Summary

18放射性跟踪器的F-标签,其功能与硅氟化物接受器(SiFA)进行正电子发射断层扫描

Published: January 11, 2020
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Summary

合成氟-18(18F) 标记放射性药物进行正电子发射断层扫描通常需要几个月的经验。当集成到放射性跟踪器中时,硅氟化物接受器(SiFA)图案可实现简单的18F标签协议,独立于昂贵的设备和准备训练,同时减少所需的前体数量,并利用更温和的反应条件。

Abstract

副替代二-丁二氟二苯结构图案称为氟化硅接受器(SiFA),是放射性化学家工具包中用于将放射性+18氟化物纳入示踪剂以用于正电子发射断层扫描的有用标签。与传统的放射性标记策略相比,SiFA的氟-19与18氟化物的同位素交换在室温下进行,需要最少的反应参与者。因此,副产品的形成可以忽略不计,并且大大简化了纯化。然而,虽然用于标记的前体分子和最终的放射性标记产物是同位素离散的,但它们在化学上是相同的,因此在纯化过程中是不可分割的。SiFA 标签在加工和干燥 #18氟化物的基本条件下也容易降解。”4滴法”,其中仅使用固相萃取的前4滴洗脱剂=18氟化物,减少反应中的碱量,促进减少前体的摩尔量,并减少降解。

Introduction

氟-18(109分钟的半寿命,97%正电子发射)是正电子发射断层扫描(PET)最重要的放射性核素之一,这是一种非侵入性成像方法,用于可视化和量化各种疾病放射性标记示踪剂的生物分布1。肽和蛋白质特别难以用#18氟化物标记,因为它们需要由多步合成2形成的构建基块。为了降低18个F-放射性标签的复杂性,硅氟化物接受器(SiFA)最近被引入作为可靠的工具3。SiFA组由一个与两个三级丁基组相连的中央硅原子、一个衍生苯基甲酸和一个非放射性氟原子组成。三级丁基组为硅-氟化物粘结提供水解稳定性,这是SiFA结合作为成像剂在体内应用的关键特征。

当附着在小分子或生物分子上时,SiFA构建基块通过用氟-19在纳米摩尔浓度下交换氟-19来结合放射性+18氟化物离子,而不形成大量的放射性侧产物4。此外,通过在低温下在二极丙基溶剂中标记 SiFA moiety,可快速获得高放射性化学产量。这与传统的同位素交换反应形成鲜明对比,后者产生低特定活性5的放射性追踪器。在这些情况下,必须使用大量前体(在毫克范围内)获得合理加入的18氟化物。使用SiFA的同位素交换反应效率要高得多,动力学研究和密度函数理论计算6,7证实了这一点。标记的 SiFA 可通过固相萃取轻松纯化,因为标记的 SiFA 化合物和未标记的 SiFA 化合物在化学上都是相同的。这不同于传统的放射性标记示踪剂,其中前体分子和标记产物是两种不同的化学物种,必须在放射性标签后通过高性能液相色谱法(HPLC)分离。使用SiFA构建基块,小分子、蛋白质和肽可以通过一步和两步标记协议成功地标记18氟化物(图1)4、8、9。此外,一些SiFA标记化合物是可靠的体内成像剂的血流和肿瘤10。SiFA化学的简单性使即使是未经训练的调查员也能使用#18氟化物进行放射性跟踪器合成和开发。

Protocol

注意:人们必须记住,18F是放射性同位素,因此有必要在充分屏蔽后执行所有程序。铅屏蔽适用于此类辐射。请务必在整个过程中佩戴辐射检测徽章。此外,在合成后接触任何物品之前,立即处理手套,因为它们可能受到放射性活动的污染。利用手足监视器以及煎饼盖革计数器来检查袖子、手和脚的污染。 1. 18个F-一年期的抗热干燥 注:<st…

Representative Results

简单化的SiFA同位素交换可以实现高放射性化学加入[18氟化物(60~90%)]具有最少的合成复杂度 (图1)。大多数分子可以在一个步骤内用18氟化物进行放射性标记,而不涉及HPLC进行纯化(图2)。无线电-HPLC可用于质量控制目的,其中最终产品的紫外线(UV)吸收峰值应与其总峰值大于95%的无线电峰值重合(图3)。?…

Discussion

SiFA 标签化学是首批18种 F 标记方法之一,采用可在室温下进行的极其高效的同位素交换反应。典型的放射性化学反应依赖于通过消除或替代途径,通过反应的#18氟化物与氟反应功能形成碳-氟键。这些反应条件通常很苛刻,在极端pH值或高温下进行,并且含有副产品或反应参与者,必须使用费力和耗时的技术(如HPLC)去除。使用 SiFA 标记技术,标记前体和18种 F 标记化合物…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

作者没有承认。

Materials

[18F]F/H2[18O]O (Cyclotron produced)
[2.2.2]Cryptand Aldrich 291110 Kryptofix 2.2.2
Acetonitrile anhydrous Aldrich 271004
Deionized water Baxter JF7623
Ethanol, anhydrous Commercial Alcohols
Potassium carbonate Aldrich 209619
QMA cartridge Waters 186004540 QMA SepPak Light (46 mg) cartridge
Equipment
C-18 cartridge Waters WAT023501 C-18 SepPak Light cartridge
C18 column Phenomenex 00G-4041-N0 HPLC Luna C18 250 x 10 mm, 5 µm
HPLC Agilent Technologies HPLC 1200 series
micro-PET Scanner Siemens micro-PET R4 Scanner
Radio-TLC plate reader Raytest Radio-TLC Mini Gita
Sterile filter 0.22µm Millipore SLGP033RS

Referenzen

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Diesen Artikel zitieren
Connolly, D., Bailey, J. J., Ilhan, H., Bartenstein, P., Wängler, C., Wängler, B., Wuest, M., Wuest, F., Schirrmacher, R. 18F-Labeling of Radiotracers Functionalized with a Silicon Fluoride Acceptor (SiFA) for Positron Emission Tomography. J. Vis. Exp. (155), e60623, doi:10.3791/60623 (2020).

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