纳米药物在体内的1）长循环、2）肿瘤组织富集和渗透、3）进入肿瘤细胞、4）胞内药物释放是极为关键的4个环节，设计从整体上克服上述4个关键障碍的纳米药物及药物载体十分关键。肿瘤组织与正常组织微环境具有显著差异，可用于调控纳米载体到达肿瘤组织后的物理化学特性，从而增强肿瘤细胞对纳米药物的摄取，或增强纳米颗粒在肿瘤组织的渗透。实验室重点发展肿瘤微环境调控的纳米载体药物，以系统克服纳米药物在其给药过程的长循环、肿瘤组织富集和渗透、进入肿瘤细胞、胞内药物释放的所有屏障，以更好发挥抗肿瘤药物的疗效，克服肿瘤耐药，抑制肿瘤转移。

　　实验室针对实体瘤不同于正常组织的pH微环境，发展了肿瘤酸度调控的纳米给药系统，其表面电位在肿瘤微酸性环境反转。该纳米颗粒在正常生理条件及血液循环中（pH~7.4）略带有负电荷，但到达肿瘤部位后，肿瘤微酸性环境（pH~6.5）触发特定的化学反应，使其表面电性从负电性转变为正电性，在体内外极大地增强纳米颗粒与肿瘤细胞的相互作用，提高细胞对载药纳米颗粒的摄取（Angew Chem Int Ed, 2010, 49, 3621-3626）。

　　既对肿瘤微酸性环境又对肿瘤细胞内涵体酸性环境响应的可控高分子自组装体，可用于提高药物在肿瘤组织和肿瘤细胞的富集。实验室发展的聚合物-阿霉素共价复合物可通过疏水相互作用自组装形成纳米颗粒，在正常生理条件及血液中（pH~7.4）颗粒的正电荷被屏蔽，有利于实现长循环，从而在肿瘤部位富集；到达肿瘤部位后，肿瘤的酸性环境（pH~6.5）触发其表面电荷转变为正电性，提高细胞对载药纳米凝胶颗粒的摄取；进入肿瘤细胞以后，内涵体的酸性环境（pH~5.0）触发键合阿霉素药物在胞内的快速释放，更有效杀死耐药性肿瘤细胞（J Am Chem Soc, 2011, 133, 17560-17563）。

　　肿瘤的微酸性环境亦可用于构建基于电荷间相互作用的纳米给药系统，用于小干扰RNA药物（siRNA）的体内输送，以克服给药过程的关键屏障。肿瘤微酸性环境可调节自组装纳米颗粒的可逆组装，使其在到达肿瘤部位后脱掉PEG层，克服PEG修饰降低肿瘤细胞对纳米颗粒摄取的缺点，增强肿瘤细胞对siRNA的摄取（ACS Nano, 2012, 6, 771-781，highlighted by Nanomedicine, 2012, 7, 182-183）。

　　利用两性离子聚合物可延长载药纳米颗粒的体内循环时间，同时在纳米药物通过EPR效应富集到肿瘤部位后，对肿瘤酸度响应，使其表面电位由电中性转变成正电性，促进肿瘤细胞对载药纳米颗粒的摄取，可解决纳米药物长循环和细胞摄取的矛盾，增强药物治疗肿瘤的功效（Advanced Materials, 2102, 24, 5476-5480）。