线粒体功能障碍与神经退行性疾病、心脏病和癌症等密切相关。由于质子和氧都会参与发生在线粒体中的重要生化反应（如三磷酸腺苷(ATP)的生成），因此测量线粒体中的质子和氧浓度对于监测线粒体活动和理解细胞行为而言至关重要。复旦大学王旭东研究员开发了一种比率荧光纳米传感器，它可以同时对线粒体中的O₂和pH进行检测和成像。

本文要点：

（1）实验将苯乙烯与甲基丙烯酸2-氨基乙酯盐酸盐进行共聚而制备了氨基功能化的聚合物纳米粒子。在聚合过程中，实验将参比染料罗丹明B异硫氰酸酯(RBITC)和对氧敏感的染料铂(II)八乙基卟啉(PtOEP)包封在该聚合物球中，并将pH指示剂异硫氰酸荧光素(FITC)和线粒体靶向分子(3-羧基丙基)-三苯基溴化膦(TPP)进一步修饰在纳米颗粒的表面。

（2）该纳米传感器具有粒径分布窄、对O₂和pH敏感性高、稳定性好和细胞毒性低的特点。得益于这些优点，该双功能纳米传感器能够对线粒体中的氧气和pH进行高空间分辨率的实时传感和成像。实验也将靶向线粒体的双功能纳米传感器应用于HeLa细胞，并对羰基氰化间氯苯腙(CCCP)处理后细胞线粒体质子和氧浓度的变化进行了定量测量和成像。

Ying Lian. et al. Active-Targeting Polymeric Dual Nanosensor for Ratiometrically Measuring Proton and Oxygen Concentrations in Mitochondria. Analytical Chemistry. 2021

DOI: 10.1021/acs.analchem.1c01156

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.1c01156