有機合成，我們與發達國家有多大差距？
01-04
前些天看本書中寫道，在一些國家，例如中國和印度，製藥相關行業的技術人員們還在用一百年前的技術和設備（我想應該是燒瓶，冷凝管之類的東西），在實驗室里從事著有機合成的工作。作為製藥行業的合成人員。請問現在發達國家的有機合成實驗室已經拋棄了傳統的合成設備和儀器了嘛？我們和他們的差距在儀器和合成方法上真的有這麼大差距嘛？謝謝
我來說一下差距。
- 試劑。國外的試劑質量真的是超乎想像的好，純度、含量、品控（比如批間差異小）與國內試劑公司真是雲泥之別。這個差別非常關鍵。且不說曾經紅火一時的「鐵催化」最終被證實是由於試劑中存在的微量銅離子起到催化作用這種烏龍事件，僅僅是由於石油醚等溶劑中存在高沸點雜質以至於旋蒸富集與終產品混在一起導致 NMR 譜圖有雜峰就已經令很多同學頭疼不已，如此種種足見有機化學研究中試劑、原料的重要，不應得過且過。而且有機化學這種實驗性學科，合格可用的原料是根本的根本，但國內的試劑質量真的很差，標籤寫 50g 卻只有 40g、標籤與內容物不符、吸水吸潮結塊、含量偏低、雜質超標、溶劑含水量大甚至有顏色，不一而足。曾有人做過比較，國外工業級的溶劑質量都好過國內分析純的，可見一斑。所以很多剛回國建立實驗室的老師整天疑心實驗無法重現是不是因為試劑原料不過關。
- 工藝控制。國內平均水平落後。這部分涉及實驗操作技術和反應器，主要是指反應過程中的溫度控制、無水無氧等等條件控制。舉個例子，國產加熱磁力攪拌器的控溫很差，雖然設定在60度，實際卻是在±5~10 ℃的波動。而進口設備比如 ika、海道夫相比來說要好很多，而且梅特勒等公司有能精確控溫至 0.1 ℃的產品。而無水無氧操作，簡單的用雙排管、複雜的需要手套箱，在國外基本算是標配，國內則還不那麼普遍。而說到反應器，大多數化學家都還是使用燒瓶燒杯，少數人在用商品化的特殊反應器，還有一部分人在搞流動化學和微反應器。其他的設備，比如微波、超聲、光化學等專用反應器，國外一般都有成熟的商業化產品，而國內也開始有公司開始做這方面的產品，比如 華泰科思-WATTECS。
- 測試分析。在國內中低級需求基本滿足，高端領域落後很多。
- 常規儀器，比如 HPLC、GC、GC-MS、HPLC-MS、NMR、XRD 等等，與國外配置差異不大，但往往操作員水平不足以至於難以發揮最佳性能，而且測試慢不及時。
- 高端儀器，比如 同步輻射源 XRD、原位分析技術，國外領先無可厚非。在國內幾乎別想，只有少數壟斷者或與國外有合作關係的老師或許能用上。
- 自搭儀器。國內幾乎空白，即便在國外，能自己搭儀器的也都是領域頂尖。
- 合作交流。國內學術交流氛圍差，組與組、學校與學校、高校與企業間的合作交流一直比較差，雖然說近幾年有所改觀，但同行間依然諱莫
如深。最直接的結果就是，工業界的需求無法反饋給學術圈、學術界的技術成果無法轉化。很多人故步自封、偏安一隅，只在自己的小領域中活動，缺少創新，往往
是同寢室研究生彼此之間不知道對方在研究什麼東西。而反觀國外，跨領域、跨學科合作搞研究發表論文都是常態，人員流動和信息交流沒有明顯障礙。 - 自動化程度。這
個問題呈現兩極分化，國外人力成本較高，基本趨勢是能用機器的盡量減少人工。而國內呢，勞動力便宜、學生多、而儀器設備成本高，於是可以人工操作解決的盡
量不買儀器。比如中壓製備色譜在國外已經普及，但國內普遍還都是手工加壓柱層析。其他方面比如
LIMS（實驗室信息管理系統）、文獻管理軟體、協同寫作、信息共享，國內課題組普遍的做法就是人工解決，而國外偏向於使用自動化軟體。不得不提的一個話題是「高通量篩選」，國內雖然也有人做，但自動化程度落後國外一大截。大多數人都是有心無力，完全無從下手。而國外的情況也好不了多少，
