양전자 방출 단층 촬영 (PET) 이미징 사이트 여러 초기 임상 연구 실험에 관련 된 강력 하 고 다재 다능 한 radiotracer 제조 능력을 필요 합니다. Radiotracer [18F]를 사용 하 여 Clofarabine 예를 들어, 우리 자동화 radiotracer 유연한, 카세트 기반 radiosynthesizer를 사용 하 여 합성 하 고 합성 임상 사용에 대 한 유효성을 검사 하는 방법을 보여 줍니다.
새로운 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 추적기 개발 연구자와 임상 이미지는 점점 더 다양 한 생물학 목표 및 프로세스의 사용 이다. 그러나, 다른 추적기의 증가 radiopharmacies에서 그들의 생산에 대 한 문제를 만듭니다. 동안 역사적으로 그것은 사용자 정의 구성 radiosynthesizer와 각 개별 추적 프로그램의 반복된 생산에 대 한 핫 셀 실용적인, 그것은이 워크플로 변경 하는 데 필요한 되고있다. 각 추적기에 대 한 일회용 카세트/키트에 따라 최근 상업 radiosynthesizers 사용자 지정 추적 프로그램 관련 수정에 대 한 필요성을 제거 하 여 장비의 1 세트를 가진 여러 추적기의 생산을 단순화 합니다. 또한, 이러한 radiosynthesizers의 일부 개발 상용 키트를 구입 하는 것 뿐만 아니라 그들의 자신의 합성 프로토콜을 최적화 하는 연산자를 사용 합니다. 이 프로토콜에서 이러한 radiosynthesizers 중 하나에 새로운 애완 동물 추적 프로그램의 수동 합성을 자동화 하는 방법에 대 한 일반적인 절차를 설명 하 고 임상 등급 추적기의 생산에 대 한 검증. 예를 들어, ELIXYS radiosynthesizer, 애완 동물 추적 프로그램 개발 노력, 뿐만 아니라 일상적인 임상 프로브 제조 [18F]를 생산 하는 동일한 시스템에서 지원할 수 있는 유연한 카세트 기반 radiochemistry 도구 사용 Clofarabine ([ 18 F] CFA), vivo에서 deoxycytidine 키 니 아 제 (dCK) 효소의 활동을 측정 하는 애완 동물 추적기. 수동 합성 변환 다음 직관적인 화학 합성기 소프트웨어에서 지 원하는 “단위 작업”으로 번역 하는 기본적인 radiochemistry 프로세스에 합성 프로토콜 부셔 포함 됩니다. 이 작업 다음 빠르게 변환할 수 있습니다 자동된 합성 프로그램으로 드래그 앤 드롭 인터페이스를 사용 하 여 그들을 조립 하 여. 기본 테스트 후, 합성 및 정화 절차 원하는 수율 및 순도 달성 하기 위해 최적화를 해야 합니다. 일단 원하는 성능을 달성 종합의 유효성 검사 임상 사용을 위한 radiotracer의 생산에 대 한 적합성을 결정 하기 위해 수행 됩니다.
생물 학적 목표의 증가 배열을 동적으로 생활에 구상 될 수 있다를 통해 분자 이미징 적임 벧 전 과목 애완 동물1이미지 이전 주제에 주입 특정 radiotracers (분자 양전자 방출 방사성으로 표시)을 사용 하 여 특정 생물 학적, 약리 생화학, 프로세스의 비보에 분석을 제공 합니다. 다양 한 기초 과학 및 임상 연구2,3,4, 그리고 발견, 개발, 및 환자 치료5, 약물의 임상 사용에서 이러한 프로세스를 공부 하는 애완 동물의 증가 사용 6, 다양 한 radiotracers7,8에 대 한 수요를 이끌고 있습니다. radiochemist에 방사선 노출을 피하기 위해 그리고 이러한 단기 추적기의 재현 생산을 보장 하기 위해, 그들은 일반적으로 “핫 셀” 내부 운영 자동화 된 radiosynthesizer를 사용 하 여 제조 됩니다. 최근 radiosynthesizers 또한 간단 하 게 하 여 카세트9 radiotracers의 여러 종류를 준비 하는 유연성을 제공 하면서 임상 등급 제조 준수 작업을 단순화 하기 위해 일회용-카세트/키트 구조를 사용 하 여 . 그러나, 초기 임상 단계에는 일반적으로 자동된 radiosynthesis;을 수행할 수 없습니다 상용 카세트/키트 따라서, 애완 동물 의약품 제조 시설 cGMP 급 추적 프로그램 생산 기능 적당 한 시간 내 고 적당 한 비용에 구현 하는 시스템을 사용자 지정 하 고 투 한다. 따라서, radiosynthesizers 개발 되었다 카세트/키트 아키텍처 개발 및 추적기의 최적화 기능을 결합 하는.
