微泡介导的超声治疗可以无创地增强药物对体内局部区域的递送。这项技术在癌症治疗中可能是有益的，但目前在追踪治疗效果方面存在局限性。本实验的目的是研究荧光成像在监测微泡介导的超声治疗的时间效应方面的潜力。小鼠被植入2LMP乳腺癌细胞。动物在Cy5.5荧光标记的IgG抗体(大分子)或Cy5.5染料(小分子)和微泡造影剂存在下进行微泡介导的超声治疗。对照动物仅给予荧光分子。在治疗后1、10、30和60分钟，使用小动物光学成像系统对动物进行体内瞬时成像。切除肿瘤并进行离体分析。肿瘤均质化，Cy5.5荧光成像。体内监测结果显示，使用小分子时染料大量流入肿瘤(p < 0.05)，而在大分子组中没有(p > 0.05)。然而，在肿瘤乳化后，在治疗组肿瘤中检测到的小分子和大分子组的染料浓度均显著高于对照组(p < 0.01)。本文探讨了一种非侵入性光学成像方法，用于监测微泡介导的超声治疗在癌症模型中的效果。它提供了随着分子向目标肿瘤外渗增加的过程中的时间信息。
随着时间的推移监测药物治疗的能力阐明了肿瘤摄取机制和个体患者对治疗的潜在反应。癌症是美国第二大最常见的死亡原因，2011年预计有57.2万人死亡。药物递送到目标肿瘤的效率最终决定了药物治疗的有效性全身治疗。因此，增加肿瘤局部和吸收的药物量将提高抗肿瘤效果，同时可能允许减少剂量以最大限度地减少全身毒性。对新型非侵入性治疗的需求导致了监测和评估早期治疗反应的新模式。
结合化疗，抗体治疗已经成为许多癌症类型的新兴领域，包括乳腺癌、胰腺癌、头颈癌、肺癌、结肠癌和食管癌。基于抗体的疗法是化疗的积极补充，因为它们使用的是人源化或人源抗体，具有高特异性和低毒性价值。目前抗体治疗的困难在于抗体的体积大，并且能够从血流外渗到感兴趣的肿瘤区域。虽然抗体可以循环数周，但如果流向肿瘤的血流量有限，那些没有到达预定靶点的抗体在到达肿瘤之前就会被肝脏代谢掉。虽然抗体治疗的靶点在细胞外，但之前的体外研究表明，使用微泡介导的超声治疗可以增加癌症治疗的局部有效性。
诸如正电子发射断层扫描(PET)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、磁共振成像(MRI)和超声等成像方式在临床前应用中越来越受欢迎，用于探索药物传递和生物效应。虽然这是事实，但监测药物传递的光学成像提供了一种廉价、无创的方法来有效地分析分子传递的纵向研究。光学成像的优点包括安全性和即时分析(与二次分析如灌注、肿瘤大小等相比)。光学成像的一个限制是难以直接转化为临床。除非药物已经被荧光标记，否则光学成像最有效地用于临床前应用，以研究和了解新药、给药载体和给药方法。
微泡是微米大小的充满气体的颗粒，被聚合物或脂质分子组成的柔性外核包围。它们最初的目的是为实时评估冠状动脉疾病的心肌灌注提供超声图像对比度增强。然而，由于在某些超声条件下具有令人印象深刻的反应，微泡已成为常规和靶向化疗的一种新型辅助治疗方法。超声存在下的微泡造影剂已显示出两种补充药物传递的机制。其中包括血管外渗和暂时增强细胞膜通透性。在特定超声条件的影响下，在细胞存在的情况下，微泡机械振荡，可在局部感兴趣区域的细胞膜上产生气孔。利用这种技术，微泡已经被证明可以暂时打开血脑屏障，从而增加药物向大脑的输送。通过微泡治疗，分子外渗到肿瘤中也被证明可以增加抗癌效果。这种技术可以增加分子直接向细胞细胞质的局部递送;紫杉醇和阿霉素等药物以及用于增加转染的脂质体等分子已被证明具有增强递送的作用。这些产生的孔隙将以类似于伤口反应的方式发生反应，在与造影剂物理相互作用和超声消退后不久愈合。微泡也被证明会破坏内皮细胞之间的间隙连接，并通过临时毛孔将分子运输过细胞膜屏障，从而增加外渗。在微泡介导的超声治疗中会出现两种现象:通过肿瘤内皮细胞之间形成的间隙增加血管外渗和通过孔隙形成的细胞摄取。微泡介导的超声治疗已成为一种来越有吸引力的研究领域，因为它能够无创地增加化疗和其他药物治疗的局部被动递送。
随着联合癌症治疗的出现，了解治疗背后的机制变得至关重要。从微泡介导的超声治疗中无创监测药物摄取有效性的能力有助于进一步了解治疗机制。在本文中，我们探索了光学荧光成像技术在临床前乳腺癌动物模型中监测微泡介导的超声治疗的时间效应的潜力。
南京星叶生物自主研发了US-Star超声微泡造影剂系列，其中就包括多种载cy5、cy7等荧光微泡。