檢測鋅離子的熒光探針

1、檢測鋅離子的熒光探針姓名：徐英學(xué)號：51007008專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)摘要：鋅是人體必需的微量元素之一，是維持機(jī)體正常生長發(fā)育、新陳代謝的重要物質(zhì)。鋅 的過量與不足都會導(dǎo)致人體代謝異常，產(chǎn)生疾病，因此，Zn2+含量的測定在臨床、醫(yī)藥、食 品、環(huán)境監(jiān)測及科研中都有極其重要的意義。本文簡要綜述了測定細(xì)胞內(nèi)游離鋅離子熒光探 針物質(zhì)的化學(xué)規(guī)律、性質(zhì)和優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：Zn2+、熒光探針、定量檢測1、刖言在自然界元素的豐度順序中，鋅排在第25位，在地殼中的平均含量波動于0.004-0.02% 之間。鋅是位于元素周期表第II副族的過渡金屬元素，具有3di04s2的價電子結(jié)構(gòu)，通常只 失去s電子而成+2氧化態(tài)。Z

2、n2+的原子半徑較小，且因其帶兩個正電荷，所以它對電子的親 和力很高，是一個強(qiáng)的質(zhì)子受體1。1940年Eggleton首先提出人類需要鋅2。Prasad和Sandstead等研究明確了鋅是人類 必需的微量元素。Zn2+是人體內(nèi)第二富集的過渡金屬，廣泛分布于人體內(nèi)部。據(jù)研究表明，鋅在許多生理、生化過程中發(fā)揮著極為重要的作用，例如:鋅離子是組成 三百多種生物酶活性催化中心的重要金屬離子之一;它可作為金屬蛋白酶的結(jié)構(gòu)因子或轉(zhuǎn)錄 因子;可以和許多調(diào)控酶相互作用，作為第二信使觸發(fā)或阻斷諸如細(xì)胞凋亡等重要生理過程； 具有調(diào)控大量離子通道的能力，參與神經(jīng)傳導(dǎo)的過程；同時，鋅離子在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS) 中還

3、扮演著非常重要的角色。新近研究還表明，鋅離子的濃度大小與多種疾病的發(fā)生緊密相 關(guān)4。缺鋅對機(jī)體有重要影響：一是對生長發(fā)育和組織再生的影響；二是對性器官和性功能的 影響；三是鋅依賴酶(含鋅酶)的活性降低；四是缺鋅可使胰島素降解加劇，引起血中胰島素 水平下降及對葡萄糖利用率減少，葡萄糖耐量下降；五是缺鋅可引起血液內(nèi)視黃醇結(jié)合蛋白 的濃度降低，影響組織對維生素A的利用，使人的暗適應(yīng)能力下降，還有對皮膚及味覺等 的影響5。雖然缺鋅給人體帶來了極大的傷害，但是人體內(nèi)鋅含量的超標(biāo)也會造成同樣大的 傷害，如：補(bǔ)鋅過量會使人的免疫力下降；可誘發(fā)人體的銅缺乏；過量補(bǔ)鋅可降低機(jī)體內(nèi)血 液、腎和肝內(nèi)的鐵含量，出現(xiàn)小

4、細(xì)胞低色素性貧血，紅細(xì)胞生存期縮短，肝臟及心臟中超氧 化物歧化酶等酶活性下降6因此，若能實(shí)時跟蹤、監(jiān)測生物體中的鋅離子，就有可能使人們在細(xì)胞層次或者組織層 次上進(jìn)行鋅離子的生理、生化行為的研究。這對揭開生物體系中鋅離子與生物體內(nèi)許多重要 生理、生化功能之間的關(guān)系之謎具有極其重要的科學(xué)價值。自1987年第一個鋅離子熒光探針(TsQ)誕生以來，陸續(xù)研制開發(fā)了幾種鋅離子熒光探 針，如Zinquin， Zinpyr-l， ACF-l， ACF-2， NewportGreen等。人類利用這種方便快捷的方 式檢測Zn2+，為研究生物體內(nèi)Zn2+的功能和性質(zhì)以及它的結(jié)合方式，探索鋅在生物體中的 作用做出了卓

