一种精神压力分析仪测定套件,用于测定被检测者的精神压力分析仪度,其特征在于,具有:
传感器芯片,具备:电绝缘性基板、和载置在所述电绝缘性基板上的至少包含工作电极以及反电极的电极系统,在所述工作电极上固定有葡糖脱氢酶(GDH)以及电子介体;
多糖类;以及
传感器主体,具备:插入所述传感器芯片的插入口、在将所述传感器芯片插入到所述插入口的情况下与所述传感器芯片的电极系统电连接的电气测定单元、以及将由所述电气测定单元测定的电流值或电量换算成淀粉酶活性值的换算单元。
根据权利要求1所述的
精神压力分析仪测定套件,其特征在于,
所述多糖类固定在所述传感器芯片的工作电极上。
根据权利要求1所述的
精神压力分析仪测定套件,其特征在于,
进一步在所述工作电极上固定有葡糖脱氢酶的辅酶。
根据权利要求3所述的
精神压力分析仪测定套件,其特征在于,
葡糖脱氢酶的辅酶是从由吡咯喹啉醌(PQQ)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAP)以及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)构成的组中选择的至少一个。
根据权利要求1所述的
精神压力分析仪测定套件,其特征在于,
还具有:唾液采集器具。
根据权利要求5所述的
精神压力分析仪测定套件,其特征在于,
所述唾液采集器具具有:轴体、设置在所述轴体的一端的把持部、设置在所述轴体的另一端的绒毛支撑体、以及被所述绒毛支撑体支撑的聚酰胺绒毛。
一种
精神压力分析仪测定方法,使用
精神压力分析仪测定套件来测定被检测者的
精神压力分析仪度,其特征在于,
该
精神压力分析仪测定方法包括:
使多糖类作用于所采集的唾液中的工序;
使与所述多糖类作用后的唾液展开在所述电极系统上的工序;
通过电气测定单元测定由所述电极系统产生的电流以作为电流值或电量的工序;以及
通过换算单元将由所述电气测定单元测定的电流值或电量换算成淀粉酶活性值或
精神压力分析仪度的工序,
所述
精神压力分析仪测定套件具有:
传感器芯片,具备:电绝缘性基板、和载置在所述电绝缘性基板上的至少包含工作电极以及反电极的电极系统,在所述工作电极上固定有葡糖脱氢酶(GDH)以及电子介体;
多糖类;以及
传感器主体,具备:插入所述传感器芯片的插入口、在将所述传感器芯片插入到所述插入口的情况下与所述传感器芯片的电极系统电连接的电气测定单元、以及将由所述电气测定单元测定的电流值或电量换算成淀粉酶活性值或
精神压力分析仪度的换算单元。
根据权利要求7所述的
精神压力分析仪测定方法,其特征在于,
所述多糖类固定在所述传感器芯片的工作电极上,
同时进行所述(1)以及(2)的工序。
根据权利要求8所述的
精神压力分析仪测定方法,其特征在于,
所述(1)的工序是通过将唾液采集器具所采集的唾液转移到传感器芯片而进行的。
根据权利要求9所述的
精神压力分析仪测定方法,其特征在于,
所述唾液采集器具具有:轴体、设置在所述轴体的一端的把持部、设置在所述轴体的另一端的绒毛支撑体、以及被所述绒毛支撑体支撑的聚酰胺绒毛。
说明书
精神压力分析仪测定套件以及
精神压力分析仪测定方法
技术领域
本发明涉及一种
精神压力分析仪测定套件以及
精神压力分析仪测定方法。
背景技术
唾液淀粉酶(下面,有时也简略为α-Amy)活性作为能以非侵袭的方式测定
精神压力分析仪的指标而受到瞩目。例如,在专利文献1中公开了一种在支撑体上的无纺布上承载改性低聚糖(modified oligosaccharide)和竞争性抑制剂而成的试剂。该试剂不用稀释唾液就能测定唾液淀粉酶活性。
但是,由于该测定系统是光学测定系统,所以必须在装置上搭载光源以及受光单元,另外,由于必须确保一定的光路,所以在装置的小型化上受到限制。也就是说,该装置虽然适用于室内的
