PET 트레이서 생산을 위한 고체 상 11C-메틸화, 정제 및 제형
Summary
당사는 고체 상 추출 카트리지를 사용하여 양전자 방출 단층 촬영(PET)에 대한 임상적으로 관련된 추적기를 생산하기 위해 효율적인 탄소 11 방사성 라벨링 기술을 보고합니다. 11세 C-메틸화제는 전구체와 연속용출로 미리 로드된 카트리지를 통과하여 높은 방사성 화학적 수율에서 화학적 및 방사성 화학적으로 순수한 PET 트레이서를 제공합니다.
Abstract
양전자 방출 단층 촬영에 사용되는 방사성 추적기의 일상적인 생산 (PET) 주로 방사성 신디톤용액에 비 방사성 전구체와 반응 젖은 화학에 의존. 이러한 접근법은 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)에 의한 트레이서의 정제를 필요로 하고 인간 투여를 위한 생체 적합성 용매에서 재제형이 뒤따릅니다. 우리는 최근 합성, 정화 및 일회용 “3-in-1″단위로 고체 상 카트리지를 활용하여 탄소 11 표지 PET 방사성 의약품의 고효율 합성을위한 새로운 11C-메틸화 접근법을 개발했습니다. 트레이서의 재구성. 이 접근법은 예비 HPLC의 사용을 없애고 전사 라인과 방사성 붕괴로 인한 트레이서의 손실을 줄입니다. 또한 카트리지 기반 기술은 합성 신뢰성을 향상시키고 자동화 프로세스를 단순화하며 GMP(우수 제조 관행) 요구 사항을 준수합니다. 여기에서, 우리는 PET 추적자 피츠버그 화합물 B([11C]PiB)의 생산의 예에 이 기술을 보여줍니다, 인간의 두뇌에 있는 아밀로이드 플라크를 위한 생체 내 화상 진찰 에이전트에 있는 금 본위제.
Introduction
양전자 방출 단층 촬영 (PET)은 생화학 적 과정, 신호 및 변형의 생체 시각화를 가능하게하기 위해 생물학적 활성 분자에 부착 된 동위원소의 방사성 붕괴를 감지하는 데 의존하는 분자 이미징 양식입니다. . 탄소 11 (t1/2 = 20.3 분)은 유기 분자가 풍부하고 짧은 반감기로 인해 PET에서 가장 일반적으로 사용되는 방사성 동위 원소 중 하나이며 동일한 인간 또는 동물 대상체에 대해 동일한 날에 여러 추적기를 투여 할 수 있습니다. 방사선 부담을 줄입니다. 이 동위원소로 표지된 많은 트레이서는 임상 연구 및 생체 내 PET 이미징을 위한 기본 건강 연구에 사용되며, 생물학적으로 관련된D2/D3 수용체에 대한[11C]raclopride,[11C] 아밀로이드 플라크에 대한 PiB,[11C]PBR28 트랜스로케이터 단백질-단지 몇 가지 이름을 지정합니다.
탄소-11 표지 PET 추적기는 주로 -OH(알코올, 페놀 및 카르복실산), -NH(아민 및 아미드) 또는 -SH(티올) 그룹을 함유하는 비방사성 전구체의 11C-메틸화를 통해 생산됩니다. 간략하게, 동위원소는[11C]CO2의 화학적 형태로 14N(p,α)11C핵 반응을 통해 사이클로트론의 가스 표적에서 발생된다. 후자는 젖은 화학 (LiAlH4로 [11C]CH3OH로 감소)를 통해 [11C]CH3 I)로 변환된 후HI로 담금질하거나 1 또는 건조합니다. 화학([11C]CH4에 촉매 환원 후 분자 I2를가진 급진적 인 이오디네이션2) 【11C 】 CH3는 실버 트라이플랫 컬럼3을통해 전달함으로써 보다 반응성 11C-메틸트리플랫([11 C]CH3OTf))으로 더 변환될 수 있다. 11C-메틸화는 유기 용매에서 비방사성 전구체의 용액으로 방사성 가스를 버블링하거나 보다 우아한 포로 용매 “루프” 방법4,5를 통해 수행된다. 11C-추적자는 HPLC를 통해 정제되고 생체 적합성 용매로 재조화되고 인간 피험자에게 투여되기 전에 멸균 필터를 통과합니다. 이러한 모든 조작은 탄소 11의 짧은 반감기를 감안할 때 빠르고 신뢰할 수 있어야 합니다. 그러나 HPLC 시스템을 사용하면 트레이서와 생산 시간의 손실이 크게 증가하고 종종 독성 용매의 사용이 필요하고 자동화가 복잡해지고 때로는 실패한 합성으로 이어집니다. 또한 반응기와 HPLC 컬럼의 세척이 필요하면 후속 트레이서 배치의 합성 사이의 지연이 연장되고 방사선에 대한 인력의 노출이 증가합니다.