ELIXYS 플렉스/화학 (ELIXYS)는 다양 한 시 약, 용 매, 및 반응 온도 호환성10유연한 카세트 기반 radiosynthesizer의 예입니다. 그것은 3 개의 반응 용기 있으며 동적으로 어떤 특정 합성 프로토콜11에 따라 유체 통로 구성 하는 로봇 메커니즘을 사용 하 여. 합성기 소프트웨어 끌어서 놓기 트랩 동위 원소, 동위 원소 Elute, 추가 시 약, 반응, 단위 작업 으로 다른 추적기에 대 한 합성 프로그램 (시퀀스)의 생성을 허용 그리고 증발12. 각 단위 작업 기간, 온도또는 압력 (압력)를 운전 하는 불활성 가스와 같은 연산자를 사용할 수 있는 프로그래밍 가능한 매개의 다양 한 있다. 각 단위 작업의 특성을 이해 함으로써 수동 합성 단위 작업 시퀀스로 쉽게 번역 될 수 있다 고 프로토콜13의 최적화 하는 동안 수정할 수 있습니다. ELIXYS 순수/폼 모듈과 함께, 통합된 시스템 자동된 정화 및 애완 동물 추적 프로그램의 정립도 수행할 수 있습니다. 이 radiosynthesizer를 사용 하 여, 우리가 이전에 보고 된 24 다른 18F 라는 추적기와 prosthetic 그룹11,,1415,16, 자동된 합성으로 뿐만 아니라 생체17, 시 약 및 시스템의 구성 안을 단순히 변경 하 여 자동된 효소 radiofluorination. 다른 사람 [18F] 자동된 합성 나타났습니다 neurofibrillary의 이미징에 대 한 RO695894818, prosthetic 그룹 [18F]의 자동된 합성 tangles F-평-TFP와 펩 티 드19의 후속 라벨 , 및 [18F]의 자동된 종합 AM580 (PDE10A) 포스 10a의 이미징에 대 한20. 또한, 여러 그룹 나타났습니다 추적기의 생산 등 4-[18F] 임상 사용을 위해 적당 한 Fluorobenzyl triphenylphosphonium ([18F] FBnTP) 미토 콘 드 리아 멤브레인 잠재적인21, [의 이미징에 대 한 18 전립선 특정 막 항 (PSMA)22, 그리고 [18F]의 이미징에 대 한 F] DCFPyL THK-5351 타우23의 이미징에 대 한.