精神压力分析仪管理中使用,但是作为便携用的
精神压力分析仪测定装置,多少存在难以使用的问题。
对于该问题,作为最有效的解决方法,考虑采用电极系统作为淀粉酶活性的测定系统来解决。作为测定淀粉酶活性的电极系统,众所周知,如化学式1那样的使用α-葡糖苷酶以及葡糖氧化酶的反应系统,在理论上能实施(专利文献2以及3)。
化学式
但是,当实际上用上述系统制作电极系统时,无法获得所需要的测定灵敏度。例如,从专利文献3的图21可知,测定灵敏度为纳安培级,作为市场上销售的
精神压力分析仪测定装置并不足够。作为其原因,考虑是由于α-葡糖苷酶或者葡糖氧化酶中的任一种的酶失去活性,导致化学式1中的第二行或第三行的反应无法进行。特别是,认为α-葡糖苷酶固定在电极上时容易失去活性。为了高效地进行反应,也考虑使这些酶的固定量过剩,但这会产生传感器芯片的原材料费用变高的问题。
专利文献1:日本专利申请特开2004-024236号公报
专利文献2:日本专利申请特开平10-262645号公报
专利文献3:日本专利申请特开2005-249530号公报
发明内容
本发明所要解决的问题
本发明的目的在于,提供一种廉价且测定灵敏度高的
精神压力分析仪测定套件。
本发明涉及如下方案:
一种
精神压力分析仪测定套件,用于测定被检测者的
精神压力分析仪度,其中,具有:
传感器芯片,具备:电绝缘性基板、和载置在所述电绝缘性基板上的至少包含工作电极以及反电极的电极系统,在所述工作电极上固定有葡糖脱氢酶(GDH)以及电子介体;
多糖类;以及
传感器主体,具备:插入所述传感器芯片的插入口、在将所述传感器芯片插入到所述插入口的情况下与所述传感器芯片的电极系统电连接的电气测定单元、以及将由所述电气测定单元测定的电流值或电量换算成淀粉酶活性值的换算单元。
根据[1]所述的
精神压力分析仪测定套件,其中,
所述多糖类固定在所述传感器芯片的工作电极上。
根据[1]所述的
精神压力分析仪测定套件,其中,
进一步在所述工作电极上固定有葡糖脱氢酶的辅酶。
根据[3]所述的
精神压力分析仪测定套件,其中,
葡糖脱氢酶的辅酶是从由吡咯喹啉醌(PQQ)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAP)以及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)构成的组中选择的至少一个。
根据[1]所述的
精神压力分析仪测定套件,其中,
还具有:唾液采集器具。
根据[5]所述的
精神压力分析仪测定套件,其中,
所述唾液采集器具具有:轴体、设置在所述轴体的一端的把持部、设置在所述轴体的另一端的绒毛支撑体、以及被所述绒毛支撑体支撑的聚酰胺绒毛。
一种
精神压力分析仪测定方法,使用
精神压力分析仪测定套件来测定被检测者的
精神压力分析仪度,其中,
该
精神压力分析仪测定方法包括:
使多糖类作用于所采集的唾液中的工序;
使与所述多糖类作用后的唾液展开在所述电极系统上的工序;
通过电气测定单元测定由所述电极系统产生的电流以作为电流值或电量的工序;以及
通过换算单元将由所述电气测定单元测定的电流值或电量换算成淀粉酶活性值或
精神压力分析仪度的工序,
所述
精神压力分析仪测定套件具有:
传感器芯片,具备:电绝缘性基板、和载置在所述电绝缘性基板上的至少包含工作电极以及反电极的电极系统,在所述工作电极上固定有葡糖脱氢酶(GDH)以及电子介体;
多糖类;以及
传感器主体,具备:插入所述传感器芯片的插入口、在将所述传感器芯片插入到所述插入口的情况下与所述传感器芯片的电极系统电连接的电气测定单元、以及将由所述电气测定单元测定的电流值或电量换算成淀粉酶活性值或
精神压力分析仪度的换算单元。
根据[7]所述的
精神压力分析仪测定方法,其特征在于,
