Untersuchungen über die Ga (III) -Komplexes von EOB-DTPA and Its<sup> 68</sup> Ga Radiolabeled Analog
Summary
Ein Verfahren zur Isolierung von EOB-DTPA und anschließende Komplexierung mit natürlichen Ga (III) und 68 Ga hier präsentiert wird, sowie eine gründliche Analyse aller Verbindungen und Untersuchungen zur Kennzeichnung Effizienz, In – vitro – Stabilität und der n- Octanol / Wasser Verteilungskoeffizient des radiomarkierten Komplexes.
Abstract
Wir zeigen, ein Verfahren zur Isolierung von EOB-DTPA (3,6,9-triaza-3,6,9-tris (carboxymethyl) -4- (Ethoxybenzyl) -undecanedioic Säure) von seinem Gd (III) -Komplex und Protokolle für die Vorbereitung seiner neuartigen nicht-radioaktiv, dh natürliche Ga (III) sowie radioaktive 68 Ga – Komplex. Der Ligand als auch das Ga (III) -Komplexes wurde durch kernmagnetische Resonanz (NMR) Spektroskopie, Massenspektrometrie und Elementaranalyse charakterisiert. 68 Ga durch eine Standard – Elution aus einem 68 Ge / 68 Ga – Generator erhalten. Versuche , die 68 Ga-Markierungseffizienz von EOB-DTPA bei pH zu bewerten 3,8-4,0 durchgeführt wurden. Etablierten Analysetechniken Funk TLC (Dünnschichtchromatographie) und Radio-HPLC (Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie) wurden verwendet, um die radiochemische Reinheit des Tracers zu ermitteln. Als eine erste Untersuchung der Lipophilie '68 Ga Tracern der n- Octanol / Wasser distribution Koeffizienten von 68 Ga – Spezies in einem pH 7,4 – Lösung wurde durch ein Extraktionsverfahren bestimmt werden . In vitro – Stabilitätsmessungen des Tracers in verschiedenen Medien bei physiologischem pH durchgeführt wurden, offenbart unterschiedliche Zersetzungsraten.
Introduction
Gadoxetsäure ein gemeinsamer Name für den Gd (III) -Komplex des Liganden EOB-DTPA 1, ist ein häufig verwendetes Kontrastmittel in hepatobiliären Magnetresonanztomographie (MRI). 2,3 Aufgrund der spezifischen Aufnahme durch Leber Hepatozyten und hoher Prozentsatz von hepatobiliären Exkretion es die Lokalisierung von fokalen Läsionen und Lebertumoren ermöglicht. 2-5 gewisse Einschränkungen der MRI – Technik (zB Toxizität der Kontrastmittel, begrenzte Anwendbarkeit bei Patienten mit Klaustrophobie oder Metallimplantaten) jedoch für eine alternative Diagnosewerkzeug nennen .
Positron – Emissions – Tomographie (PET) ist ein Molekularabbildungsverfahren, bei dem eine kleine Menge einer radioaktiven Substanz (Tracer) verwaltet wird, auf dem ihre Verteilung im Körper durch einen PET – Scanner aufgezeichnet. 6 PET ist ein dynamisches Verfahren , das für Hoch ermöglicht räumliche und zeitliche Auflösung der Bilder sowie die Quantifizierung der Ergebnisse, ohne mitbefassen sich mit den Nebenwirkungen von MRI-Kontrastmittel. Der Aussagewert der erhaltenen metabolischen Informationen kann durch Kombination von weiteren bildgebenden Verfahren, wie es am häufigsten erreicht durch Hybrid-Bildgebung mit Computertomographie (CT) in PET / CT-Scanner erhalten mit anatomischen Daten erhöht werden.
Die chemische Struktur der Tracer für PET müssen ein radioaktives Isotop, das als Positronenemitter umfassen. Positronen haben eine kurze Lebensdauer, da sie fast sofort mit Elektronen der Atomschalen umgebenden Gewebe zu vernichten. Durch Vernichtung zwei 511 keV Gammaphotonen mit entgegengesetzter Bewegungsrichtung emittiert werden , die von der PET – Scanner erfasst werden. 7,8 Um einen Tracer, PET Nuklide bilden können kovalent an ein Molekül gebunden sein, wie es der Fall in 2-Desoxy- 2- [18 F] fluoroglucose (FDG), das am häufigsten verwendete PET – Tracer. 7 kann jedoch ein Nuklid auch koordinative Bindungen an einen oder mehrere Liganden bilden (zB[68 Ga] -DOTATOC 9,10) oder als gelöste anorganische Salze eingesetzt werden (beispielsweise [18 F] Natriumfluorid 11). Insgesamt ist die Struktur des Tracers entscheidend, da es seine Bioverteilung bestimmt, Metabolismus und Ausscheidungsverhalten.
