长期以来，实现纳米药物在生物体内的非接触、高精度、多功能递送一直是纳米医学领域的前沿话题。传统递送策略依赖于纳米药物在血液中的被动运输，以及之后在组织中的自发渗出和随机扩散，利用效率十分有限。为提升纳米药物的递送效率，研究人员尝试在纳米药物表面修饰多种靶向剂，包括特异性识别病变细胞的功能基团、肽和抗体等，以增强它们在病灶处的聚集效率。然而，精心修饰后的纳米药物一旦进入循环系统，仍然面临复杂的血管结构、变幻的血流阻力以及复杂的生物屏障等多重挑战。相比被动扩散，基于磁场、超声和近红外光等外场操纵的主动递送方案有望进一步提升纳米药物的递送效率。然而，磁场方案的递送对象受限于磁性纳米颗粒，操控范围有限，同时递送精度较低。基于超声驱动的方式已经成功应用于微泡等相对较大物体的主动递送，但通常难以与纳米尺度的药物颗粒有效兼容。

针对以上挑战，本课题组开发了一种基于非接触、高精度、可编程光学操纵方案来实现纳米药物在活体内远程、精准、主动递送的新策略，并将其应用于对活体血管内单个白血病细胞以及脑部血栓的靶向治疗。通过对聚焦激光的扫描方式进行实时编程，可以对活体血管内的纳米药物进行非接触直接捕获和可编程动态操控，成功实现了单个及多个纳米药物在血管内的全主动、多功能、高精度靶向递送，继而完成了纳米药物在体内的逆血流迁移、选择性进入分支血管以及灵活规避潜在的生物屏障。在此基础上，将扫描光镊技术与微流控技术有机结合，以光控旋转的红细胞作为速度和方向灵活可控的红细胞微转子，实现了纳米药物朝向血栓的批量递送，并评估了该技术在白血病治疗以及血栓消融等生物医疗领域的潜在应用，为进一步提升纳米药物的递送效率，尤其是对心血管疾病的临床诊断以及生物标志物的实时检测贡献了潜在的技术方案。相关研究成果以“Fully Active Delivery of Nanodrugs In Vivo via Remote Optical Manipulation”发表在国际学术期刊Small Method（论文链接）。