湖南师范大学研发DNA纳米传感器用于生物分析物成像

近日，湖南师范大学化学化工学院张友玉教授课题组在DNA纳米传感器用于溶酶体酸化与钾离子流相关性研究方面取得了新进展，相关学术论文“DNA Triplex and Quadruplex Assembled Nanosensors for Correlating K+ and pH in Lysosomes”在国际顶尖期刊《德国应用化学》发表。

张友玉教授课题组以两个不同发射波长的上转换纳米颗粒为发射体，以金纳米颗粒为淬灭剂，让其与DNA triplex和quadruplex组装，构建了两种新型DNA纳米传感器，用于溶酶体腔内pH和K+的同时成像分析，以此探究溶酶体的酸化机制。结果表明：DNA triplex和quadruplex传感器成功实现了对溶酶体内的pH和K+的同时成像。由于调整传感器中DNA适配体序列，可以检测细胞中不同种类的生物分子，该DNA传感器可以拓展用于细胞内许多其他分析物的检测和成像，以及研究解决某些具有挑战性的生化和细胞生物学问题。

据悉，溶酶体需维持酸性pH值才能激活水解酶参与各种生理过程。溶酶体的酸化依赖于H+-ATPase泵入质子，在质子泵入过程中产生较大的膜电势，从而抑制进一步的质子泵入，需要以反离子流中和由质子积累产生的膜电势。目前，由于缺乏合适的研究方法，反离子流中和膜电势的机制并不清楚，因此溶酶体酸化激活水解酶参与重要生理过程的机制是尚需阐明的重要科学问题。

该课题由国家自然科学基金项目支持完成，第一完成单位为湖南师范大学，通讯作者为“化学生物学及中药分析”教育部重点实验室的张友玉教授和加拿大滑铁卢大学的刘珏文教授，第一作者为湖南师范大学在读博士研究生陈峰。