所述多糖类固定在所述传感器芯片的工作电极上,
同时进行所述(1)以及(2)的工序。
根据[8]所述的
精神压力分析仪测定方法,其中,
所述(1)的工序是通过将唾液采集器具所采集的唾液转移到传感器芯片而进行的。
根据[9]所述的
精神压力分析仪测定方法,其中,
所述唾液采集器具具有:轴体、设置在所述轴体的一端的把持部、设置在所述轴体的另一端的绒毛支撑体、以及被所述绒毛支撑体支撑的聚酰胺绒毛。
发明效果
本发明与以往的利用电化学方法的
精神压力分析仪测定装置相比,能廉价地制造,并且,测定灵敏度高。
附图说明
图1是表示本发明的
精神压力分析仪测定套件的一个实施方式的图。
图2是表示本发明的唾液采集器具的一个实施方式的图。
图3是表示实验例的结果的图。
附图标记说明
传感器芯片
电绝缘性基板
工作电极
反电极
传感器主体
插入口
连接在工作电极的端子
连接在反电极的端子
电气测定单元
换算单元
唾液采集器具
轴体
把持部
绒毛支撑体
聚酰胺绒毛
具体实施方式
本发明的
精神压力分析仪测定套件是指,用于以电化学方式从被检测者的唾液测定淀粉酶活性值和/或被检测者的
精神压力分析仪度的套件。所述被检测者并不限于人,也可以是在日常生活中受宠的狗、猫、兔以及仓鼠等宠物,和猪、马、羊以及牛等畜产用动物。
本发明中的电化学反应是指下述化学式2所示的反应。
化学式
所述化学式2中的葡糖酸内酯正式地是称为,4-O-(α-D-吡喃葡糖苷)-D-葡糖酸-1,5-乳酸。
本发明的
精神压力分析仪测定套件具有传感器芯片1、多糖类以及传感器主体2。下面,参照附图对各结构进行说明。
图1是表示本发明的传感器芯片1的一个实施方式的图。在本发明中,传感器芯片是指如下器件,即,利用所采集的唾液中的淀粉酶进行电化学反应,将通过该电反应生成的电流引导至后述的传感器主体2。传感器芯片的1结构为,具有:电绝缘性基板11、载置在电绝缘性基板11上的至少包含工作电极121以及反电极122的电极系统,在工作电极121上固定有葡糖脱氢酶(GDH)以及电子介体。
电绝缘性基板11成为传感器芯片1的基础,是指由具有电绝缘性的材料构成的基板。作为基板的材料,能举出例如聚酯、氟树脂以及聚碳酸酯等。特别从材料费廉价的观点考虑,优选聚酯,但本发明并不限于此。
电极系统用于使在该电极系统上的电化学反应中生成的电流流通,并与后面所述的传感器主体2电连接。该电极系统因唾液的存在而与后述的传感器主体2形成电气回路。作为电极系统的结构,至少具有工作电极121以及反电极122。因此,例如,也可以包括用于确认唾液的存在的参照电极、用于确认传感器芯片1插入到后述的传感器主体2中的电极等附属电极。
工作电极121是,在该作用电极121上固定用于进行电化学反应的试剂,用于使由该电化学反应产生的电流流过的电极。工作电极121由导电体构成。作为导电体并不特别限定,但能举出例如金、碳、铂、氧化钌以及钯等。工作电极121通过蒸镀或涂覆等方法来形成。
反电极122是,与所述工作电极121分离地载置在所述电绝缘性基板11上,并基于唾液的存在,与所述工作电极121以及后面所述的传感器主体2形成电气回路的电极。反电极122由导电体构成。作为导电体与所述工作电极121一样,并不特别限定,能举出例如金、碳、铂、氧化钌以及钯等。反电极122也与所述工作电极121一样,通过蒸镀或涂覆等方法来形成。
另外,所述电极系统中的工作电极121以及反电极122既可以配置为该工作电极121和反电极122相对,也可以配置在同一平面上,并不特别限定。
在所述工作电极121上固定葡糖脱氢酶(GDH)以及电子介体。固定只要是能防止葡糖脱氢酶(GDH)以及电子介体从工作电极121上流失的程度的结合即可。能举出例如利用共价键、离子键、配价键以及分子间吸引力等化学结合带来的固定、在工作电极121上形成涂层等覆盖膜带来的固定等。
