目前,以正电子发射断层显像（PET）为代表的分子影像是近年发展起来的最成熟和灵敏的肿瘤诊断技术之一,而特异及高灵敏的探针是实现PET肿瘤诊断必不可缺的条件。目前临床上常用的显像剂¹⁸F-FDG并不是肿瘤特异性显像剂。因此研究可以在肿瘤部位富集,同时减少在其他组织非特异性保留的PET成像探针成为核医学领域研究的重点。在本论文中,我们设计和制备两种具有不同PK纳米颗粒影像探针,利用其各自的理化及生物学性质和特点,实现PET成像探针的¹⁸F快速标记和肿瘤高对比度预靶向PET成像。首先,我们合成并纯化了两种自组装分子模块Ad-PEG-TCO、CD-PEI,并基于金刚烷和环糊精的分子识别作用利用三种自组装分子模块Ad-PEG-TCO、Ad-PAMAM、CD-PEI制备得到反式环辛烯修饰的长循环自组装纳米颗粒（TCO-SNPs）,并考察了该纳米颗粒的形貌、细胞毒性及体外稳定性。同时,我们利用溶剂热法制备了一种超小粒径的稀土纳米颗粒（NaGdF₄）,转为水相后修饰四嗪（tetrazine）得到NaGdF₄-Tz,通过将放射性同位素¹⁸F^-加到NaGdF₄-Tz水溶液中并孵育一定时间实现放射性标记,系统考察了¹⁸F@NaGdF₄-Tz的放化稳定性、细胞毒性、体内代谢速率。最后,我们利用这两种具有不同PK和功能的纳米颗粒进行了荷瘤小鼠的肿瘤预靶向PET成像。实验结果显示制备得到得到的TCO-SNPs粒径在150nm左右,具有一定的稳定性和较低的细胞毒性,可用于基于肿瘤EPR效应的肿瘤被动靶向富集并提供与放射性成像基团反应的生物正交模块。而制备得到的超小粒径稀土纳米颗粒可以实现快速的¹⁸F标记,具有很好的放化稳定性,分离纯化简单,能够在体内实现快速的分布并通过肾过滤和尿排泄而清除。该¹⁸F@NaGdF₄-Tz探针在体外能与TCO-SNPs实现生物正交反应,待注射到体内后,可以与肿瘤预靶向分布的TCO-SNPs通过生物正交反应而滞留于肿瘤组织内,而未反应的¹⁸F@NaGdF₄-Tz则被快速肾清除,得到高信号和对比度的肿瘤PET图像。综上,我们成功制备了两种具有不同PK和功能的纳米颗粒影像探针,并基于这两种探针发展了一种肿瘤预靶向PET成像方法。解决了目前很多探针标记困难和成像效果受探针本身动力学限制的问题,实现了高灵敏度和肿瘤/组织对比度的肿瘤预靶向PET成像。