究其根本，不過是因為大多數做化學的人玩不轉自動化和編程而已。以至於有人用 樂高積木搭一個自動進樣裝置都能發論文。 - 基礎理論。國內基礎差、重視程度低、研究手段落後。國內的有機化學研究普遍還停留在「找反應、做合成」這種程度，輕視機理研究。而更高層次的戰略性前瞻性的理論研究，比如曾經的「逆合成分析」、Baran 的「Two-phase synthesis」這種有一定思想性的有機合成理論研究，國內基本沒有。而有機化學和信息科學結合產生的「計算機輔助有機合成」、化學專家系統、化學反應與物性資料庫、化學信息挖掘與處理等方面，國內的水平依然比較原始，有一些雛形卻看不到發展壯大的希望。而國外已經有非常成熟的產品，比如 Scifinder、reaxys、pubchem、NIST、chematica、ICSYNTH 。當然這部分勉強可以歸結為計算化學和化學信息學的滯後。
所以，可以說國內有機化學水平仍然落後，但這種落後不是某一方面的差距，而是整個工業體系、學術環境等多方面。
看到評論區有人認為一次性試管太浪費了，不夠環保。我不得不專門來反駁一下了。
首先，完全找錯槽點了。第2條用色譜級溶劑洗東西沒見他說浪費，但是卻揪住試管不放。相信大家都清楚一瓶5升色譜級溶劑和工業級溶劑之間的差價大概有幾百根試管吧。
其次，相信大家也都清楚科研人員的時間之寶貴。把勞動力從無關緊要的洗東西里解放出來，創造的價值肯定是更大的。除非你承認你洗試管節省的價值比你干其他活創造的更多，那我就無話可說了。再次，不要搞雙重標準嘛。你這裡可以享受「高質量生活」，就不准我們實驗室人員享受高質量實驗環境嗎？而且已經說明了，這並不是無所謂的浪費，而是解放了勞動力。最後，我又想起那個師兄跟我們講的美國實驗室跟我們實驗室的不同了。另外還有兩件事我印象比較深刻。一個是美國的實驗室通風櫥從來不關的，另一個是他們的硅膠特別好用柱效特別高。我一開始沒說這兩點是因為我在中國就見過很多實驗室也是通風櫥常開著的，也見過一些實驗室開始用上了進口硅膠。所以覺得沒必要提這兩點了。但是現在感覺還有很多人「想不通」什麼叫浪費什麼叫先進的實驗室環境了。我就以我們實驗室為例子來給大家形容一下吧。
星期五早上七點半，鎢同學給他女票送完早飯以後，第一個來到了實驗室。 昨天晚上他關的通風櫥，所以早上他要屏住呼吸快步走到實驗室那頭打開通風櫥風機，並打開一扇扇通風櫥窗。實驗室空氣依然瀰漫著揮發了一晚上的溶劑味道，他能很清楚的分辨出乙酸乙酯和石油醚的氣味。但是他沒時間等氣味散乾淨。他觀察了一下昨天過夜的反應的迴流狀況，並且準備開始點板了。點板結果發現反應還不錯，所以停反應準備過柱子了。國產硅膠是200塊一袋，裝進柱子里是又松又飄，鎢同學使勁敲一敲就又可以裝進去不少。因為柱子過得慢，不到九點鎢同學就閑下來了。這個時候他可以干很多活了，比如再投一鍋反應再過一根柱子，洗洗昨天的瓶子和試管，像一個強迫症一樣把發票一張張按照大小貼好。。。。。。不知不覺就到午飯時間了。貌似柱子過得差不多了。這個時候把旋蒸安上就可以愉快的下樓去找女票吃午飯了呢。吃完午飯，鎢同學並沒有午睡的習慣。而且這個時候旋蒸也好了，可以做核磁了。上午的反應也可能結束了，所以下一個點板過柱子旋蒸做核磁的循環又開始了。不知不覺又到晚飯時間了。晚飯之後是今天的第三循環。那麼鎢同學什麼時候下班就決定於第三個循環什麼時候結束了。不幸的是，今晚柱子很難過，分離很差所以不敢用太大極性，這樣就更慢了。如果不是很忙，快到11點的時候，鎢同學會飛奔下樓送送女票再順便洗個澡。