的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo);加權(quán)TOPSIS法結(jié)果顯示,18批野鴉椿的 Jb 值為0.283 5~0.644 1 ,其中S16樣品質(zhì)量最優(yōu)。據(jù)《福建植物志》記載,野鴉椿有落葉類(lèi)和常綠類(lèi),黃果野鴉椿是常綠類(lèi)圓齒野鴉椿的變種,建寧野鴉椿是落葉類(lèi)野鴉椿的變種,野鴉椿的藥用部位為帶花或果實(shí)的枝葉以及干燥成熟的果實(shí)。然而本研究只對(duì)干燥成熟的果實(shí)進(jìn)行了考察,存在一定局限。后續(xù)將擴(kuò)大樣品采集地,同時(shí)對(duì)比不同藥用部位中上述7個(gè)成分的含量差異。

        綜上所述,所建含量測(cè)定方法準(zhǔn)確可行,結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)及加權(quán)TOPSIS法可用于野鴉椿的質(zhì)量評(píng)價(jià)。

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