带电粒子在介质中的运动速度大于光速时,就会产生切伦科夫辐射。医用直线加速器用高能X射线或电子辐射生物组织时,在体内原位所产生的切伦科夫辐射可以用于治疗和成像。本研究采用医用直线加速器在放疗过程中产生的切伦科夫辐射,一方面进行成像,以监测放疗过程中的某些分子事件,比如放疗过程中肿瘤内部氧的分布与变化;另一方面利用这种辐射实现放疗和其他疗法,比如化疗的协同治疗,以提高肿瘤的预后。研究中,采用新型树枝状磷光氧传感器PtG4,通过尾部静脉注射对肿瘤进行靶向标记,测量一个放疗周期内PtG4的磷光寿命,获得整个放疗周期内肿瘤内部的氧分压变化,以评估放疗过程中肿瘤的乏氧状态。另一方面,可靶向肿瘤的,能被X射线激发的释药体系—装载阿霉素的纳米胶束,通过静脉注射,24小时候可在肿瘤部位富集。对肿瘤部位进行X射线辐射,以达到放化疗的协同作用。实验结果表明,不同肿瘤内部的乏氧状态有所不同,并且乏氧严重的肿瘤放疗效果比普通肿瘤的效果更差。通过这种方法,可获得肿瘤内部的氧分压的不均匀性分布。协同治疗结果表明,释药体系的加入可有效延长小鼠的寿命。这种方法也具有临床转化的优势。