在靶向药物研发领域，纳米药物如何穿越复杂的细胞微管网络实现精准递送，是制约疗效提升的关键难题。传统单粒子追踪技术因无法解析纳米颗粒的旋转动力学，难以揭示其与微管相互作用的动态细节。温州医科大学药学院李校堃院士团队程晓东课题组在《Analytical Chemistry》发表的最新研究“Digitally Assisted Single-Particle Tracking for Accurate Analysis of Complicated Cargo Transport Dynamics in Microtubule Networks ”，通过开发数字辅助单粒子追踪（dSPT）技术，首次实现对活细胞内纳米药物全角度旋转运动的高精度追踪，为优化药物递送系统提供了重要技术突破。

研究团队通过创新整合双焦视差显微成像与智能数字分类算法，攻克了传统方法在低信噪比环境下的技术瓶颈。该技术将角度分辨率从传统0-180°显著提升至全角度0-360°，空间定位精度高达1.89纳米（XY轴），即使在细胞异质区域仍保持小于5°的角度误差。实验表明，dSPT技术不仅能精确测定纳米药物运输的步进角度和手性旋转方向，还能捕捉其在微管交叉点的动态转向特征，首次揭示了复杂微管网络中纳米药物的特征运动规律，为阐明药物运输调控机制提供了关键数据支撑。

目前，该技术已成功应用于动力蛋白与微管结合的构象转变研究，为蛋白质-微管相互作用提供了直接实验证据。研究团队进一步指出，dSPT技术在细胞膜受体动力学领域具有重要潜力：例如未来可拓展至成纤维细胞生长因子受体（FGFR）研究，通过量化其配体诱导二聚化过程中的旋转自由度变化，揭示受体构象动态与信号激活的关联性；结合对网格蛋白包被小坑限制FGFR受体侧向移动的追踪，有望构建受体内吞过程的动态力学模型，为开发靶向激酶抑制剂（如针对肿瘤细胞中FGFR旋转受限状态的药物）提供全新设计维度。

我校李校堃院士、程晓东副研究员和厦门大学方宁教授为论文共同通讯作者，课题组硕士研究生程晓娟为论文共同第一作者。课题组硕士研究生黄日洋、曾琳莹，药学创新班本科生王艳参与了成像实验和数据分析。研究获国家自然科学基金面上项目和重点项目支持。