研究中心史海斌教授课题组发展了一种新型的比率式光声成像探针，并成功用于肿瘤放化疗疗效的实时监测及辐射剂量定量评估研究，取得了突破性新进展。相关成果以“In VivoQuantitative Assessment of a Radiation Dose Based on Ratiometric Photoacoustic Imaging of Tumor Apoptosis”为题在国际知名学术期刊Analytical Chemistry上发表（Anal. Chem. 2022, 94, 5149-5158），论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c00098。
随着核技术的飞速发展，电离辐射作为一把“双刃剑”与人们的日常生活和和生命健康都息息相关。尤其是在临床疾病诊治中，放射治疗（RT）已经成为临床肿瘤治疗的一种最常用的治疗手段，近一半多的癌症患者都会接受到放射治疗。而在实际临床操作中，不可避免地会出现辐射剂量不准确或操作不当导致的过量电离辐射等问题，这就需要及时进行临床分诊和剂量估算。此外，在对辐射导致的皮肤损伤救治中，对受照部位的剂量进行准确评估对于临床医生制定合理有效的治疗方案至关重要。因此，对局部组织辐照剂量的活体精准评估，对于优化临床治疗干预措施和最大限度地减少辐射副反应意义重大。
在最新的研究进展中，史海斌教授课题组创新性地研发了一种肿瘤靶向的caspase-3酶响应型近红外荧光探针，并用于放化疗肿瘤细胞的凋亡过程的实时可视化监测研究。该探针主要由半花菁类荧光染料、caspase-3酶特异性识别和响应的DEVD多肽以及肿瘤靶向基团三个部分组成。探针起初的近红外荧光信号被DEVD所压制，处于关闭状态。在caspase-3酶的作用下，DEVD肽被酶切后，探针的荧光信号被“点亮”，同时还会产生比率型变化的光声信号（PA680/PA710）。此外，酶切后探针会原位发生自组装，产生大的纳米颗粒，从而延长探针在病灶的滞留时间，以便于开展原位长窗口期的成像研究。最值得关注的是，利用比率型光声成像技术的强组织穿透性（～5 cm）、高成像灵敏度、高分辨率和活体定量分析准确的优势，实现了对caspase-3酶活依赖的细胞凋亡过程的原位实时成像监测及在体辐射剂量的准确定量评估，为临床开展辐射剂量评估研究提供了新思路。
本论文第一作者为www.优德88.cpm2019级博士研究生方晶，放射医学与辐射防护国家重点实验室史海斌教授为本论文的通讯作者，www.优德88.cpm 为该论文第一单位。该工作得到国家自然科学基金重大研究计划、国家自然科学基金面上项目、江苏省重点研发计划及江苏省放射医学与防护重点实验室开放课题等项目的共同资助。