불소-18(t1/2 = 109.7분)의 방사성 화학은 다른 널리 사용되는 PET 동위원소로, 최근 HPLC 정제의 필요성을 없애주는 카세트 기반 키트의 개발을 통해 발전되었습니다. 고체 상 추출 (SPE) 카트리지를 채택함으로써,이 완전히 일회용 키트는[18F] FDG,[18F] FMISO,[18F] FMC 등을 포함하여 18F-추적기의 신뢰할 수있는 일상적인 생산을 허용, 짧은 합성 인력 의 참여감소 및 장비 유지 보수를 최소화할 수 있습니다. 탄소-11이 PET 이미징에서 덜 인기 있는 동위원소로 남아 있는 이유 중 하나는 11C-tracers의 일상적인 생산을 위한 유사한 키트의 부족입니다. 이들의 개발은 합성 신뢰성을 크게 향상시키고, 방사성 화학 수율을 증가시키고, 생산 모듈의 자동화 및 예방 유지 보수를 단순화할 것입니다.
현재 사용 가능한 생산 키트는 반응되지 않은 방사성 동위원소, 전구체 및 기타 방사성 및 비방사성 부산물에서 방사성 추적자를 분리하기 위해 HPLC 기둥 대신 저렴한 일회용 SPE 카트리지를 활용합니다. 이상적으로, 방사성 라벨링 반응은 또한 동일한 카트리지에서 진행; 예를 들어,[18F]의디메틸아미노에탄올을 기체로[18F]CH2BrF를 전립선암 이미징 PET 트레이서[18F]의 생산에서 양이온 교환 수지 카트리지에서 발생 6. 카트리지에 여러 11C 추적기의 방사성 라벨링에 대한 유사한 절차가보고되었지만7,8 및[11C]콜린9의 방사성 합성에 특히 강력해졌습니다. 및[11C]메티오닌(10)은, 이들 예는 전구체로부터의 분리가 종종 필요하지 않은 종양학적 PET 트레이서에 한정된 채로 남아 있다. 우리는 최근에[11C]CH3I11 및 후속 11C-메틸화의 생산을위한“[11C]키트”의 개발뿐만 아니라 고체 상 지원 합성12의 개발을보고우리의 노력에 11C-추적기의 일상적인 생산을 단순화합니다. 여기서, 우리는 2003년에 처음 개발되었을 때 알츠하이머병(AD) 이미징 분야에 혁명을 일으킨 Aβ 이미징용 방사선 추적기인[11C]PiB의 고체 상 지원 방사성 합성의 예를 사용하여 우리의 진전을 보여주고자 합니다. 그림 1) 13,14. 이 방법에서, 휘발성[11C]CH3OTf(bp 100°C)는 일회용 카트리지의 수지에 증착된 6-OH-BTA-0 전구체를 통해 전달된다. PET트레이서[11C]PiB는 생체 적합성 수성 에탄올과 카트리지로부터 용출에 의해 전구체 및 방사성 불순물로부터 분리된다. 또한, 원격으로 작동하는 방사성 화학 합성 모듈과 일회용 카세트 키트를 사용하여[11C]PiB 방합성의 이 방법을 자동화했습니다. 특히 표준 20mL 일회용 플라스틱 주사기, 가스 흐름 컨트롤러, 진공 펌프 및 게이지에 맞는 주사기 드라이브(디스펜서)가 장착된 20밸브 방사성 화학 모듈에 이 방사능 합성을 구현했습니다. 이 방법의 단순성으로 인해, 우리는 카세트 기반 또는 고정 밸브가 장착 된 대부분의 상업적으로 사용할 수있는 자동화 된 신디사이저로 수정 할 수 있다고 확신합니다. 이 고체 위상 지원 기술은[11C]PiB 생산을 우수 제조 관행(GMP) 규정을 준수하고 합성 신뢰성을 향상시킵니다. 여기에 설명된 기술은 또한 방사성 합성에 필요한 전구체의 양을 감소시키고, “녹색” 생체 적합성 용매만을 사용하고 연속생산 배치 사이의 시간을 감소시킨다.