如果沒空的話那隻能取消這些活動了。到12點的時候，其他人陸續都走了。就剩鎢同學一個人盯著柱子發獃了。現在他開始接一管點個板接一管點個板接一管點個板。。。。終於快到一點的時候，過完了。鎢同學怕產物在溶劑里會有變，所以還是堅持旋幹了才走。這個時候可能快到2點了，鎢同學想想明天是禮拜六，可以八點半來實驗室，居然有點小開心，哼著小曲洗洗手關上風機，最後看了一眼過夜的反應，關上燈鎖上門愉快的回宿舍了。這個時候一般只能聽見蟬鳴和看見對面樓上另一個做合成的實驗室的燈光。相信國內的很多同行們都是這麼一天天過來的。
我打這麼多字，也就是想反駁一下浪費的論點。如果我們捨得花那一晚上幾十塊錢電費，我早上是不是就不要屏住呼吸做實驗？如果我們很多小東西一次性的不用洗，我是不是就能有更多時間貼發票了 O(∩_∩)O~？如果我們也用的上進口硅膠，我是不是有可能每天能11點下班舒服洗個澡還能跟女票卿卿我我一下呢？我相信很多實驗室多麼節省多麼環保並不是因為真的不想「浪費」，純粹是窮的。真的！！！1，有個師兄來美國做殺菌劑（殺船體上附著的細菌）。第一次過柱子，過完了準備洗試管。結果他老闆說：你在幹什麼？為什麼要洗？有這時間你不能去歇著嗎？扔了……
另外，據他說的，所有實驗儀器都跟中國一樣的，頂多有部分儀器比我們實驗室自己的東西質量好點而已。2，我來美國沒有做合成，也沒參觀過有機合成的實驗室。就是這裡實驗室有時候要用有機溶劑洗東西，一瓶瓶的買的都是HPLC級的甲醇異丙醇……太能造了。
3，我在這裡見過一些做非均相催化和電池的實驗室。這些實驗室本身有什麼優勢我也說不上。但是他們特別善於課題組間的合作。比如做個催化劑，能用上XRD紅外質譜色譜核磁電鏡……以及一大堆我見所未見 聞所未聞的分析技術。這不可能一個課題組自己全能做，必然有合作。想想我這麼多年來只有點板這個分析手段用的最得心應手就感覺很慚愧呀。4，關於合作teamwork。以前在中國的時候，我們基本上是一個人幹活發文章的時候掛一堆「吃瓜群眾」……雖然都是自己師兄弟，但是對文章的貢獻可能頂多是哪天幫你洗過瓶子吧。在美國，大點的文章上，如果你幹活少了可能只能被放到acknowledgment里去。只是我自己的一點見聞，並不一定是普遍現象。
我對工業大規模生產不是很了解，只是提一下有機化學實驗室（最多就到100g級規模製備）的狀況吧。
1、並沒拋棄傳統設備和儀器。其實玻璃儀器以及大型儀器（核磁，質譜，HPLC(LC/MS), GC/MS）國內外的實驗室都差不多的。當然，國內一些相對小一些的課題組可能會有這方面的問題。我們現在用的也都是國外廠家生產的各類儀器，和國外課題組談不上太大差別。
2、您問的合成方法到底是指合成的科學理論還是合成實驗實現的手法（實驗設備+實驗手段）？前者的話國外的平均水平還是領先於我們的平均水平的，後者的話其實差不太多。基本贊同@HAO JIANG，補充一下，國內NMR、XRD等大型設備或者公共儀器平台看學校的層次，層次高設備就會好很多，和國外可以保持一致，但是不管層次如何，在設備管理、使用條例上相比國外有些落後，美名其曰專人負責設備，結果專人負責的人接孩子送孩子總是不在。而且這些資源大多在領導手中。