이 문서에서 사용 하는 우리의 경험과 한 [18F] 어떻게 수동 radiosynthetic 절차 번역 될 수 있습니다 straightforwardly 그리고 급속 하 게 일상적인 생산 cGMP 지침에 적합 한 자동된 합성으로 설명 하기 위해 CFA. 추적 프로그램 [18F] CFA dCK 활동의 이미징에 대 한 설계 되었습니다. [18F]의 수동 radiosynthesis CFA 슈 외 에 의해 원래 기술 되었다 두 반응 용기, 중간 실리 카 카트리지 정화, 최종 HPLC 정화를 사용 하 여 프로시저로 24 단계 ( 보충 자료를 자세한 내용은 섹션 1 을 참조). 최근 체 외에서 및 전 임상 연구, dCK이 추적의 뛰어난 특이성 나타났습니다 그리고 처음에 인간 연구 유리한 biodistribution25나타났습니다. 넓은 규모 임상 연구를 [18F]의 감도 확인에 대 한 즉각적인 관심 있다 CFA 애완 동물 dCK 활동에서 변화와 장기적인 관심이이 추적 프로그램26의 잠재적인 임상 응용 프로그램을. T 세포 활성화를 방 아 쇠, DNA 손상 유도 하거나 dCK 종속 nucleoside 아날로그 prodrugs에 의존 하는 치료를 위한 유용한 biomarker 일지도 모른다. 특히, [18F] CFA Clofarabine 치료에 대 한 잠재적인 응답에 대 한 환자의의 계층을 사용 수 있습니다. [18F] CFA는 연구와 임상으로 전진 dCK 억제제의 개발도 용이 하 게 수 있습니다. 이 추적 프로그램은 수동으로 합성 되어 전통적으로, 이후 [18F] 안정적이 고 자동화 된 합성 필요 합니다 이러한 모든 연구 발전 CFA 임상 용으로 적합.
전 임상 연구16,이 프로토콜에 대 한 CFA 빌드 우리가 이전 [18F] 자동된 합성을 보고 이러한 노력에 추가 하 고이 트레이 서의 임상 생산에 필요한 추가 수정에 설명 합니다 완전 자동화 된 정화와 배합, 프로토콜 유효성 검사 및 품질 관리 테스트의 통합을 포함 하 여. 여기 설명 하는 일반적인 절차는 자동화 되 고 임상으로 적합 한 [18F] 합성 개발에 국한 되지 않습니다 CFA 개발 자동화 종합 기타의 임상 사용을 위해 적당 하 간단 방식으로 일반화 될 수 있다 하지만 radiotracers 불 소 18로 표시입니다.
이 프로토콜 임상 등급 추적 배합의 생산을 달성 하기 수동 합성 프로토콜을 자동화 하는 경우 수행 해야 하는 기본 단계를 정의 합니다. 품질 관리 개발를 포함 하 여 전체 개발 주기 radiotracer [18F]에 의해 exemplified CFA (dCK 활동 영상)에 대 한. 특히 임상 사용에 대 한 추적 프로그램의 적합성을 보장 하기 위해 수정 자동된 합성을 지불 했다. 합성 수반 [18F] 불 소의 활성화, radiofluorination 선구자 분자, 중간 카트리지 정화, 보호 그룹 제거, 그리고 반 대리점 HPLC 정화 및 배합의 기본 프로세스 사출. 이러한 기본 프로세스 18F 라는 애완 동물 추적기의 대부분의 합성에 대 한 충분 한 표준 레 퍼 토리를 구성.
종합 설계, 하는 동안 선택 시 약 및 그들의 품질 보증의 임상 사용을 위해 특히 중요입니다. 모의 합성 (용만)를 수행 하 여 올바른 프로그래밍 및 적절 한 연결을 보장 하는 것은 방사능으로 합성을 수행 하는 경우 예기치 못한 오류를 제거 하는 것이 필수적. 이후 합성 최적화 (용 매, 볼륨, 금액, 온도, 반응 시간 및 정화 조건) 개발에 특정 애완 동물 추적 프로그램에 따라 다릅니다. 이 실험 동안 특정 초점 해야 될 났는 데, 얻을 수 있는 최종 제품의 화학 및 방사선 화학 순수성에으로 이러한 임상 사용에 대 한 엄격한 요구 사항을 충족 해야 합니다. 안정적으로 낮은 하지만 충분 한 활동 수확량에 순수한 제품을 생산 하는 합성 산발적으로 실패할 위험이 높은 저조한 프로세스를 일반적으로 기본 이다. 일단 합성은 적절 하 게 최적화 마지막 과정 (규제 요구 사항) 임상 적합성을 보장 하기 위해 유효성 검사 테스트를 받이 필요가 있다. 유효한 합성 방법 다음 임상 사용을 위한 애완 동물 추적기를 생산 하기 위해 사용할 수 있습니다. 종합 검증 방법 애완 동물 추적 때 표준 운영 절차를 철저 하 게 지켜져야 한다. 규정 준수를 보장 하기 위해, 소프트웨어는 합성을 시작 하려면 실행 을 클릭 한 후 주요 단계를 통해 사전 실행된 점검의 완료를 확인 하는 연산자를 프로그래밍 됩니다. 시스템 자동화 된 방식으로 합성을 수행 합니다, 하는 동안 정화 단계 수동 개입이 필요 합니다. 연산자 해야 합니다, 그리고 따라서 하 게 밀접 하 게 HPLC 정화 단계 동안 크로마 화면을 확인 하 고 수동으로 시작 및 중지 제품 분수 수집을 실시간으로 입력.
