细胞是绝大多数纳米药物的作用靶标。纳米材料的类型，尺寸，表面性质以及功能决定了其发挥作用的机制千差万别，对于特定类型的材料，当其亚细胞定位改变时，也会引起治疗效果的显著改变。目前纳米药物的研究重心主要集中于对于纳米载体的药效学评价并藉此指导材料的结构功能调整，对于材料-细胞界面的研究尚处于起步阶段，一方面可归咎于早期细胞生物学研究技术的有限分辨率，无法对纳米颗粒行为进行准确分析，另一方面，纳米载体形貌，结构，以及表面性质的精准化调控技术较为匮乏，造成了实验观察结果常常难以重复，无法帮助我们深入理解材料-细胞界面行为。

针对前述问题，我们课题组从以下两个层次开展研究：

（1）发展精准可控的纳米载体合成技术

（2）多尺度纳米材料细胞生物学分析

纳米材料的精准控制合成。我们的研究聚焦金纳米材料。金纳米材料具有良好的生物相容性，同时具有表面易修饰的特点，允许我们构建具有靶向/响应性递送能力的药物载体。借助种子辅助的异相成核，我们系统性探索了生长温度，种子-金属前体比例，配体组成对于金纳米晶体生长的影响，并且首次在室温下实现了六方密堆金纳米晶体的室温合成，通过动力学控制，制备了一系列高纯度高能量晶面暴露的金纳米晶体（前期研究工作发表于 Nano Letters. 2019, 19, 3115-3121.; JACS 2018, 140, 11898-11901）。我们目前正积极尝试将配体引导的形貌/晶相控制合成技术应用于制备单分散性贵金属间化合物，结合电子显微学分析，重点阐述材料微结构/晶体结构与载体细胞学行为的关联。

分子-载体-细胞多尺度生物学分析。分子的识别以及交互是驱动和决定细胞-材料作用模式的根本性要素，对于这一层次的研究，分子动力学模拟手段具有突出的优势，为了验证计算模拟所给出的结果，我们需要完备的细胞生物学分析以及材料合成策略。我们课题组目前与材料细胞行为学模拟领域知名课题组保持密切合作 (代表性工作：Nat. Commun. 2019, 10, 4520)，结合粗粒化模拟以及全原子分析手段分别实现了对于长时间尺度下的单颗粒行为分析及分子层次交互模式定量化研究。课题组同时搭建了实时超分辨成像平台及蛋白-分子力作用分析系统，可完成对材料-细胞作用过程的动态追踪，结合单点/受体光激活/漂白技术，我们正在研究纳米载体胞内输运过程中表面蛋白的影响，为促进纳米药物走向精准化打下基础。