表面功能化在纳米药物的纳米生物的体内相互作用中起着关键作用，影响其后续的免疫反应、血液循环以及器官和疾病部位的输运。然而，表面功能化中长期存在的异质性问题严重阻碍了对纳米生物相互作用的精准解析。因此，克服纳米药物表面功能化过程中长期存在的异质性问题，在纳米药物的复杂生物体系中的精准成像和治疗中具有重要的意义。发光金纳米粒子（AuNPs）具有超小的尺寸（d < 3 nm）、可表面功能化、优异的肾清除和生物相容性，被认为是一类在生物成像和生物医学应用中具有转化前景的纳米药物。

华南理工大学刘锦斌教授课题组，以超小发光AuNPs为模型纳米药物，提出了一种简便高效的原位表面功能化策略，实现了发光AuNPs的DNA离散型精准价态修饰（如1价、2价和4价），有效解决了发光AuNPs的表面DNA功能化异质性难题，揭示了超小发光AuNPs在亚细胞水平的精确输运具有DNA价态依赖性。该研究工作不仅为精准理解表面功能化的纳米药物的体内相互作用及运输提供了重要基础，而且还可为在亚细胞精确水平上合理设计高度可控的纳米载体提供指导。

该工作以优化设计的硫代磷酸化AS1411（psAS1411）为模板，通过常温NaBH₄还原HAuCl₄与谷胱甘肽（GSH）形成的GS-Au(I)复合物，制备出近红外二区窗口（NIR-II）发光的AuNPs，实现其表面AS1411核酸适配体价态离散型可控（1价、2价和4价），为研究发光AuNPs的精准DNA价态及其亚细胞水平的相互作用和体内输运提供了材料基础。研究表明核仁蛋白与AuNPs间的相互作用随着AS1411价态的升高呈现显著增加的趋势，发光AuNPs在亚细胞分布层次上表现出AS1411价态依赖性。研究发现，1价和2价的AuNPs可通过核仁蛋白介导的方式进入细胞，并最终进入细胞核。然而，4价的AuNPs与细胞表面过表达核仁蛋白有强的结合能力而锚定在细胞膜表面，因而难以进入细胞。

在活体层次上，不仅超小AuNPs的肿瘤靶向效率，而且其亚细胞分布均表现出精确的DNA价态依赖性。从1价到2价的价态提升将导致肿瘤靶向效率提高及其细胞核的分布增加，然而进一步提高DNA的价态至4价，肿瘤靶向效率显著提高，但AuNPs的分布则更倾向于富集在细胞膜表面，表明了纳米药物表面的离散型可控功能化修饰的重要性。