[18F] CFA 합성에 대 한 자동화 및 최적화 노력, 내 우리 암모늄 아세테이트 솔루션 및 EtOH 구성 된 주 사용 용 매 시스템을 사용 하 여 제품의 반 대리점 HPLC 정화 방법 간소화는 ; 우리의 이전 방법은 정화16후 용 매를 교환 하는 추가 단계가 필요 합니다. 이후 정립 과정, 따라서, 수준, 허용 하 고 있는 희석에 의해 달성 될 수 있다 그것의 isotonicity를 위해 수집 된 분수의 EtOH 콘텐츠 감소에 필요. 정립 단계 가변 볼륨 추가 NaCl 솔루션의 고 정화 제품 분수를 통해 정립 모듈 변수를 수 있도록 단일 제제 단위 작업의 구성 된 두 번째 프로그램을 사용 하 여 수행 했다 볼륨 HPLC 정화 후 얻은입니다. 수집된 제품 분수 볼륨 대신 일정 수를 설정 하는 경우 공식 단위 작업 독립적인 프로그램에 대 한 필요성을 피하고 주요 합성 프로그램에 포함 될 수 있습니다. 수동 개입을 피하기 위해 다른 접근 방법 정립 모듈의 모든 기능을 사용 하는 것 (예를 들어, 희석 물으로 순화 된 추적 프로그램, C18 고체 상 추출 카트리지를, 트랩, 그것을 씻어, EtOH의 고정 볼륨 elute 그리고 마지막으로, 염 분의 고정 된 양으로 희석).
자동화 및 임상 사용을 위한 합성 프로토콜 유효성 검사에 대 한 여기에 제시 된 기술 수 매우 일반적인 것입니다. Radiosynthesizer (ELIXYS)의 선택을 통해 다양 한 종합 자동화 고 검증 될 수 있습니다. 이 포함 하는 복잡 한 3 남 비 종합, 또는 고온 휘발성 용 매를 포함 하는 종합. 합성을 최적화 하는 것은 소프트웨어 프로그램의 매개 변수를 변경 하 여 얻을 수 있습니다. 신디사이저는 라디오 TLC 또는 라디오 HPLC 분석을 위한 샘플의 제거에 대 한 반응 선박 위치 등의 변경의 영향을 모니터링 하는 기능이 있습니다. 그러나, 시스템의 수정 없이 시스템 현재 허용 하지 않는 매우 낮은 시 볼륨 (~ 5-20 µ L), 중간 제품 증 류 법, 또는 [18F]의 처리의 처리에 대 한 AlF, 68가, 또는 다른 radiometals. 자동화 수동 합성 같은 단계를 포함 하 고 그들은 피할 수 없습니다, 경우 자동화 및 다른 radiosynthesizer 플랫폼으로 검증 될 수 있습니다.
