PETトレーサー製造のための固相11C-メチル化、精製および製剤
Summary
我々は、固相抽出カートリッジを用いて陽電子放射断層撮影(PET)の臨床的に関連するトレーサーを製造するための効率的な炭素-11放射標識技術を報告する。11年C-メチル化剤は、前駆体をプリロードしたカートリッジを通過し、水性エタノールを用いて連続溶出し、高い放射性化学的収率で化学的および放射性化学的に純粋なPETトレーサーを提供する。
Abstract
陽電子放射断層撮影(PET)で使用される放射性トレーサーの日常的な生産は、放射性シンセオンが溶液中の非放射性前駆体と反応する湿式化学に主に依存しています。このアプローチは、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によるトレーサーの精製を必要とし、続いてヒト投与のための生体適合性溶媒中で再製剤化する。我々は最近、合成、精製および精製のための使い捨て「3-in-1」単位として固相カートリッジを利用して、PET放射性医薬品のカーボン11ラベル付きPET放射性医薬品の高効率合成のための新しい11C-メチル化アプローチを開発したトレーサーの再製剤。このアプローチは、予言HPLCの使用を妨げ、転写ラインおよび放射性崩壊によるトレーサーの損失を減らす。さらに、カートリッジベースの技術は合成の信頼性を向上させ、自動化プロセスを簡素化し、良好な製造実践(GMP)要件への準拠を促進します。ここでは、ヒト脳におけるアミロイドプラークの生体内イメージング剤であるPETトレーサーピッツバーグ化合物B([11C]PiB)の製造例について、この手法を実証する。
Introduction
陽電子放射断層撮影法(PET)は、生化学的プロセス、シグナルおよび変換の生体内可視化を可能にするために、生物学的活性分子に結合した同位体の放射性崩壊を検出することに依存する分子イメージングモダリティである。.カーボン-11(t1/2 = 20.3分)は、有機分子が豊富で、同じ人または動物の被験者に対して同じ日に複数のトレーサー投与を可能にする短い半減期のために、PETで最も一般的に使用される放射性同位元素の1つであり、患者の放射線負担を減らす。この同位体で標識された多くのトレーサーは、臨床研究や、古典的で新興の生物学的関連標的の生体内PETイメージングのための基礎健康研究で使用されている –[11C]D2/D3受容体のためのラクロプリド、[11C]アミロイドプラークのためのPiBは、トランスロケータタンパク質のための[11C]PBR28 – ほんの一部を挙げるための。
カーボン-11標識PETトレーサーは、主に-OH(アルコール、フェノールおよびカルボン酸)、-NH(アミンおよびアミド)または-SH(チオール)基を含む非放射性前駆体の11C-メチル化を介して製造される。簡単に言えば、同位体は、[11C]CO2の化学形態で14N(p,α)11C核反応を介してサイクロトロンのガスターゲットに生成される。後者は、湿式化学(LiAlH4で[11 C]CH3 OHに還元し、続いてHIで焼入れる)1またはドライを介して[11C]メチルヨウ化メチル([11C]CH3I)に変換されます。化学([11C]CH4への触媒還元、続いて分子I2を用いたラジカルアイオダイション)2.[11C]CH3は、銀トリフラテカラム3の上に渡すことにより、より反応性の11C-メチルトリフラート([11C]CH3 OTf)にさらに変換することができる。11C-メチル化は、有機溶媒中の非放射性前駆体の溶液に放射性ガスをバブリングするか、またはよりエレガントな捕虜溶媒「ループ」法4、5を介して行われる。11Cトレーサーは、次いでHPLCによって精製され、生体適合性溶媒中で再製剤化され、ヒト被験者に投与される前に無菌フィルターを通過した。これらの操作はすべて、カーボン11の短い半減期を考えると、高速で信頼性が高い必要があります。しかし、HPLCシステムを使用すると、トレーサーおよび生産時間の損失が大幅に増加し、多くの場合、有毒な溶媒の使用を必要とし、自動化を複雑にし、時には失敗した合成線に導く。さらに、原子炉およびHPLCカラムの必要な洗浄は、後続のトレーサーバッチの合成間の遅延を延長し、放射線への人員の暴露を増加させる。
