正电子发射计算机断层成像(Positron Emission Tomography-computed tomography,PET/CT)是非常重要的一种分子影像技术。由于其高的灵敏度,PET/CT广泛应用于生命科学,特别是临床医学。许多重大疾病,如动脉粥样硬化、糖尿病、神经性疾病都伴随着炎症。将正电子成像用于临床炎症诊断已经有一些非常有价值的尝试。但是,以18FDG为探针的PET成像方法,对一些疾病的诊断并没有获得理想的结果。其原因可能是,18FDG对炎症免疫响应生成的巨噬细胞缺乏足够的靶向性,而单个FDG分子只载带一个18F原子,两者都制约了18FDG探针实现更高的成像对比度；此外,尚没有发现更为有效的靶向机制被用于针对炎症探针的设计与制备。除此之外,对于放射性探针,还存在放射性核素泄露的问题。15F标记的纳米探针得到了研究者的广泛关注。可以设想,将放射性核素掺杂在纳米粒子的合成过程中,这样的探针载带大量的放射性核素,可以得到高对比度的成像；最重要的是放射性核素被纳米粒子束缚,减少了放射性核素的泄露。在此,我们设计了羟基磷灰石纳米探针,将放射性的18F掺杂在羟基磷灰石纳米粒子中。由于采用微量合成,并采用掺杂的方法,放射性的15F不仅在纳米粒子的表面还在纳米粒子的内部,这样可以使羟基磷灰石纳米探针载带大量的放射性的18F,用作PET/CT成像。本文第一章引入分子影像学、及常见的分子影像探针,主要针对PET/CT。本文的研究内容主要分为四部分：一、几种氟纳米颗粒及NaYF4@Si02@Au核壳型复合纳米材料的制备(1)几种氟纳米颗粒的制备。在短时间内通过简便的共沉淀法制备了几种不同的氟纳米颗粒即CaF2、NdF3和LaF3。并对纳米颗粒的形貌,大小尺寸等进行表征。(2)NaYF4@Si02@Au核壳型复合纳米材料的制备。首先通过共沉淀法制备NaYF4纳米颗粒。在此基础上,以NaYF4为核,通过正硅酸乙酯的水解,在NaYF4表面形成一层致密的Si02层即NaYF4@Si02。最后,通过二氧化硅上的氨基和纳米金之间强的配位作用,形成NaYF4@Si02@ Au核壳型复合纳米材料。这种核壳型纳米材料有望作为一种多功能的分子影像探针即正电子发射计算机断层成像探针,核磁共振成像探针,光学成像探针；并有望利用纳米金的特殊性质使其更广泛地用于生物医学研究。二、15F掺杂羟基磷灰石(18F-HAp)纳米探针的制备及在小鼠体内代谢基础研究(1)在本实验室,用常用氟离子即’9F掺杂生物兼容性好的羟基磷灰石纳米颗粒,并对其进行表征。(2)在上述基础上,设计了微量的’9F模拟放射性18F掺杂羟基磷灰石纳米探针,并探究其在生理条件下的稳定性。(3)利用医用回旋加速器产生的微量18F掺杂羟基磷灰石纳米颗粒,然后探究其在小鼠体内代谢分布,为其能作为纳米探针进行活体PET/CT成像做基础。三、18F标记羟基磷灰石纳米探针的制备及兔子PET/CT成像(1)为了得到理想的PET/CT成像探针,将15F标记羟基磷灰石纳米探针进行功能化修饰。(2)建立动物关节炎模型,将新设计的放射性核素标记的纳米探针用于大白兔关节炎PET/CT成像。四、可视化体积型水凝胶传感器的制备及研究(1)荧光素水凝胶的制备：首先,通过丙烯酰胺在以水和乙二醇为溶剂的条件下的聚合,得到聚丙烯酰胺；聚丙烯酰胺通过霍夫曼降解,使聚丙烯酰胺上的酰胺基部分氨基化；然后,合成发黄绿色荧光的5,6二羧基荧光素(5,6-DCF)；最后,将部分氨化的聚丙烯酰胺和5,6二羧基荧光素脱水得到发黄绿色荧光的水凝胶。(2)可视化体积型水凝胶传感器的制备及应用：水凝胶对铜离子响应产生体积相变,利用水凝胶的这一性质并将水凝胶装入有孔的移液管,设计了一种可视化的体积型的定量检测铜离子的凝胶传感器。通过裸眼可以实现对铜离子的定量分析。并对其性能(选择性,灵敏度,重现性、线性范围)等进行了考察,最后将所设计的可视化的体积型凝胶传感器用于环境水样中铜离子的检测。