이 작품은 [18F]의 자동된 생산을 위한 프로토콜의 개발에 초점을 맞추고 있지만 임상 사용, 다른 많은 애완 동물 추적기의 합성에 대 한 CFA 수 자동화 임상 생산에 적합 한 방식으로 같은 논리를 따라와 방법입니다. 여기에 제시 된 방법에 따라 우리는 또한 적응 시켰다 9-자동된 합성 (4-[18F] 플 루 오로-3-[hydroxymethyl] 부 틸) 구 아닌 ([18F] FHBG) 임상 사용을 위해 그것을 확인. 사용자 설정 프로토콜 소피 프로브 네트워크, 합성 프로그램을 공유 하기 위한 웹 포털에서에서 다운로드 및 관련 설명서 다른 radiopharmacy 사이트27중에 업로드할 수 있습니다. 이 지역 사회에서 노력의 중복을 피할 수 있으며 애완 동물 화상 진 찰을 포함 하는 멀티 센터 임상 연구를 용이 하 게 수 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
이 작품 국립 암 연구소 (R44 CA216539) 및 분자 이미징 제품용으로 랄 프와 마 저리 Crump UCLA Crump 연구소에 대 한 기부에서 UCLA 재단 부분에서 지원 되는.
ELIXYS FLEX/CHEM | Sofie (Culver City, CA, USA) | 1010001 | Radiosynthesizer |
Radiosynthesizer cassette | Sofie (Culver City, CA, USA) | 1861030400 | Cassette for ELIXYS FLEX/CHEM |
ELIXYS PURE/FORM | Sofie (Culver City, CA, USA) | 1510001 | Radiosynthesizer purification module |
[O-18]H2O | IBA RadioPharma Solutions (Reston, VA, USA) | IBA.SP.065 | >90% isotopic purity |
[F-18]fluoride in [O-18]H2O | UCLA | N/A | Produced in a cyclotron (RDS-112; Siemens; Knoxville, TN, USA) by the (p,n) reaction of [O-18]H2O. Bombardment at 11 MeV using a 1 mL tantalum target with havar foil. |
Deionized water | UCLA | N/A | Purified to 18 MΩ and passed through 0.1 µm filter |
Acetonitrile (MeCN) | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 271004 | Anhydrous, 99.8% |
Ethanol (EtOH) | Decon Laboratories, Inc. (King of Prussia, PA, USA) | 2701 | Anhydrous, 200 proof |
Sodium hydroxide (NaOH) solution | Merck (Burlington, MA, USA) | 1.09137.1000 | 1M solution |
Hydrochloric acid (HCl) solution | Fisher Chemical (Hampton, NH, USA) | SA48-500 | 1M solution |
Ethyl acetate (EtAc) | Fisher Chemical (Hampton, NH, USA) | E195SK-4 | HPLC grade |
Sodium chloride (NaCl) | Fisher Chemical (Hampton, NH, USA) | S-640-500 | USP grade |
Ammonium acetate | Fisher Chemical (Hampton, NH, USA) | A639-500 | HPLC grade |
Potassium carbonate (K2CO3) | Fisher Chemical (Hampton, NH, USA) | P-208-500 | Certified ACS |
CFA precursor | CalChem Synthesis (San Diego, CA, USA) | N/A | Custom synthesis |
Cryptand 222 (K222; Kryptofix 2.2.2) | ABX Advanced Biochemical Compounds (Radeberg, Germany) | 800.1000 | >99% |
Sodium chloride (NaCl) solution (saline) | Hospira (Lake Forest, IL, USA) | 0409-4888-02 | 0.9%, for injection, USP grade |
Silica cartridge | Waters (Milford, MA, USA) | WAT051900 | Sep-pak Classic |
Quaternary methylammonium (QMA) cartridge | Waters (Milford, MA, USA) | WAT023525 | Sep-pak Light Plus |
Sterile syringe filter (0.22 µm) | Millipore Sigma (Burlington, MA, USA) | SLGSV255F | Millex-GV |
Glass V-vial (5 mL) | Wheaton (Millville, NJ) | W986259NG | Used for reaction vessels |
Septa | Wheaton (Millville, NJ) | 224100-072 | Used for reagent vials |
Crimp cap | Wheaton (Millville, NJ) | 224177-01 | Used for reagent vials |
Amber serum vial (2 mL) | Voigt (Lawrence, KS, USA) | 62413P-2 | Used for reagent vials |
Magnetic stir bar | Fisher Scientific (Hampton, NH, USA) | 14-513-65 | Used for reaction vessels |