5、越的貢獻(xiàn)刀。但在測定生物活體內(nèi)的游離Zn2+的濃度方面仍存在一定的困難。2、熒光離子探針識別機(jī)理及影響因素在鋅離子的熒光檢測中，最關(guān)鍵的是熒光選擇性配體的設(shè)計。目刖報道的熒光選擇性配 體的基本結(jié)構(gòu)可分為:熒光發(fā)色團(tuán)一間質(zhì)一識別基團(tuán)三部分(如圖1所示)4，其設(shè)計大多基于 光致電荷遷移(PCT)和電子遷移(PET)兩種熒光機(jī)理。也有將兩種機(jī)理結(jié)合起來設(shè)計的熒光配 體。但無論基于何種機(jī)理，熒光配體中的熒光發(fā)色團(tuán)和識別基團(tuán)的選擇均極為重要。SpacerSgnaF: Fluorescence quenching or enhancement aiuffcr colour changesBindins s

6、ubunitSignaling subunitSubstrateBinding subunitSignalling subunit圖1熒光選擇性配體及其對離子識別的工作原理示意圖熒光發(fā)色團(tuán)是構(gòu)成熒光離子探針的最基本單元，其主要功能是實(shí)現(xiàn)識別信息到熒光信號 的轉(zhuǎn)換。一般說來，一切具有熒光信號的有機(jī)基團(tuán)都可以作為離子探針的熒光發(fā)色團(tuán)。常用 的熒光發(fā)色團(tuán)有以萘，蒽和芘等為主要代表的稠環(huán)芳烴類；丹?；鶊F(tuán)；以熒光素和羅丹明為 代表的咕噸類熒光基團(tuán)；氟硼二毗咯類；香豆素；1,8-萘酰亞胺等熒光基團(tuán)（如圖2所示）1。R0 = 8=0COOR丹?；鶊F(tuán)熒光素COOK羅丹明圖2常用的熒光發(fā)色團(tuán)間質(zhì)的作用是將熒光發(fā)

7、色團(tuán)和識別基團(tuán)連接起來，使之成為一個完整的體系。它以多種 形式存在，在很多類型的探針中，起到調(diào)節(jié)的作用。但是，我們應(yīng)該知道并非所有的探針都 具有間質(zhì)，一些基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理的探針就沒有間質(zhì)存在8。識別基團(tuán)主要功能在于 識別和結(jié)合客體，識別基團(tuán)是熒光離子探針設(shè)計中的重中之重，他選擇決定了探針分子的選 擇性和效率。熒光離子探針的識別性能評價主要受選擇性、靈敏性、水溶性、實(shí)時性和原位檢測性能 這五種因素的影響1。選擇性主要是指探針分子和識別目標(biāo)的作用區(qū)別于其它因素的情況；靈敏度主要是指探 針分子對檢測產(chǎn)物的最低檢測程度，是靈敏性的表現(xiàn)形式；水溶性是探針分子應(yīng)用價值的重 要基礎(chǔ)；實(shí)時性主要是指探針

8、分子對檢測物的響應(yīng)速度。響應(yīng)速度越快說明探針分子的實(shí)用 性越高，越有利于在實(shí)際生活和生產(chǎn)之中應(yīng)用；原位檢測性能則取決于探針分子同被檢測體 系之間的相容性。相容性越好，則原位檢測性能越好。其實(shí)在一定限度內(nèi)，儀器對熒光探針 檢測的空間分辨率有著重要影響。3、鋅離子熒光探針作用機(jī)理人們先后研究和建立了多種方法用以檢測鋅離子，如分光光度法，熒光探針法，電離質(zhì) 譜法和核磁共振法等。但是，生物體中的鋅大多以絡(luò)合形式存在分子內(nèi)和分子間的游離Zn2 +的濃度很低。近年來，人們已經(jīng)了解到Zn2 +的幾種傳輸器的結(jié)構(gòu)、功能以及它的傳輸形 式，但Zn2 +的吸收、傳輸、分配及其與蛋白質(zhì)結(jié)合的控制因素還須進(jìn)一步解釋。

