The present invention relates to a radiolabeled and polymer-modified graphene oxide complex and a preparation method of the same, and more specifically, to a ^18F-labeled and polyethylene glycol-modified graphene oxide complex and to a preparation method of the same. The radiolabeled and polyethylene glycol-modified graphene oxide complex is specifically absorbed by cancer cells in vivo, and has excellent stabilizing effect in vivo. Accordingly, the complex may be beneficially used in nuclear medicine examinations in vivo, including positron emission tomography (PET) for detection of tumor and diagnosis of cancer. Further, the preparation method of the radiolabeled and polyethylene glycol-modified graphene oxide complex of the present invention, by chemically labelling a radionuclide directly on graphene without using ligands, has simple synthesis steps while preventing undesirable side effects that may be caused by ligands.COPYRIGHT KIPO 2017본 발명은 방사성 표지된, 고분자로 개질된 산화 그래핀 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 18F로 표지된, 폴리에틸렌글리콜로 개질된 산화그래핀 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방사성 표지된, 폴리에틸렌글리콜로 개질된 산화그래핀 복합체는 생체 내 암세포에 특이적으로 흡수되며 생체 내에서 우수한 안정화 효과가 있다. 따라서, 상기 복합체는 종양 검출 및 암 진단을 위한 양전자방출단층촬영(PET Positron Emission Tomography)과 같은 생체 내 핵의학 검사에 유용하게 이용할 수 있다. 또한 본 발명의 방사성 표지된, 폴리에틸렌글리콜로 개질된 산화그래핀 복합체의 제조방법은 리간드를 사용하지 않고 직접적으로 그래핀에 방사성 핵종을 화학적으로 표지하는 바, 합성 단계가 간략하며 리간드에 의해 야기할 수 있는 부정적 효과를 방지하는 우수한 효과가 있다.