葡糖脱氢酶(GDH)是指,将麦芽糖分解为葡糖酸内酯(4-O-(α-D-吡喃葡糖苷)-D-葡糖酸-1,5-乳酸),利用电子释放进行还原反应的酶。葡糖脱氢酶(GDH)也可以单独使用,但从提高反应效率的观点出发,优选还使用辅酶。作为葡糖脱氢酶(GDH)的辅酶,主要能举出吡咯喹啉醌(PQQ)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)以及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)。本发明中的电化学反应由于单步执行,所以没有必要将该酶过量地固定在工作电极121上。由此,能提供廉价的传感器芯片1。另外,能获得稳定且高的测定灵敏度。
另外,电子介体(mediator)是指,具有对所采集的唾液和所述工作电极121的电子传递进行中介的作用的化合物。作为电子介体,只要是包含钌、锇、铁以及钴等过渡金属的化合物即可,并不特别限定。例如,作为电子介体,能举出亚铁氰化钾(II)、亚铁氰化钾(III)、二茂铁、1,1′-二甲基二茂铁、二茂铁甲酸、二茂铁甲醛、氢醌、四溴代苯醌(bromanil)、八氰基钨酸盐(octacyanotungstate)钨以及八氰基钼(octacyanomolybdenum)等。这些电子介体在与形成上述的电极系统的金属混合后,也能通过蒸镀或者涂覆等方法来形成该电极系统。
另外,所述电子介体也可是包含聚合物的结构。例如,能举出(i)聚(乙烯二茂铁)、(ii)聚阳离子-亚铁氰酸盐(II)以及聚阳离子-亚铁氰酸盐(III)等的离子性聚合物、以及(iii)锇(2,2-联吡啶)络合物配位在聚(4-乙烯基吡啶)上的聚合物以及锇(2,2-联吡啶)络合物配位在聚(4-乙烯基吡啶)上的聚合物等有机过渡金属络合聚合物等。
进而,作为含有上述聚合物的结构的电子介体优选的例子,能举出具有锇的有机过渡金属络合聚合物。下面,在本发明中,将该聚合物称为锇类络合聚合物。作为锇类络合聚合物,能举出例如锇(2,2′-联吡啶)络合物或锇(1,10-菲咯啉)络合物等的锇络合物配位在聚(1-乙烯基咪唑)或聚(4-乙烯基吡啶)等聚合物上的化合物。
此外,作为上述的锇类络合聚合物优选的例,从所述葡糖脱氢酶(GDH)容易向工作电极121上固定的观点考虑,优选锇(2,2′-联吡啶)络合物配位于聚(1-乙烯基咪唑)的配位化合物。其原因在于,作为该锇类络合聚合物,使用聚乙二醇二缩水甘油醚等交联剂,也能与所述葡糖脱氢酶(GDH)交联。
本发明的
精神压力分析仪测定套件还具有多糖类。本发明中的多糖类是指,以葡糖为单体单位的糖链高分子,是被唾液淀粉酶分解的化合物,而不被所述葡糖脱氢酶(GDH)以及葡糖脱氢酶(GDH)的辅酶分解的化合物。例如,能举出糊精、糖原、玉米淀粉以及可溶性淀粉。
作为上述多糖类配置在本发明的
精神压力分析仪测定套件的方式,能举出配置在传感器芯片1的方式、配置在后述的传感器主体2的方式、或者传感器芯片1以及传感器主体2独立具有的方式。例如,能举出将多糖类固定在所述工作电极121上的方式、以及将含浸有多糖类的结合垫(Conjugatepad)配置在将唾液从采集唾液的口引导至所述传感器芯片1的流路上的方式等。另外,也可以是在传感器芯片1或者后面所述的传感器主体2设置试剂室,在该试剂室中收容多糖类,将从试剂室引导多糖类至所述电极系统的流路设置在传感器芯片1和/或后面所述的传感器主体2上的方式。进而,也能采用在后面所述的使多糖类含浸在唾液采集器具3的脱脂棉等中的方式。
关于在前一段落举出的方式的选择,能考虑多糖类的粘度、对水的溶解度以及分子量等来进行选择。例如,在多糖类可溶于水且分子量大的情况下,由于该多糖类容易形成膜,所以能选择固定在所述工作电极121上的方式。该方式由于不需要在传感器芯片1上设置结合垫、流路以及试剂室等结构,所以能将制造成本控制在低价位,比较理想。作为这种多糖类,例如,能举出玉米淀粉以及可溶性淀粉。