旋蒸、攪拌器等等小設備、玻璃儀器、試劑看課題組的情況，我本人在的本科學校，層次不高，整個學校在去年還是只有一台核磁，今年才又買了兩台核磁。HPLC、GCMS一個學院也沒有多少。自從來了大牛院長後，大力發展有機化學學科，有些新引進老師組裡的用的全進口攪拌器、旋蒸等等（海外引進，估計習慣用進口設備），試劑也基本全進口。這讓我想到一年前在本院一個很大的組裡做項目時，組也不差，經費相比較也很充足，但是基本不用進口設備，新買的國產攪拌器和天平一個多月就會腐蝕的很厲害。所以說這一方面和國外的差距也要綜合經費和老師情況來看。不說人的因素，談談硬體。呃，就說四氫呋喃吧，實驗室是自己蒸餾呢，還是買超干溶劑呢，或者是溶劑純化系統呢？你篩條件的時候是每一根反應都後處理刮板算產率呢，還是GCMS走一針呢？你需要的配體是自己合成呢，還是不問價格直接買呢？加熱反應你是自己用油浴加熱過夜呢，還是微波里半小時呢？
除了我們沒有頂級的想法，我們大部門實驗室也缺少頂級的硬體配置。
但是，各位跟我一樣的的化學狗不要因為這樣就自暴自棄呀，很多發一區文章的實驗室也沒有我說的那些東西呀，科研不能因為沒有條件或者條件不夠就不搞了呀。國外難道開反應就不用玻璃瓶子了嗎？哈哈！我就是來吐個槽。
我覺得，基層從業人員方面沒有任何差距，因為這邊有機的博士生和博後也基本上是中國人泰國人印度人伊朗人。。。所以我覺得，主要差錢。。。其實老師方面還是有差距的，可是並不大其實。因為：以下的話偏題，要是傷到了誰，本人不負責任，從業者建議無視：有機合成已經淪為勞動密集型產業。大家都是靠工作量堆。天才和靈感的貢獻越來越少了。論學生的精神面貌，我就這麼吐個槽吧，我在美國，最近出去看望了一圈同學，美漂同學裡面大家都是有壓力也有動力，拼學業的拼事業的都有，生活都算是有苦有樂。唯獨我那幾個讀有機的博士朋友活的非常壓抑，生活態度在我眼裡很消極。其中一位男同學當年是我們系系草，打籃球的時候經常一群女生自願啦啦隊如今都快禿頂了。。。那這話說得也確實有理，層析技術是20世紀初的技術，我們現在21世紀眼看著中葉了，但是一直在沿用，除了特別有錢沒地方花從不過柱子全都LC分離的課題組之外，99%課題組用的都是上個世紀的層析技術。
儀器方面，我覺得旋轉蒸發儀上個世紀初應該沒有，但是類似用途的儀器應該有了，所以說還在用上個世紀的東西也不過分。
合成方法的話，100年前的反應涉及過渡金屬（貴金屬）的極少，而且大多數都是通過結晶分離，樣品可大量製備，反應便宜，這樣就節省了大部分時間與精力，所以有機工作者也確實喜歡沿用古老的人名反應。
其實中國的一些高等學府有機化學在儀器設備方面比發達國家中上學校相比也是差不太多，但是我們有一個好，我們有神器本科生。
所以我們不需要像一些課題組試管用一次就扔了，我們可以讓本科生洗。我們也不用LC分離所有樣品，大柱子裝好給本科生就行了。上個世紀的反應，翻譯成漢語，交給本科生，一次做不成第二次就差不多了。綜上，我們在基礎研究實驗條件方面跟發達國家相比，呵呵，我也實在不是謙虛，西方什麼柱子我沒見過，你們啊，不要搞新聞。樓上說洗瓶子都是阿姨做的同學……課題組大概真的很有錢吧。我們課題組的瓶子還是自己洗的，很多試劑為了省錢也是通過私人分銷商購買的，一些中間體因為太貴只能自己從便宜的原料開始合成積累，溶劑買的是工業級的買回來還要處理一下才能使用。不是學校太差，我們是985，有機強校。不是課題組太弱，老闆最近剛拿到一筆基金。但是作為國家和地方財政都不怎麼照顧的學校，做科研真的什麼都要省著花一點，我們也知道一些頂級實驗室條件比我們要好很多，但是絕大多數實驗室還是在這種省吃儉用的條件下度過，甚至經費更少的實驗室可能更窮酸。當國家在整體的科研體系下投入並不是很多，大部分資源還是集中在少數學校和實驗室的時候，你們質疑國內科研為什麼都不用高端儀器，我只想說，何不食肉糜。
題主描述的那些，估計有點誇張
坐標歐洲島國（不是腐國），有機合成糖化學實驗室，導師也算是領域內的牛人之一。
