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乏氧组织显像剂是近年来放射性药物研究的热点之一。本论文旨在发展PET和SPECT肿瘤乏氧显像药物，设计制备了4种F-18标记和3种Tc-99m标记的硝基咪唑衍生物，其中仿制药物18FMISO和18FETNIM已经成功用于临床PET显像研究，其它5种化合物未见报道。七种化合物的放射化学与生物学性能研究结果显示，新型放射性药物18FE-MN2和99mTc-MNLS具有进一步探讨其用于肿瘤显像的价值。
一.18F标记药物。1)成功仿制两种具有临床应用价值的乏氧组织显像剂18FMISO和18FETNIM，合成了前体并确定了标记工艺，临床PET显像研究显示二者用于乏氧显像的可靠性；2)首次设计合成支链含双羟基的新型硝基咪唑衍生物18FPENIM，其脂溶性较18FMISO低；18FPENIM在小鼠体内正常组织的清除速度明显较18FMISO快，导致18FPENIM具有较高的的靶/非靶比值，但由于荷瘤小鼠肿瘤绝对摄取值的降低，仍需更多的乏氧模型验证18FPENIM用于乏氧组织显像的潜力；3)根据肿瘤多靶向结合理念，设计支链含氨基类阳离子型系列硝基咪唑衍生物，其中完成了18FE-MN2的合成与荷瘤小鼠体内分布实验，结果显示它具有良好的肿瘤摄取与滞留性质；但作为新型肿瘤显像剂，其肿瘤摄取机制是否具有多靶向仍需进一步探讨，此外仍需对其衍生物进行系统的构效关系研究。
二.99mTc标记药物。1)通过radio-HPLC分析显示[99mTc(CO)3]+中间体除主要成分[99mTc(CO)3(H2O)3]+外，仍可能存在少量的三羰基锝的其它配位形式组分，但进一步的配体交换将得到同样的三羰基锝标记产物，为羰基锝的标记奠定了基础；2)以2-硝基咪唑为靶向基团，氨甲基吡啶为螯合位点，设计合成新型配体IPYETNIM和IPYPNIM，二者的羰基锝标记物的小鼠体内分布实验结果表明，99mTc(CO)3-IPYETNIM和99mTc(CO)3-IPYPNIM不适合用作肿瘤乏氧显像剂；3)设计合成99mTc标记的硝基咪唑单膦酸类配合物99mTc-MNLS，其标记率可达9096以上，具有良好的肿瘤摄取与体内分布性质，小鼠显像结果显示，注射后30min即可得清晰的肿瘤影像，99mTc-MNLS是一个非常有潜力的肿瘤显像剂，具有进一步研究和开发的价值，已申报国家发明专利。