フッ素-18(t1/2=109.7分)の放射化学は、他の広く使用されているPET同位体は、HPLC精製の必要性を排除するカセットベースのキットの開発を通じて最近進められている。固相抽出(SPE)カートリッジを採用することにより、これらの完全に使い捨てキットは、[18 F]FDG、[18 F]FMISO、および他の他を含む18Fトレーサーの信頼性の高いルーチン生産を可能にし、より短い合成で時間、人員の関与を減らし、機器の最小限のメンテナンス。炭素-11がPETイメージングにおいてあまり普及していない同位体のままである理由の1つは、11のCトレーサーの日常的な生産のための類似したキットの欠如である。彼らの開発は、合成信頼性を大幅に向上させ、放射線化学的収率を向上させ、生産モジュールの自動化と予防保全を簡素化します。
現在利用可能な生産キットは、未反応放射性同位元素、前駆体、その他の放射性および非放射性副産物から放射性トレーサーを分離するためのHPLCカラムの代わりに、安価で使い捨て可能なSPEカートリッジを利用しています。理想的には、放射性標識反応も同じカートリッジ上で進行します。例えば、前立腺癌イメージングPETトレーサー[18 F]フルオロメチルコリンの産生における気体を有するジメチルアミノエタノールの[18F]フルオロメチル化は、カチオン交換樹脂カートリッジ上で起こる6.カートリッジ上のいくつかの11Cトレーサーのラジオラベル付けのための同様の手順が報告されているが、7,8と[11C]コリン9のラジオ合成のために特に強力になりました[11C]メチオニン10は、これらの例は、前駆体からの分離がしばしば必要とされない腫瘍学的PETトレーサーに限定されたままである。我々は最近、[11 C]CH3I11およびそれ以降の11C-メチル化の製造のための「[11 C]キット」の開発と、我々の努力における固体相支持合成12の開発を報告した。11のCトレーサーのルーチン生産を簡素化します。ここでは、2003年に初めて開発されたアルツハイマー病(AD)イメージングの分野に革命をもたらしたAβイメージング用無線トレーサー[11C]PiBの固相支持放射合成の例を用いて、我々の進歩を実証したい。図 1)13、14.この方法では、揮発性[11C]CH3OTf(bp100°)が、使い捨てカートリッジの樹脂上に堆積した6-OH-BTA-0前駆体上に渡される。PETトレーサー[11C]PiBは、生体適合性水性エタノールを用いたカートリッジからの溶出によって前駆体および放射性不純物から分離される。また、遠隔操作の放射化学合成モジュールと使い捨てカセットキットを用いて[11C]PiBラジオ合成のこの方法を自動化しました。具体的には、標準の20mL使い捨てプラスチックシリンジ、ガスフローコントローラ、真空ポンプ、ゲージに適合するシリンジ駆動(ディスペンサー)を搭載した20バルブ放射化学モジュールにこの放射合成を実装しました。この方法のシンプルさから、カセットベースまたは固定バルブを搭載したほとんどの市販の自動シンセサイザーに変更できると確信しています。この固相サポート技術は、良好な製造実践(GMP)規制に準拠した[11C]PiB生産を容易にし、合成信頼性を向上させます。ここで説明する技術はまた、ラジオ合成に必要な前駆体の量を減らし、「緑」の生体適合性溶媒のみを使用し、連続した生産バッチ間の時間を減少させる。
Protocol
Representative Results
Discussion
フロルベタピル、フロルベタベン、フルートメタモールなど、最近の18個のF標識PETトレーサーの出現とFDAの承認にもかかわらず、[11C]PiBは、速い脳の取り込みと低い非特異的によるアミロイドイメージングのためのゴールドスタンダードトレーサーのままですバインディング。現在、このトレーサーは、湿式化学16または「ドライループ」アプ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、カナダアルツハイマー病学会(A.K.)とブレインカナダ財団の助成金18-05によって部分的に支援されました。著者たちは、この研究を支援するために、マギル大学医学部、モントリオール神経研究所、マコネル脳イメージングセンターを認めたい。また、モニカ・ラカトゥス・サモイラ夫人の品質管理手順と、放射線同位体と放射性化学施設へのアクセスに関するジャン=ポール・スーシー博士とガッサン・マサーウェ博士の支援を賜ります。
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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