先說設備，傳統設備我們也都在用，HPLC，Microarray，screening的機子也有，三台自動化過柱機，還有不少設備都是學院共用的，這些都是為了提高效率，用老闆的話說就是，那些funding在那，我們就該用，不能浪費。和很多人說的一樣，時間和健康最寶貴。同一棟樓也有其他實驗組，funding少的儀器也少，基本還是靠手動，估計和國內差不多。然後就是試劑，基本也都是sigma,fisher,sparks的，剛好sigma在這邊有工廠，和學校也有合作，折扣給的也不少。訂購試劑什麼的也很自由，只要不是貴的離譜的，什麼幾毫克就快百歐的那種。我們做的東西基本都是要寄給collaborator的，所以用的試劑也都挑好的用，不能坑別人嗎。同意上面 @黃嘟嘟 的回答，這些和國家真沒什麼關係，完全看導師，手上的funding多，學校科研環境好，那就有錢任性了。前段時間也有國內的大牛來做seminar，參觀我們學院的時候，描述國內他們實驗室的條件和我們也差不了哪去。作為在本國非著名大學讀過有機合成的碩士和在國內非著名企業工作過的研究員，我來試著回答一下這個問題。相對來說，對學術界了解多一點。不準確的還請見諒。從基礎研究的角度講，雖然國內學者在國際頂級期刊上發表的方法學和全合成文章佔到一定比重，但是從文章創新性上講距離美帝很多實驗室和歐洲某些實驗室，還是有一定的差距。國內學者主要是隨大流，有突破國外的條條框框的，但是很少。當越來越多的文章發表在一流期刊上時，我們發現國外的大牛們開始在Science,Nature及其子刊上灌水。從工業合成的角度上講，國外發達國家似乎開始把有機合成這種重污染，勞動密集型產業轉移到中國，印度這種發展中國家。所以，從這個角度上比較有機合成的發展程度是沒有太大意義的。只能說，合成水平似乎達到了應用要求。分割一下 以上是沒看清題目的答案從學校實驗室及研究所，這方面來講，國內使用的儀器比美帝的一點都不差。現在國家有錢啦，而恰巧國外對於有機化學這塊的經費都普遍減少，所以差不多，即使相差，也應該比較小。做小量合成，可不得用那些瓶瓶罐罐。
而合成公司的話，主要追求利益最大化，所以只能比資本家誰剝削的更下血本。我研究生時候用的旋轉蒸發儀大概六七萬一台，工作的地方用的兩三千塊一台。所以，比較起來不公平。
說到題主提到的那種情況，我想起以前老師的一個類比。兩個課題組同樣在國際頂級期刊上發表了文章，就像同樣是殺手殺了十個人。一個殺手用的是機槍，一個用的是筷子，你說，誰更高明！曾經接觸過大量國外客戶，首先從硬體上講不會有代差，只是質量品質問題，這是個綜合性的問題，我們也想要IKA，BRUKER，AGILENT那些精細NB的儀器設備，一方面技術積累不夠，一方面工藝水平要積累，但是最重要的是意識形態缺陷，我們提到的競爭就是價格競爭，價格競爭力還來源於成本控制，產品品質不可能上去。關鍵是要摒棄這些落後思想，去創造有質量和品質競爭力甚至有核心技術競爭力的產品。扯遠了。這些都不重要，現在不像以前那麼技術封鎖，客觀條件不差。老一輩人用算盤都能搞出兩彈一星來，我們的條件好多了。最重要的是有機合成關鍵是人的大腦，其次是雙手。有創造力的頭腦比什麼客觀技術都重要，這才是真正的短板。看看人名反應有幾個華人就知道了。當然好多是時代悲劇的原因。好好努力吧，有機合成要想追趕，絕不比劉翔跨欄突破那麼困難。那些成功的反應，試劑也是經過無數失敗篩選發現的。