9、而進(jìn)一步了解鋅的作用的關(guān)鍵是在一個比較寬的濃度范圍內(nèi)在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外定量檢測鋅的流量和 水平1。熒光探針法是對鋅離子進(jìn)行定性、定量分析的重要方法，它不僅簡便實(shí)用，而且在靈敏 度、選擇性、時間分辨等方面均有突出的優(yōu)點(diǎn)，所應(yīng)用的探針應(yīng)具備以下基本條件：(1)穩(wěn) 定性高；(2)對Zn2 +有高選擇性，不受或很少受其它金屬離子的干擾；(3)與Zn2 +有絡(luò)合 性；(4)能夠快速感光；(5)容易快速傳遞到目標(biāo)體系；(6)具有實(shí)用性。當(dāng)然，應(yīng)用在生物 體系中還應(yīng)該有合適的熒光信號性質(zhì)：(1)強(qiáng)熒光；(2)激發(fā)波長超過340nm(能穿過玻璃 顯微鏡的目鏡并能把由于紫外光對細(xì)胞造成的傷害減少到最小);(3)與

10、金屬離子絡(luò)合后其發(fā) 射波長比絡(luò)合前有80nm的斯托克位移，可消除激發(fā)光對熒光測定的干擾等回。目前報道的生物應(yīng)用鋅離子熒光探針按作用機(jī)理可分為以下幾類：基于光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(Photoinduced ElectronTransfer PET)的熒光探針；基于分子內(nèi)共軛電荷轉(zhuǎn)移(Intramolecular Charge Transfer ICT)的熒光探針；基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(Fluorescence Resonance Energy Transfer FRET)的熒光探針；(4 )基于鰲合誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)的熒光探針；化學(xué)反應(yīng)類；C=N異構(gòu)化機(jī)理。下面我將對以上的六個作用機(jī)理用舉例的方式進(jìn)行描述。3

11、.1基于光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移機(jī)理的熒光探針光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移是指發(fā)光體(電子給體或受體)受到光激發(fā)后，與接受體(電子給體或受 體)之間的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。這種電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)導(dǎo)致發(fā)光體的熒光淬滅，但當(dāng)接受體接受了陽 離子后，使接受體喪失了提供或接受電子的能力，從而使發(fā)光體的熒光恢復(fù)。在這類探針中， 熒光團(tuán)一般作為電子受體，而陽離子接受體(例如:氨基)作為電子給體mi。其作用機(jī)理如圖 3所示：圖3基于PET原理的熒光化學(xué)傳感器模型6-甲氧基-8-對甲苯磺酰胺喹琳(TSQ，1)是第一例用于大腦、心臟及其它組織切片中Zn2 + 濃度檢測的熒光探針。TSQ雖然可用于在生理條件下較高濃度的Ca2 +和Mg2 +存在時Zn

12、2 + 的檢測，但TSQ-Zn2 +絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定常數(shù)尚不清楚，TSQ/ Zn2 +可能以1 ： 1或2 ： 1 的形式絡(luò)合，并且熒光強(qiáng)度在不同的介質(zhì)中變化較大，所以用TSQ進(jìn)行定量分析Zn2 +還有 待于進(jìn)一步研究1。，另外它的水溶性不好，不適合在活組織中對鋅進(jìn)行測定和成像。為進(jìn) 一步了解TSQ類熒光探針的化學(xué)結(jié)構(gòu)，OHalloran小組研究了2-甲基-6-甲氧基-8-對甲苯磺酰 胺喹琳(2)。結(jié)果表明，在中性DMSO冰(50/50)的混合溶液中，2- Zn2+的絡(luò)合形式主要是2:1。 其中，脫質(zhì)子的酰亞胺的氮原子及喹琳環(huán)上的氮原子與Zn2 +配位4。MeO6-甲氧基-8-對甲笨磺酰胺企

