18 [ف-وسم] من [راديوتررس] وظيفية مع سليكون فلوريد [اكتور] ([سفا]) ل [بوزيترون] أذاعه تصوير مقطعي
Summary
التوليف من الفلور-18 (18و) المسمي صيدلية التصوير المقطعي للانبعاثات بوزيترون عاده ما يتطلب أشهر من الخبرة. وعندما تدمج في جهاز التتبع الإشعاعي ، فان العزر الخاص بالسليكون والفلوريد (SiFA) يمكن من وضع بروتوكول بسيط لوسم 18فهرنهايت مستقل عن المعدات المكلفة والتدريب التحضيري ، مع تقليل كميه السلائف اللازمة والاستفادة من ظروف التفاعل الأكثر اعتدالا.
Abstract
والدعامة الهيكليةالبديلةالمعروفة باسم “متقبل السليكون-الفلوريد” (sifa) هي علامة مفيده في مجموعه أدوات الكيمياء الاشعاعيه لإدماج الفلوريد المشع [18فهرنهايت] في القصبات لاستخدامها في التصوير المقطعي للانبعاثات البوزيترونه. بالمقارنة مع الاستراتيجيات التقليدية لقياس الإشعاع ، يتم تبادل النظائر من الفلور-19 من SiFA مع [18و] الفلورايد في درجه حرارة الغرفة ويتطلب الحد الأدنى من المشاركين في التفاعل. التالي فان تشكيل المنتجات المشتقة لا يكاد يذكر ، والتنقية مبسطه إلى حد كبير. ومع ذلك ، في حين ان جزيء السلائف المستخدمة لوضع العلامات والمنتج الشعاعي النهائي منفصلة متساوية النظائر ، فهي متطابقة كيميائيا التالي لا تنفصل اثناء إجراءات تنقيه. كما ان علامة SiFA معرضه للتدهور في ظل الظروف الاساسيه الناشئة عن معالجه وتجفيف [18F] الفلورايد. و ‘ 4 طريقه قطره ‘ ، حيث فقط أول 4 قطرات من التملص [18و] يتم استخدام الفلورايد من استخراج المرحلة الصلبة ، ويقلل من كميه القاعدة في رد الفعل ، ويسهل الكميات المولي اقل من السلائف ، ويقلل من تدهور.
Introduction
الفلور-18 (109 دقيقه نصف العمر ، 97 ٪ الانبعاثات بوزيترون) هو من بين النويدات المشعة الأكثر اهميه للتصوير المقطعي الانبعاثات بوزيترون (PET) ، وهي طريقه التصوير غير الغازية التي تصور وتكميم التوزيع الحيوي للرغامي الشعاعي للامراض المختلفة1. الببتيدات والبروتينات من الصعب بشكل خاص لتسميه مع [18و] الفلورايد لأنها تتطلب كتل البناء التي شكلتها التوليفات متعددة الخطوات2. للحد من تعقيد 18F-الاشعه الشعاعية ، وقد أدخلت مؤخرا السليكون فلوريد (sifa) كاداات موثوقه3. وتتكون مجموعه SiFA من ذره سليكون مركزيه متصلة بمجموعتين من بوتيل الثلث ، وديريفاتيزيد فينيل ، وذره فلور غير مشعة. وتقوم مجموعات بوتيل الثالثية بنقل الاستقرار المهدرج إلى رابطه السليكون والفلوريد ، وهي ميزه حرجه في تطبيقات الجسم الحيوي لل SiFA التي تستحضر كعوامل تصوير.