知乎處女貼 手機碼字在行內 導師不叫導師 叫老闆 既然如此，就要考慮成本問題樓上所說的自動過柱機，暫不說柱效如何 說一說價格，本人學校c9 研究生一月助研1k出頭 而老闆給的錢僅佔兩三成，一台過柱機的錢 足夠支付一個研究生助研好幾年。實驗室購買試劑，先看價格 價格越低廉越好，純度可以自己搞定 純化一下即可。在說一下樓上所謂的浪費學生時間的問題，每個組裡滿腦子都是idea的師兄手下，都會帶著一個甚至幾個小弟幫其做實驗，到時候心情一好，賞小弟一個課題。而大部分剛進組的研一小鮮肉，連基本的實驗技術都不具備 於是乎一邊幫師兄重複機械性的工作 一邊美其名曰練技術美帝某課題組 有一台能自動做反應的設備 大抵就是從藥品稱量到最終結果檢測全可自動化執行 一次可以架數十個反應 一天抵的一個博士生一周腳打後腦勺版的工作量，然而問題是，該組每月一篇jacs打底所以說到底 還是有本事的吃肉 沒本事的連肉長什麼樣都不知道
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以上幾本沒有回答樓主問題先說一下設備問題吧 實驗室有一台低溫循環壞了 老闆算了算 還是買國產貨 就算國產質量不好 半年換一個新的 也要比進口的划算 所以說設備這方面還是考慮的成本問題對於技術問題 不做化工不了解 沒有發言權 然而無外乎還是成本問題 如果更新技術所節省的資金 足可以用以支付更新技術的成本的話，相信傻子也知道與時俱進之前各位答主回答得很好了。我雖然不是搞有機化學的，但我想舉一個例子，從側面說明一些問題。
我讀研的時候做夢都想買一台自動過柱器。。。我們樓下的實驗室就有。。。很多差距都是老闆造成的，跟國家之間關係到不大
做高通量篩選條件和搭儀器自動合成的最近兩年都還能在頂級期刊上發文章，說明還沒有普及，但是也表面正在向自動化和高通量方向發展。估計5~10年或者更短就能普及吧。
吐槽一些之前用某國產試劑公司劣質試劑的辛酸故事。暫且稱這家試劑公司為A公司。A公司雖然試劑質量並不算好，但是其由於產品線種類齊全，且價格低廉，因而廣受師兄們的歡迎，組裡也一直和A公司保持良好的合作關係。
有一次A公司推出了新產品，薄層層析鋁板。由於價格便宜，師兄出於試試看的心理買了一盒。結果在用刀切割鋁板時，板子竟然開始掉硅膠了！在小心翼翼用完這盒板子後，師兄再也不敢買該公司的鋁板了。
又有一次另一個師兄買了一瓶A公司的液體試劑，結果還沒用就發生了意外：蓋子旋不開了！師兄最後廢了九牛二虎之力才用剪刀強行剪開了瓶蓋。本以為這只是個個例，結沒過兩天另一瓶固體試劑也發生了類似的情況，幸好那個試劑瓶瓶蓋大，我們纏了幾圈橡皮筋才終於把它擰開了。在向A公司反饋後，對方也含糊其詞，最後不了了之。又過了幾天某國外試劑公司（暫稱B公司）搞抽獎活動，一個師兄作了一句這樣的總結：「這B公司，雖然試劑貴，但人家質量好，還搞抽獎促銷活動。反觀這A公司啊，雖然價格便宜，但沒什麼活動，試劑瓶蓋經常擰不開，賣的鋁板還會掉硅膠……」科學無國界，但是科學條件有國界，有省界，有985界，有211界，有雙非界。
時間換錢和錢換時間的差距…
點板 vs uplc製備色譜 vs 過柱子以及從來不用洗的瓶瓶罐罐還有對健康上面關注程度的差距永遠沒味道的實驗室就爆了絕大多數實驗室了吧，廢液處理，手套，各類安全protocol復旦藥理學生 舍友葯化的。聽舍友吹牛逼說：他們老闆有天說現在世界上牛逼搞合成的身邊助手基本都是中國人。等過二十年這群人全死光了 合成這方面中國將獨樹一幟。。。宿舍夜談吹牛逼系列 大家不必當真 講出來供大家一樂。
今天下午和實驗室的博士師兄整理東西，我隨手拿了一個瓶子，配套ika旋轉蒸發器的，感覺無比普通。
師兄說，小心點拿，一個100美金。所以現狀就是這樣，我們使用的時候都會想著它有多麼貴，但是，我們還是不得不買。推薦閱讀：
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