Eine geeignete PET-Nuklid sollten günstige Eigenschaften wie bequeme Positron Energie und Verfügbarkeit sowie eine Halbwertszeit ausreichend für die geplante Untersuchung zu kombinieren. Die 68 Ga Nuklid ist in den letzten zwei Jahrzehnten eine wesentliche Kraft auf dem Gebiet der PET werden. 12,13 Dies ist vor allem vor Ort durch ein Generatorsystem, das unabhängig von der Nähe eines Zyklotrons Kennzeichnung ermöglicht aufgrund seiner Verfügbarkeit ist. In einem Generator Nuklid die Mutter 68 Ge auf einer Säule aus dem absorbiert wird die Tochter – Nuklid 68 Ga eluiert wird und anschließend in einem geeigneten Chelator gekennzeichnet. 6,14 Da das 68 Ga Nuklid als trival bestehtent – Kation wie Gd (III) 10,13, EOB-DTPA mit 68 Ga Chela statt einen Komplex mit dem gleichen Gesamt negative Ladung als Gadoxetsäure ergeben würde. Dementsprechend könnte , dass 68 Ga – Tracer eine ähnliche Charakteristik Leberspezifität mit der Eignung für die PET – Bildgebung zu kombinieren. Obwohl Gadoxetsäure als Dinatriumsalz gekauft und verwaltet werden , in folgendem Zusammenhang werden wir es als Gd [EOB-DTPA] beziehen und auf die nicht-radioaktiven Ga (III) -Komplex als Ga [EOB-DTPA] oder 68 Ga [ EOB-DTPA] im Falle der radiomarkierten Komponente aus Gründen der Bequemlichkeit.
Zur Beurteilung ihrer Eignung als Tracer für PET, radioaktiven Metallkomplexe müssen geprüft werden extensiv in in vitro, in vivo oder ex vivo Experimente zuerst. Zur Bestimmung der Eignung für ein entsprechendes medizinisches Problem, verschiedene Tracer Eigenschaften wie Bioverteilung Verhalten und Lichtraumprofil, Stabilität, Organspezifität und Zelle oder tissue Aufnahme müssen untersucht werden. Aufgrund ihrer nicht-invasiven Charakter, in vitro – Bestimmungen werden häufig vor der in vivo – Experimente durchgeführt. Es ist allgemein anerkannt , dass DTPA und seine Derivate sind von begrenzter Eignung als Chelatoren für 68 Ga aufgrund dieser Komplexe kinetische Inertheit fehlt, in vergleichsweise schnelle Zersetzung führt , wenn in vivo verabreicht. 14-20 Dies in erster Linie durch apo- Transferrin verursacht wird als wirkende Wettbewerber für 68 Ga im Plasma. Dennoch untersuchten wir diese neue Tracer über ihre mögliche Anwendung in Leber – Gallen – Bildgebung, bei Diagnoseinformationen können innerhalb von Minuten nach der Injektion 3,4,21-23, wodurch nicht unbedingt für die langfristige Stabilität Tracer zur Verfügung gestellt werden. Dazu isolierten wir EOB-DTPA aus Gadoxetsäure und ausgeführt zunächst die Komplexbildung mit natürlichen Ga (III), die als Mischung von zwei stabilen Isotopen besteht, 69 Ga und 71 </sup> Ga. Der Komplex somit als nicht-radioaktive Standard für die folgenden Chelat von 68 Ga erhalten serviert. Wir verwendeten Methoden ermittelt und bewertet gleichzeitig ihre Eignung für den 68 Galabeling Effizienz der EOB-DTPA für die Bestimmung und die Lipophilie des neuen 68 Ga – Tracer und seine Stabilität in verschiedenen Medien zu untersuchen.
Protocol
Representative Results
Discussion
EOB-DTPA ist über eine mehrstufige Synthese 33 kann aber auch nur aus den verfügbaren Kontrastmittel Gadoxetsäure enthält , isoliert werden. Zu diesem Zweck kann die Zentral Gd (III) -Ion mit einem Überschuß von Oxalsäure ausgefällt werden. Gd (III) Oxalat und Oxalsäure Nach dem Entfernen der Ligand kann durch Ausfällen in kaltem Wasser bei pH 1,5 isoliert werden. Um jedoch die Ausbeuten Säulenchromatographie des Filtrats zu verbessern kann durchgeführt anstelle oder als Follow-up-Verfahren. Jedes…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have no acknowledgements.
