近日，湖南師范大學化學化工學院張友玉教授課題組在DNA納米傳感器用于溶酶體酸化與鉀離子流相關性研究方面取得了新進展，相關學術論文“DNA Triplex and Quadruplex Assembled Nanosensors for Correlating K+ and pH in Lysosomes”在國際頂尖期刊《德國應用化學》發(fā)表。

張友玉教授課題組以兩個不同發(fā)射波長的上轉換納米顆粒為發(fā)射體，以金納米顆粒為淬滅劑，讓其與DNA triplex和quadruplex組裝，構建了兩種新型DNA納米傳感器，用于溶酶體腔內(nèi)pH和K+的同時成像分析，以此探究溶酶體的酸化機制。結果表明：DNA triplex和quadruplex傳感器成功實現(xiàn)了對溶酶體內(nèi)的pH和K+的同時成像。由于調(diào)整傳感器中DNA適配體序列，可以檢測細胞中不同種類的生物分子，該DNA傳感器可以拓展用于細胞內(nèi)許多其他分析物的檢測和成像，以及研究解決某些具有挑戰(zhàn)性的生化和細胞生物學問題。

據(jù)悉，溶酶體需維持酸性pH值才能激活水解酶參與各種生理過程。溶酶體的酸化依賴于H+-ATPase泵入質子，在質子泵入過程中產(chǎn)生較大的膜電勢，從而抑制進一步的質子泵入，需要以反離子流中和由質子積累產(chǎn)生的膜電勢。目前，由于缺乏合適的研究方法，反離子流中和膜電勢的機制并不清楚，因此溶酶體酸化激活水解酶參與重要生理過程的機制是尚需闡明的重要科學問題。

該課題由國家自然科學基金項目支持完成，第一完成單位為湖南師范學，通訊作者為“化學生物學及中藥分析”教育部重點實驗室的張友玉教授和加拿大滑鐵盧大學的劉玨文教授，第一作者為在讀博士研究生陳峰。