عندما تعلق علي جزيء صغير أو جزيء ، وكتل بناء SiFA ربط المشعة [18F] أيونات الفلوريد عن طريق تبادل الفلور-19 للفلورين-18 في تركيزات نانومولار دون تشكيل كميات كبيره من المنتجات الجانبية المشعة4. وعلاوة علي ذلك ، يتم الحصول بسرعة علي الغلة الكيميائية الاشعاعيه العالية عن طريق وضع العلامات علي شارده sifa في المذيبات الثنائية القطبية في درجات حرارة منخفضه. وهذا يتناقض تناقضا صارخا مع تفاعلات تبادل النظائر الكلاسيكية ، التي تنتج المتتبعات الاشعاعيه للنشاط المحدد المنخفض5. في هذه الحالات ، يجب استخدام كميات كبيره من السلائف (في نطاق ملليغرام) للحصول علي إدماج معقول ل [18F] الفلورايد. تفاعلات تبادل النظائر باستخدام sifas هي أكثر كفاءه بكثير, كما أكدت الدراسات الحركية والكثافة العمليات الحسابية نظرية6,7. المسمي SiFAs يتم تنقيته بسهوله بواسطة استخراج المرحلة الصلبة لان كلا من مركبات Sifas المسمية وغير المسمية متطابقة كيميائيا. ويختلف هذا عن القصبات الشعاعية التقليدية ، حيث يكون الجزيء السلائف والمنتج المسمي نوعين كيميائيين مختلفين ويجب فصله بعد الاشعه الشعاعية بواسطة الفصل اللوني السائل عالي الأداء (HPLC). باستخدام كتل البناء sifa ، والجزيئات الصغيرة ، والبروتينات ، الببتيدات يمكن ان توصف بنجاح مع [18و] الفلورايد بواسطة بروتوكولات وسم واحد وخطوتين خاليه من إجراءات تنقيه معقده (الشكل 1)4،8،9. وعلاوة علي ذلك ، بعض المركبات المسمي SiFA موثوق بها في وكلاء التصوير المجرية لتدفق الدم والأورام10. بساطه الكيمياء SiFA تمكن حتى المحققين غير المدربين لاستخدام [18و] الفلورايد لتوليف التتبع الإشعاعي والتنمية.
Protocol
Representative Results
Discussion
SiFA وسم الكيمياء يمثل واحده من الطرق الاولي 18F-وضع العلامات توظيف كفاءه غير عادية تفاعل تبادل النظائر التي يمكن أداؤها في درجه حرارة الغرفة. وتعتمد التفاعلات الكيميائية الاشعاعيه النموذجية علي تكوين رباط من الكربون والفلور عن طريق رد فعل من الفلوريد [18فهرنهايت] مع وظيفة الفلور?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ولم يكن للمؤلفين اي اعتراف.
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 | – |
References
- Wahl, R. L., Buchanan, J. W. . Principles and practice of positron emission tomography. , (2002).
- Wängler, C., Schirrmacher, R., Bartenstein, P., Wängler, C. Click-chemistry reactions in radiopharmaceutical chemistry: Fast & easy introduction of radiolabels into biomolecules for in vivo imaging. Current Medical Chemistry. 17, 1092-1116 (2010).
- Schirrmacher, R., et al. 18F-labeling of peptides by means of an organosilicon-based fluoride acceptor. Angewandte Chemie International Edition. 45, 6047-6050 (2006).
- Kostikov, A. P., et al. Oxalic acid supported Si-18F-radiofluorination: One-step radiosynthesis of N-succinimidyl 3-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzoate ([18F]SiFB) for protein labeling. Bioconjugate Chemistry. 23 (1), 106-114 (2012).
- Cacace, F., Speranza, M., Wolf, A. P., Macgregor, R. R. Nucleophilic aromatic substitution; kinetics of fluorine-18 substitution reactions in polyfluorobenzenes. Isotopic exchange between 18F- and polyfluorobenzenes in dimethylsulfoxide. A kinetic study. Journal of Fluorine Chemistry. 21, 145-158 (1982).
- Schirrmacher, E., et al. Synthesis of p-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzaldehyde ([18F]SiFA-A) with high specific activity by isotopic exchange: A convenient labeling synthon for the 18F-labeling of N-amino-oxy derivatized peptides. Bioconjugate Chemistry. 18, 2085-2089 (2007).
- Kostikov, A., et al. N-(4-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzyl)-2-hydroxy-N,N-dimethylethylammonium bromide ([18F]SiFAN+Br-): A novel lead compound for the development of hydrophilic SiFA-based prosthetic groups for 18F-labeling. Journal of Fluorine Chemistry. 132, 27-34 (2011).
- Wängler, B., et al. Kit-like 18F-labeling of proteins: Synthesis of 4-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzenethiol (Si[18F]FA-SH) labeled rat serum albumin for blood pool imaging with PET. Bioconjugate Chemistry. 20, 317-321 (2009).
- Iovkova, L., et al. para-Functionalized aryl-di-tert-butylfluorosilanes as potential labeling synthons for 18F radiopharmaceuticals. Chemistry. 15, 2140-2147 (2009).
- Wängler, C., et al. One-step 18F-labeling of carbohydrate-conjugated octreotate-derivatives containing a silicon-fluoride-acceptor (SiFA): In vitro and in vivo evaluation as tumor imaging agents for positron emission tomography (PET). Bioconjugate Chemistry. 21, 2289-2296 (2010).
- Ilhan, H., et al. First-in-human 18F-SiFAlin-TATE PET/CT for NET imaging and theranostics. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 46, 2400-2401 (2019).