Materials
| primovist | Bayer | – | 0.25 M |
| gallium(III) chloride | Sigma-Aldrich Co. | 450898 | |
| water (deionized) | – | – | tap water deionizing equipment by Auma-Tec GmbH |
| hydrochloric acid 12 M | VWR | 20252.29 | |
| sodium hydroxide | Polskie Odczynniki Chemiczne S.A. | 810925429 | |
| oxalic acid | Sigma-Aldrich Co. | 75688 | |
| ethyl acetate | Brenntag GmbH | 10010447 | |
| silica gel | Merck KGaA | 1.10832.9025 | Geduran Si 60 0,063-0,2 mm |
| TLC silica gel 60 F254 | Merck KGaA | 1.16834.0001 | |
| methanol | VWR | 20903.55 | |
| ethanol | Brenntag GmbH | 10018366 | |
| eiethylether | VWR | 23807.468 | stored over KOH plates |
| ammonia solution (25 %) | VWR | 1133.1 | |
| pH electrode | VWR | 662-1657 | |
| stirring and heating unit | Heidolph | 505-20000-00 | |
| pump | Ilmvac GmbH | 322002 | |
| frit | – | custom design | |
| NMR spectrometer | Bruker Coorporation | – | Ultra Shield 400 |
| mass spectrometer | Thermo Fisher Scientific Inc. | – | |
| elemental analyser | Hekatech GmbH Analysentechnik | – | EuroVector EA 3000 CHNS |
| deuterated water D2O | euriso-top | D214 | 99,90 % D |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Material/Equipment required for labeling procedures | |||
| 68Ge/68Ga generator | ITG Isotope Technologies Garching GmbH | A150 | |
| pump and dispenser system | Scintomics GmbH | – | Variosystem |
| hydrochloric acid 30 % (suprapur) | Merck KGaA | 1.00318.1000 | |
| water (ultrapur) | Merck KGaA | 1.01262.1000 | |
| sodium chloride (suprapur) | Merck KGaA | 1.06406.0500 | |
| sodium acetate (suprapur) | Merck KGaA | 1.06264.0050 | |
| glacial acetic acid (suprapur) | Merck KGaA | 1.00066.0250 | |
| sodium citrate dihydrate | VEB Laborchemie Apolda | 10782 | >98.5% |
| PS-H+ Cartridge (S) | Macherey-Nagel | 731867 | Chromafix |
| apo-Transferrin | Sigma-Aldrich Co. | T2036 | |
| PBS buffer (tablets) | Sigma-Aldrich Co. | 79382 | |
| human serum | Sigma-Aldrich Co. | H4522 | from human male AB plasma |
| flasks, columns etc. | custom design | ||
| pH electrode | Knick Elektronische Messgeräte GmbH & Co. KG | 765-Set | |
| binary pump (HPLC) | Hewlett-Packard | G1312A (HP 1100) | |
| UV Vis detector (HPLC) | Hewlett-Packard | G1315A (HP 1100) | |
| radioactive detector (HPLC) | EGRC Berthold | ||
| HPLC C-18-PFP column | Advanced Chromatography Technologies Ltd. | ACE-1110-1503/A100528 | |
| HPLC glass vials | GTG Glastechnik Graefenroda GmbH | 8004-HP-H/i3µ | |
| pipette | Eppendorf | – | |
| plastic vials | Sarstedt AG & Co. | 6542.007 | |
| plastic vials | Greiner Bio-One International GmbH | 717201 | |
| activimeter | MED Nuklear-Medizintechnik Dresden GmbH | – | Isomed 2010 |
| tweezers | custom design | ||
| incubator | Heraeus Instruments GmbH | 51008815 | |
| vortex mixer | Fisons | – | Whirlimixer |
| centrifuge | Heraeus Instruments GmbH | 75003360 | |
| gamma well counter | MED Nuklear-Medizintechnik Dresden GmbH | – | Isomed 2100 |
| water for chromatography | Merck KGaA | 1.15333.2500 | |
| acetonitrile for chromatography | Merck KGaA | 1.00030.2500 | |
| trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | 91707 | |
| TLC radioactivity scanner | raytest Isotopenmessgeräte GmbH | B00003875 | equipped with beta plastic detector |
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