胶质母细胞瘤患者的治疗通常涉及手术切除和同时化放疗。由于脑肿瘤的弥漫性和浸润性生长，胶质母细胞瘤患者的存活与实现完全手术切除的困难有关。先前已经证实，患者的生存状态和生活质量与肿瘤切除的程度有关。完全切除肿瘤，同时保留周围的脑组织，可通过手术导航实现，对延长患者的生存至关重要。用于近红外荧光成像的波长的范围内，在该范围内生物分子的吸光度和自发荧光是最小的。近红外荧光成像可用于使用分子成像剂的术中肿瘤可视化。通过这种方法，使用靶向荧光剂描绘肿瘤组织增加了完全切除的机会。一些研究已经证明使用在肿瘤组织中特异性过表达的分子作为手术导航的靶标。整合素在细胞因子激活的血管内皮细胞和周围的实体瘤细胞上高表达。因此，整合素都是早期检测肿瘤的有希望的靶标。然而，天冬氨酸在颅内肿瘤中的快速清除和含有精氨酸的肽的有限肿瘤靶向能力在体内实施时导致不利的成像结果。因此，期望通过化学修饰来改善含精氨酸或天冬氨酸的肽的肿瘤靶向能力，以增加其作为肿瘤探针的功效。
　　阳离子抗菌肽在各种生物的先天免疫中起关键作用。这些肽与带负电的膜强烈结合并随后裂解它们。癌细胞的外膜含有带负电荷的磷脂酰丝氨酸，可能有助于阳离子抗菌肽的抗癌特性。然而，天然阳离子抗菌肽的利用是有限的，因为它们的功能在血清中由于酶促降解和与血清组分的结合而受损。合成的抗癌肽，已经显示，血清中的肿瘤细胞选择性地结合，并且在阈值浓度下引起前列腺癌细胞生长的完全停滞，同时肿瘤标志物表达降低。因此，研究人员研究了天冬氨酸或精氨酸的组合。合成标记的探针用于近红外荧光成像，并评估它们在原位胶质母细胞瘤模型中的图像引导手术导航中的效用。用于光学成像的探针是非放射性的，并且成像仪器是便携式的。这两个特征都有利于手术导航。因此，在临床前和临床环境中已经积极地探索光学成像技术用于光学图像引导的肿瘤手术。胶质瘤的复发与其切除率有关。肿瘤的根治性切除对周围正常组织的影响最小，对于提高癌症患者的存活率是最有效的。完全切除的患者与未完全切除的患者相比，替莫唑胺方案获益最多。然而，由于浸润性胶质瘤形成的手指状触须，胶质瘤与正常脑周围组织之间的界限并不总是清晰的。这种错综复杂的边界构成完全切除胶质瘤的主要障碍。使用可以特异性靶向神经胶质瘤和新生血管探针的光学分子成像探针能够有效地成像胶质瘤。因此，胶质瘤的术中定位可以极大地帮助完全清除胶质瘤。由于该光学成像方法不具有放射性，因此该成像模式也可用于胶质瘤的术中定位并改善患者的预后。
　　成像探针是分子成像的基础。分子和细胞生物学的进步促进了癌症的潜在分子靶标的发现，例如精氨酸或天冬氨酸，其可以与基于分子成像的探针结合使用。在过去十年中，分别在新血管形成期间和几种肿瘤细胞中表达的靶向整合素蛋白的天冬氨酸和精氨酸肽已广泛用于成像研究。然而，肿瘤新生血管生物标志物的分布是多种多样的，并且这些生物标志物可能不存在于某些肿瘤中。因此，本研究旨在修改天冬氨酸和精氨酸，并进一步优化其药代动力学。杀死癌细胞的能力证明了抗癌肽的肿瘤选择性。研究人员的新型探针表现出良好的近红外荧光特性，在所有三种探针中具有大致相同的最大吸收和发射波长值。为了确定这三种探针的肿瘤靶向功效，体内光学成像研究表明，所有三种肽都表现出快速的肿瘤靶向，即使在不同时间点观察到每种探针的最高值，所有三种探针的肿瘤与背景的对比度都很优异。与非阻断组相比，表明这些新肽是靶特异性的。消化器官中探针的摄取高于其他主要器官，表明肝脏通路可能是探针排泄的途径。在体内显示出最佳的成像特征，并被选为评估原位胶质瘤术中定位的探针。该探针靶向颅内肿瘤和新生血管肿瘤，而其在正常脑组织中的摄取极低。这些肽探针易于合成且具有生物相容性。生物安全性是临床应用的另一个问题。尽管有这些缺点，使用这些新型高肿瘤选择性探针的光学图像引导癌症手术在检测显微镜下超小肿瘤中表现出高性能，并呈现未来的临床潜力。