另一方面,传感器主体2只要是能测定并获得在传感器芯片1产生的电流值或者电量的设备即可,并不特别限定。作为传感器主体2的结构,至少具有插入口21、电气测定单元22以及换算单元23。
插入口21只要是能插入所述传感器芯片1的结构即可,并不特别限定。在插入口21分别设置有,用于分别电连接到所述传感器芯片1的工作电极121以及反电极122的端子211、212。当然,如上所述,在具有用于确认传感器芯片1上存在唾液的参照电极、或者用于确认传感器芯片1插入到传感器主体2的的电极等附属电极的情况下,还设置有与这些电极电接触的端子。
电气测定单元22是指,与设置在上述插入口21的端子电连接,并且测定上述传感器芯片1的电化学反应中获得的电流值或者电量的单元。作为电气测定单元22,能举出例如库仑分析法、电位测定法以及电流分析法等。
换算单元23只要是存储了将由电气测定单元22测定的电流值或电量换算成淀粉酶活性值的程序的介质即可,并不特别限定。作为将电流值或电量换算成淀粉酶活性值的方法,能通过预先制作的标准曲线计算出,因此省略详细的说明。由换算单元23计算出的结果显示在传感器主体2中的显示单元上(未图示)。此时,既可以直接显示淀粉酶活性值,也可以进一步换算成称为
精神压力分析仪度的其他参数来显示。另外,并不限于数值,也能显示与该数值对应的特征角色符号(characters)。
另外,在本发明的
精神压力分析仪测定套件中,也可以在该套件中具备唾液采集器具3。也就是,在将唾液采集到唾液采集器具3后,为了将所采集的唾液展开在传感器芯片1的电极系统12,而具有该唾液采集器具3。作为唾液采集器具3,例如,能举出如下器具,(A)具有:如图2所示的轴体31、在所述轴体31的一端设置的把持部32、在所述轴体31的另一端设置的绒毛支撑体33、被所述绒毛支撑体支撑而形成的聚酰胺绒毛34的器具;(B)所谓的棉棒,以及(C)脱脂棉等以及用于容纳所述脱脂棉等的容器的单元等。特别是,从唾液不会渗入采集器具中的介质中,容易向传感器芯片1转移的角度考虑,优选(A)图2所示的器具。在图2所示的唾液采集器具3中,由于采集唾液的介质是聚酰胺绒毛,所以唾液不会渗入到聚酰胺绒毛中,并且由于唾液存在于该聚酰胺绒毛的表面,所以向传感器芯片1的转移变得容易。作为聚酰胺,主要采用所谓的尼龙(注册商标)。
下面,对本发明的
精神压力分析仪测定方法进行说明。本发明的
精神压力分析仪测定方法是使用上述说明的
精神压力分析仪测定套件的方法,包括
使多糖类作用于所采集的唾液的工序;
使与所述多糖类作用后的唾液展开在所述电极系统的工序;
通过电气测定单元测定在所述电极系统产生的电流以作为电流值或电量的工序;以及
通过换算单元将由所述电气测定单元测定的电流值或电量换算成淀粉酶活性值或
精神压力分析仪度的工序。
在所述(1)的工序中所采集的唾液并不限于人的唾液,可以是在日常生活中受宠的狗、猫、兔以及仓鼠等宠物,和猪、马、羊以及牛等畜产用动物的唾液。近年来,伴随着宠物热潮,需要测定宠物的
精神压力分析仪。另外,通过借助本发明的
精神压力分析仪测定套件管理在无
精神压力分析仪的环境中对畜产用动物进行饲养,从而能获得高品质的食品。通常,这些动物唾液中的α-淀粉酶活性与人的唾液中的α-淀粉酶活性相比,有较低的倾向,所以可以说,本发明的
精神压力分析仪测定套件对于测定这些动物的
精神压力分析仪度也是有用的。
所述(1)的工序只要能使多糖类作用于所采集的唾液即可,并不特别限定。例如,如果是将多糖类固定在所述工作电极121上的方式、以及将含浸有多糖类的结合垫配置在将唾液从采集唾液的口引导至所述传感器芯片1的流路上的方式,就能通过将唾液采集到该