13、林(TSQ, 1)2-甲基-6-甲氧基-8-對甲苯磺酰胺嘍林(2)3.2基于分子內(nèi)共軛電荷轉(zhuǎn)移的熒光探針分子內(nèi)共軛電荷轉(zhuǎn)移類熒光探針的熒光團(tuán)具有強(qiáng)的推-拉電子體系，電子供給體與接受 體共軛相連，在光激發(fā)下會產(chǎn)生從電子供給體向接受體的電荷轉(zhuǎn)移。當(dāng)受體單元與客體結(jié)合 時，會對熒光團(tuán)的推拉電子作用產(chǎn)生影響，或減弱了分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移，或強(qiáng)化了電荷轉(zhuǎn)移， 從而導(dǎo)致熒光變化；同時，影響熒光團(tuán)的吸收或發(fā)射波長。熒光發(fā)射光譜的藍(lán)移或者紅移是 其主要的變化表現(xiàn)。一般而言，ICT熒光探針也可以導(dǎo)致熒光發(fā)射強(qiáng)度增加，但是其效果遠(yuǎn) 遠(yuǎn)低于PET熒光探針?biāo)鸬默F(xiàn)象1。如果熒光探針分子的電子給體部分與被檢測物結(jié)合，就會削

14、弱電子給體部分的推電子能 力，降低熒光發(fā)色團(tuán)的電子密度，進(jìn)而引起吸收光譜的藍(lán)移和摩爾吸光率的降低；如果探針 分子電子受體部分同被檢測物相結(jié)合，那么就會提高受體的拉電子能力，從而導(dǎo)致紫外-可 見吸收光譜紅移并且伴隨這摩爾吸光率的相應(yīng)變化(如圖4囹)。圖4基于ICT原理的熒光化學(xué)傳感器模型Nagan階紹了兩個以ICT為設(shè)計原理的Zn2+熒光探針3-4-N- (N，N-二(2-毗啶甲基)2- 氨乙基)胺-5-甲氧基-苯并呋喃基-1，3-氧氮雜茂-4-羧酸ZnAF-R和ZnAF-R2。ZnAF-R2的水 溶性和熒光量子產(chǎn)率都強(qiáng)于ZnAF-R，也更適合于在生物體系中檢測Zn2+。在Ph=7.4， 100

15、mmol 的 HEPES緩沖液中，對于ZnAF-R2，隨著Zn2+的加入直至飽和，熒光量子產(chǎn)率從 0.17降到0.1，最大激發(fā)波長從365nm藍(lán)移到335nm，而ZnAF-R2熒光強(qiáng)度的比(335nm/365nm)不斷增大，通過這種比值可計算出Zn2+的濃度。生物體中的一些高濃度的金 屬離子(如Na+、K+、Ca2+、Mg2+等)都不會對ZnAF-RS的熒光產(chǎn)生影響。Cd2+和Zn2+一樣可 以使ZnAF-RS的激發(fā)光譜藍(lán)移，Cu2+、Co2+和ZnAF-RS形成絡(luò)合物并強(qiáng)烈地淬滅它的熒光。 但它們在生物體的濃度非常小，影響甚微。ZnAF-RS對Zn2+的檢測極限在納摩爾范圍，其靈 敏度適用于

16、哺乳細(xì)胞1。3.3基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移的熒光探針熒光共振能量轉(zhuǎn)移是在供體基團(tuán)的激發(fā)狀態(tài)下由一對偶極子介導(dǎo)的能量從供體向受體 轉(zhuǎn)移的過程（如圖5），當(dāng)一個熒光分子（又稱為DONOR）的熒光光譜與另一個熒光分子（又 稱為ACCEPTOR）的激發(fā)光譜相重疊時，供體熒光分子的激發(fā)能誘發(fā)受體分子發(fā)出熒光，同 時供體熒光分子自身的熒光強(qiáng)度衰減。頑 niorteas uransitEas 命uul?qclu3qQ 7S8C8 蛆 aJQau-圖5熒光共振能量轉(zhuǎn)移機(jī)理以1為例，肽連接在兩個熒光染料之間，熒光素作為能量給體，麗斯胺作為能量受體。 在沒有結(jié)合Zn2 +之前，肽打開，兩個染料距離相對較遠(yuǎn)，分子內(nèi)能量