Protocol
Representative Results
Discussion
플로베타피르, 플로르베타벤 및 플루메타몰과 같은 18개의F 라벨이 부착된 PET 트레이서의 최근 출현 및 FDA 승인에도불구하고[11C]PiB는 빠른 뇌 섭취와 낮은 비특이성 으로 인해 아밀로이드 이미징을 위한 골드 표준 트레이서로 남아 있습니다. 바인딩. 현재 이 트레이저는 습식 화학16을 통해 합성되거나 “드라이 루프” 접근법4,<sup cl…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 부분적으로 보조금에 의해 지원 되었다 18-05 캐나다의 알 츠 하이 머 학회에서 (A. K.에 대 한) 그리고 건강 캐나다에서 지원 으로 뇌 캐나다 재단. 저자는 의학의 맥길 대학 학부를 인정하고 싶습니다, 몬트리올 신경 학회와 맥코넬 뇌 이미징 센터는이 작품의 지원을 위해. 또한 모니카 라카투스-사모일라 부인에게 품질 관리 절차에 도움을 주신 것에 대해 감사드리며, 장 폴 수시 박사와 가산 마사웨 박사는 방사성 동위원소와 방사성 화학 시설에 접근할 수 있게 해 주었습니다.
Materials
| 6-OH-BTA-0 | ABX advanced biochemical compounds | 5101 | Non-radioactive precursor of [11C]PiB |
| 6-OH-BTA-1 | ABX advanced biochemical compounds | 5140 | Non-radioactive standard of [11C]PiB |
| Agilent 1200 HPLC system | Agilent | Agilent 1200 | Analytical HPLC system |
| Ethanol absolute | Commercial alcohols | 432526 | |
| Hamilton syringe (luer-tip, 250 µL) | Hamilton | HAM80701 | |
| MZ Analytical PerfectSil 120 | MZ-Analysentechik GmbH | MZ1440-100040 | Analytical HPLC column |
| Perkin Elmer Clarus 480 GC system | Perkin Elmer | Clarus 480 | Gas chromotograph |
| polycarbonate manifold | Scintomics | ACC-101 | Synthesis manifold |
| Restek MTX-Wax column (30 m, 0.53 mm) | Restek | 70625-273 | Analytical GC column |
| Scintomics GRP module | Scintomics | Scintomics GRP | Automated synthesis unit |
| Sep-Pak tC18 Plus | Waters | WAT020515 | Solid phase extraction cartridge |
| solvent-resistant manifold | Scintomics | ACC-201 | Synthesis manifold |
| Spinal needle | BD | 405181 | |
| Sterile extension line | B. Braun | 8255059 | |
| Sterile filter | Millipore | SLLG013SL | |
| Sterile vial (20mL) | Huayi | SVV-20A | |
| Sterile water | Baxter | JF7623 | |
| Synthra MeIplus Research | Synthra | MeIplus Research | [11C]CH3I/[11C]CH3OTf module |
| Syringe (10 mL) | BD | 309604 | |
| Syringe (1mL) | BD | 309659 | |
| Syringe (20 mL) | B. Braun | 4617207V | Dispenser syringe |
| Vent filter | Millipore | TEFG02525 |
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