精神压力分析仪芯片1来实现所述(1)的工序。另外,在该方式的情况下,所述(2)的工序也同时进行。
另外,在传感器主体2设置试剂室,并在该试剂室容纳多糖类,将从试剂室向所述电极系统引导多糖类的流路设置在传感器主体2的方式的情况下,在将传感器芯片1安装在传感器主体2时,从试剂室向所述电极系统12引导多糖类,并且,通过在该
精神压力分析仪芯片1上采集唾液,从而实现所述(1)的工序。另外,在该方式的情况下,所述(2)的工序也同时进行。
进而,在后面所述的唾液采集器具3的脱脂棉等中含浸有多糖类的方式的情况下,仅通过在该脱脂棉采集唾液,就能实现上述(1)的工序。在该方式中,如果使脱脂棉中含有甜味材料等,则在采集唾液时,被检测者能感觉到甜味,从而能稳定地采集唾液。特别是在被检测者是孩子的情况下,该方式可以说是优选的例子。采集了唾液的脱脂棉等容纳在附属的容器中。
关于上述(2)的工序,也是只要能将与所述多糖类作用的唾液展开在所述电极系统12即可,并不特别限定。如上所述,在本发明的大部分的实施方式中,(2)的工序与上述(1)的工序同时进行。当然,在使多糖类含浸在脱脂棉等中的方式的情况下,在附属的容器内从该脱脂棉等转移到传感器芯片1上,从而实现上述(2)的工序。
在上述(3)的工序的测定中,所测定的是电流值还是电量,依赖于电气测定单元22的种类。
如上所述,上述(4)能通过预先制作的标准曲线计算出,因此省略详细的说明。通过换算单元23计算出的结果显示在传感器主体2中的显示单元(未图示)上。此时,既可以直接显示淀粉酶活性值,也可以进一步换算成称为
精神压力分析仪度的其他参数来显示。另外,不限于数值。也能显示与该数值对应的特征角色符号。当然作为该特征角色符号,优选安慰类的特征角色符号,特别优选“懒懒熊”(“Rirakkuma”,注册商标)。
实施例
实施例
准备如图1所示那样的传感器芯片。具体地说,是在聚酯基板1上形成有工作电极121和反电极122的传感器芯片。在此,聚酯基板1的尺寸是长约为32mm、宽约为6mm的长方形。另外,工作电极121的材料为石墨,在该石墨中混合有作为电子介体的亚铁氰化钾(III)。另一方面,作为反电极122的材料,为银/氯化银。
进而,在该工作电极121上固定有葡糖脱氢酶(GDH)以及吡咯喹啉醌(PQQ)。固定是通过如下方式来进行的,即,将含有葡糖脱氢酶(GDH)以及吡咯喹啉醌(PQQ)的MES溶液涂覆在工作电极121上之后,进行干燥。
进而,在工作电极121上固定有可溶性淀粉(Nacalai Tesque,Inc.制造)。具体地说,涂覆约0.5~2μl的可溶性淀粉的MES溶液(浓度约250g/l),使其干燥来进行固定。这样一来,制作了本发明的传感器芯片1。
实施例
除了使用玉米淀粉(Nacalai Tesque,Inc.制造)来取代可溶性淀粉以外,以与实施例1同样的方法来制作出本发明的传感器芯片1。
实施例
除了使用糖原(Nacalai Tesque,Inc.制造)来取代可溶性淀粉以外,以与实施例1同样的方法来制作本发明的传感器芯片1。
实验例
在实施例1~3的传感器芯片1的工作电极121以及反电极122的电极系统分别展开调制成各浓度的α-淀粉酶溶液,通过恒电位仪测定所产生的电流值。其结果表示在图3中。根据图3能确认,在任一个测定中都能获得充分的电流值。很明显,与专利文献3的图21的结果比较,能获得格外高的电流值。
产业上的可利用性
本发明的
精神压力分析仪测定套件由于传感器主体紧凑,所以作为便携用的
精神压力分析仪测定装置能广泛普及。另外,由于能获得充分的灵敏度,所以由误差引起的影响小,能测定正确的淀粉酶活性值以及
精神压力分析仪度。
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