17、轉(zhuǎn)移極弱。當(dāng)Zn2 +結(jié) 合到Cys2/His2后，肽折疊起來使兩個染料距離拉近，增大了分子內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移，pH=7.1時， 結(jié)合了 Zn2 +后的1在596nm處（激發(fā)波長為430nm）熒光強(qiáng)度增大213倍。但是，1與Zn2 +也是以1 ： 1或2： 1絡(luò)合，并且這種絡(luò)合必須在一種還原性條件下進(jìn)行以防止肽的氧化。 另外還報道了一些其它類型的Zn2 +熒光探針，它們在生物體中的實(shí)際應(yīng)用價值都不高。HaTKCPECGKSFSQ-CH-SDLVKHQRTHTG-CO#3.4基于鰲合誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)的熒光探針大多數(shù)熒光物質(zhì)都具有芳香環(huán)或雜環(huán)，其n電子的非定域性越大，就越容易被激發(fā)，分 子的熒光效率越大。因

18、此，凡能提高口電子共扼程度的結(jié)構(gòu)，如對-苯基化、間-苯基化、乙 烯化的作用都會增大熒光的強(qiáng)度。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，探針分子的結(jié)構(gòu)，如分子骨架的剛?cè)嵝裕?對分子的熒光強(qiáng)度有重要影響。當(dāng)分子結(jié)構(gòu)趨平面化，空間扭轉(zhuǎn)能力降低都可以使熒光增強(qiáng)。 另外，當(dāng)探針分子與金屬離子配合后，分子的骨架剛性增加，使上述各種電子或能量轉(zhuǎn)移受 到影響，因此引起熒光增強(qiáng)。目前已報道了許多基于這種鰲合誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)的Zn2+熒光探 針。（圖6）【12圖 6 Schematic representation of modular Zn2+-binding peptides. Totune the KD forZn2+, the a-

19、turn sequence, additional Zn2+ ligand, and theligand arrangement are altered.從圖中可以看出隨著鋅的濃度的增加，鰲合誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)對鋅離子的檢 測。3.5化學(xué)反應(yīng)類化學(xué)反應(yīng)類探針分子是識別基團(tuán)和熒光發(fā)色團(tuán)合二為一的體系。它和檢測物進(jìn)行特異性 化學(xué)反應(yīng)或者在其誘導(dǎo)下自身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致熒光發(fā)色團(tuán)的結(jié)構(gòu)改變，而產(chǎn)生相應(yīng)的熒光 發(fā)射光譜性質(zhì)變化，進(jìn)而達(dá)到檢測的目的。此類型主要有熒光素結(jié)構(gòu)開閉環(huán)類以及其他類別， 有關(guān)文獻(xiàn)報道了通過化學(xué)反應(yīng)來改變分子探針的結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)發(fā)光13（如圖7所示）。圖7通過化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對鋅離子的檢

20、測3.6 C=N異構(gòu)化機(jī)理C=N異構(gòu)化機(jī)理是指利用C=N異構(gòu)化來致使與其相連的熒光發(fā)色團(tuán)熒光減弱甚至消 失，當(dāng)被檢測物與C=N相互作用打破其順-反結(jié)構(gòu)體的互變，使其固定，從而引起熒光強(qiáng)度 地恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)檢測。以此機(jī)理為指導(dǎo)，已有部分工作展Ml，文章指出此類反應(yīng)可能的結(jié)構(gòu) 機(jī)理（圖8），此類工作還在進(jìn)一步的研究中?？v觀這幾類熒光探針對鋅的作用機(jī)理，其中研究比較多的是PET和ICT機(jī)理，首先這 兩個機(jī)理研究的比較早有大量的相應(yīng)的理論及試驗數(shù)據(jù)等支撐，從而使得人們對這兩個的研 究更加的深入，相對來說這兩個機(jī)理的研究也是比較容易的而且也有很多商品化了的檢測鋅 的熒光分子探針，但是還有很多的不足之處，仍需

