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正电子发射计算机断层扫描显像技术(Positron Emission Computed Tomography,PET)是目前唯一用解剖形态方式进行功能、代谢和受体等无创伤性显像的技术,也是目前临床上用来诊断和指导治疗肿瘤的最佳手段之一。目前临床上常用的PET示踪剂对肿瘤组织缺乏靶向性或特异选择性,对肿瘤显像效果较差,且易受体内物质代谢的影响,常常造成假阳性、假阴性的误诊,而且合成步骤冗长、反应条件苛刻,对PET成像技术的推广十分不利。本文针对这些不足,设计并合成了一种新型的肿瘤靶向正电子发射计算机断层扫描显像示踪剂。主要研究工作如下:1.综述了正电子发射计算机断层扫描显像技术的工作原理与优势,重点阐述了正电子发射计算机断层扫描显像示踪剂的种类与研究进展,并介绍了磺胺及其衍生物对肿瘤的特异亲和性与靶向性能。2.以对甲苯磺酰氯、乙二胺、二乙醇胺等为原料,采用经典的Richman-Atkins法经过保护、关环、脱保护等步骤合成了1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸(NOTA),再与磺胺、18F-分别进行缩合、配合反应,从而制备了水溶性肿瘤靶向PET示踪剂18F-Al-NOTA-SN,并对所合成的化合物进行了FT-IR、UV、1H-NMR、质谱等结构表征以及高效液相色谱分析与分离纯化。实验结果表明,采用F-Al法进行放射性18F-离子标记过程需要20分钟,纯化过程需要45分钟。18F-离子标记效率为92.3%,纯化后的18F-Al-NOTA-SN放射性化学纯度达95%以上,放射性活度为24mCi,可以满足细胞实验与动物成像实验对放射性示踪剂纯度、用量的要求。3.对肿瘤靶向PET显像示踪剂18F-Al-NOTA-SN进行了生物体内外稳定性、正常细胞与肿瘤细胞摄取、细胞毒性、正常雌性BALB/c-nu小鼠以及HeLa荷瘤雌性BALB/c-nu小鼠的PET显像和体内生物分布实验等性能研究。实验结果表明,18F-Al-NOTA-SN具有良好的体内外生物稳定性,较低的细胞毒性,较高的肿瘤细胞选择性摄取率,较好的肿瘤靶向性,可获得较好的肿瘤靶向PET显像效果。正常细胞与肿瘤细胞对18F-Al-NOTA-SN摄取性能差异明显,HeLa宫颈癌细胞、HepG-2肝癌细胞、231乳腺癌细胞的摄取率明显高于293T人肾上皮细胞、COS-7非洲绿猴肾细胞。高浓度的示踪剂对HeLa、HepG-2、231乳腺癌细胞具有较高的细胞毒性,而对正常细胞293T、COS-7细胞的毒性较低。18F-Al-NOTA-SN在BALB/c-nu小鼠体内主要通过肝、肾代谢,对HeLa瘤组织PET显像较好,肿瘤边界清晰,与周围非靶向正常组织器官对比度高,显像效果好,并且显像增强效果能被含靶向基团的配体NOTA-SN通过预注射显著抑制。这些实验结果表明,18F-Al-NOTA-SN具有良好的肿瘤靶向性。与临床常用的示踪剂18F标记的2-氟-18-2-脱氧-D-葡萄糖(18F-FDG)对比显像实验表明,在不禁食条件下18F-Al-NOTA-SN具有更好的肿瘤靶向显像增强对比度与分辨率,且受食物中糖类与体内代谢的影响较小,有望成为一种新型肿瘤靶向PET成像示踪剂。