21、要改進(jìn)與提高。而后幾種機(jī)理的研究就不 是那么的突出，只有一些文獻(xiàn)報道，這些也是另一些機(jī)理的探討與新路線的開發(fā)，相信隨著 研究的不但深入會有越來越多的成果。關(guān)于生物應(yīng)用Zn2 +熒光探針的研究近年來發(fā)展很快，并且也得到了一些性能良好的探針。其中幾個熒光素類生物傳感器，是通過DPA與Zn2 +絡(luò)合后熒光強(qiáng)度的增大來檢測 Zn2 +的存在。另外一些是丹磺酰胺在中性pH脫質(zhì)子后結(jié)合Zn2 +發(fā)出強(qiáng)烈的熒光。有文獻(xiàn) 介紹了在過去的50年中的幾十種Zn2 +熒光探針。這些芳香分子都能夠在溶液中以絡(luò)合形 式某種程度上結(jié)合游離Zn2 +導(dǎo)致熒光增強(qiáng)。但是，只有少數(shù)在生物體系中被證明有用。主 要有以下幾條原因：

22、1）在生物體系中有富足的Mg2 + （一般在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外都達(dá)到2mmol ） 和Ca2 + （細(xì)胞外3mmol和細(xì)胞內(nèi)10nmol1以mol），它們會潛在的干擾對Zn2 +的檢測；（2） 對Zn2 +的敏感性不夠高；（3）必須能夠準(zhǔn)確地將探針熒光強(qiáng)度的變化與待分析物的濃度關(guān) 聯(lián)起來4、鋅離子熒光探針的合成設(shè)計展望綜上所述，人類在應(yīng)用熒光法測定游離的Zn2 +方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但在測定 生物活體內(nèi)的游離Zn2 +的濃度方面仍需進(jìn)一步的研究，要想研究Zn2 +的功能和性質(zhì)以及它 在生物體內(nèi)的結(jié)合方式，都需要有一種方便快捷的方式跟蹤Zn2 +，熒光探針法正符合這種 需求，它是利用一種特異的

23、熒光試劑去標(biāo)記活體內(nèi)的Zn2 +，借以發(fā)現(xiàn)和研究生物體內(nèi)Zn2 + 的位置、結(jié)構(gòu)和功能。因此，各國致力于研究Zn2 +的科研工作者都在力求研究出一種與Zn2+具有高特異性結(jié) 合的物質(zhì)，這種物質(zhì)應(yīng)具有：配位易得且配位能力強(qiáng)；能在生理?日范圍檢測毫微摩爾 濃度Zn2+；Zn2 +在熒光敏感方面具有高選擇性，其它金屬離子的熒光干擾極小或者非常 有限或者可以掩蔽；Zn2+作用敏感且反應(yīng)速度快；良好的細(xì)胞滲透性，并使其在不傷害 活體細(xì)胞的情況下發(fā)出熒光；熒光效率高等特點(diǎn)。一旦有了這把鑰匙，許多生物體之謎就 會迎刃而解。雖然人們已經(jīng)研究出不少的檢測鋅的熒光分子探針，但是仍然需要尋找新的熒光團(tuán)和 識別配體，

24、以便研究更適合生物應(yīng)用的Zn2 +熒光探針來真正達(dá)到對生物體中Zn2 +的定量 分析。參考文獻(xiàn)：張宇基于西佛堿的鋅離子熒光探針的設(shè)計-合成及識別機(jī)理研究2009;1.Egglet on WGE. The zinc and copper cont ent s of the organsand t issnes of Chinese subject s. Biochem J 1940; 34: 991.劉穎人體鋅代謝與需要量中國公共衛(wèi)生學(xué)報1999;18;1:55.吳升德含酚配體的合成及其在近生理條件下對鋅離子的識別.賈存英缺鋅與補(bǔ)鋅微量元素與健康研究2001;18;1:77.向中蘭補(bǔ)鋅過量對人體的危害 現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生2001 ;17 ;9 :727.果秀敏鋅離子熒光探針的設(shè)計合成研究2003;1.Fang Qian;Changli Zhang;Yumin Zhang;Weijiang He;Xiang Gao;Ping Hu;