Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

אוטומציה של טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) Radiotracer סינתזה פרוטוקול לייצור קליני

Published: October 26, 2018 doi: 10.3791/58428
Automatic Translation
*1, *2,3, 2,4, 1, 2,3, 2,4
1SOFIE, 2Department of Molecular & Medical Pharmacology, David Geffen School of Medicine, University of California, Los Angeles (UCLA), 3Ahmanson Translational Imaging Division, University of California, Los Angeles (UCLA), 4Crump Institute for Molecular Imaging, University of California, Los Angeles (UCLA)
* These authors contributed equally

Summary

טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) אתרים הדמיה המעורבים בניסויים מחקר קליני מוקדם מרובים צריך יכולות הייצור radiotracer חזקים ופסיביות. שימוש radiotracer את [18נ] Clofarabine כדוגמה, אנחנו להמחיש כיצד להפוך לאוטומטית את הסינתזה של radiotracer באמצעות radiosynthesizer גמיש, מבוססי קלטת ולאמת את הסינתזה לשימוש קליני.

Abstract

התפתחות חדשה טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) המשדרים הוא הפעלת חוקרים ומטפלים לשיקוף מערך רחב יותר ויותר של מטרות ביולוגיות ותהליכים. עם זאת, הגדלת מספר קליעים נותבים שונים יוצר אתגרים עבור הייצור שלהם ב- radiopharmacies. בעוד היסטורית עברו מעשי להקדיש תצורה מותאמת אישית radiosynthesizer ותא חם לייצור חוזרות ונשנות של כל מעקב בודדים, זה הופך כדי לשנות זרימת עבודה זו. לאחרונה radiosynthesizers מסחרי המבוסס על קלטות/ערכות חד פעמיות עבור כל מעקב לפשט את הייצור של המשדרים מרובים עם סט אחד של ציוד על-ידי ביטול הצורך שינויים ספציפיים מעקב מותאמת אישית. יתר על כן, חלק radiosynthesizers אלה מאפשרות למפעיל לפתח, לייעל משלהם פרוטוקולים סינתזה בנוסף רכישת ערכות זמין מסחרית. ב פרוטוקול זה, אנו לתאר את נוהל כללי איך יכול להיות אוטומטי הסינתזה ידנית של מכשיר מעקב חיית מחמד חדשה על אחד radiosynthesizers האלה ואומת עבור הייצור של המשדרים קליני-כיתה. לדוגמה, אנו משתמשים את radiosynthesizer ELIXYS, כלי גמיש radiochemistry מבוססי קלטת יכול לתמוך מאמצי פיתוח חיצי מעקב עבור חיית המחמד, כמו גם ייצור שגרתית בדיקה קלינית באותה מערכת, כדי לייצר [18נ] Clofarabine ([ 18 F] פרנק), מכשיר מעקב חיית המחמד למדוד ויוו פעילות אנזים deoxycytidine קינאז (dCK). בתרגום סינתזה ידנית כוללת פירוק פרוטוקול סינתטי לתוך תהליכים בסיסיים radiochemistry מכן תורגמו ל כימיה אינטואיטיבי "יחידת פעולות" נתמך על ידי סינתיסייזר התוכנה. פעולות אלה ואז במהירות ניתן להמיר תוכנית סינתזה אוטומטית על ידי הרכבת אותם באמצעות ממשק גרור-ושחרר. לאחר בדיקות בסיסיות, ההליך סינתזה וטיהור עשויים לדרוש אופטימיזציה כדי להשיג את התשואה הרצוי ואת טוהר. לאחר ההופעה הרצויה מושגת, אימות של הסינתזה מתבצעת כדי לקבוע התאמתו לייצור radiotracer לשימוש קליני.

Introduction

מגוון הולך וגדל של מטרות הביולוגי ניתן לאבחן באופן דינמי חי הנבחנים באמצעות הדמיה מולקולרית את המודאליות פט חיית המחמד מספק ויוו מבחני של תהליכים ביולוגיים, ביוכימיים, תרופתי ספציפי על-ידי שימוש ספציפי radiotracers (מולקולות המסומנת radionuclides פולטי פוזיטרונים) זה מוזרקים לתוך הנושא לפני הדמיה1. שימוש מוגבר של חיית המחמד ללמוד מגוון רחב של תהליכים אלה מדע בסיסי ומחקר קליני-2,-3,-4, וכן את הגילוי, פיתוח ושימוש קליניים של תרופות בחולה5, 6, מוביל את הביקוש להופעות radiotracers מגוונים7,8. כדי למנוע חשיפה לקרינה כדי radiochemist ולהבטיח הפקה לשחזור של אלה המשדרים קצרת ימים, הם בדרך כלל מיוצרים באמצעות radiosynthesizer אוטומטית של הפועלים בתוך "תא חם". Radiosynthesizers האחרונות השתמש ארכיטקטורת חד פעמיים-קלטת/ערכת כדי לפשט את המשימה של ציות קליני-כיתה הייצור ומספקת את הגמישות להכין מספר סוגים של radiotracers פשוט על ידי בהחלפת קלטות9 . עם זאת, בשלבים הקלינית המוקדמות, יש בדרך כלל אין ערכות/קלטות זמין מסחרית כדי לבצע את radiosynthesis אוטומטי; כתוצאה מכך, מתקני ייצור תרופות לחיות מחמד נאבקים להתאים אישית את המערכות ליישם יכולות מעקב cGMP-כיתה של ייצור בתוך פרק זמן מתאים, במחיר סביר. לפיכך, radiosynthesizers פותחו המשלבות את הארכיטקטורה קלטת/ערכת תכונות כדי להקל על פיתוח, אופטימיזציה של המשדרים.

פלקס/כימית ELIXYS (ELIXYS) הוא דוגמה radiosynthesizer מבוססי קלטת גמיש עם רחב ריאגנט הממס, התגובה הטמפרטורה תאימות10. יש שלושה כלי התגובה והוא משתמש מנגנון רובוטית כדי להגדיר באופן דינאמי את המעבר נוזלים כנדרש על-ידי כל פרוטוקול של סינתזה מסוים11. סינתיסייזר התוכנה מאפשר היצירה של תוכניות סינתזה (רצף) עבור המשדרים שונה על-ידי גרירה ושחרור יחידת פעולות כגון השמנה איזוטופ, Elute איזוטופ, הוספת ריאגנט, להגיב, מתאדים12. כל פעולה יחידה יש מגוון של פרמטרים הניתנים לתכנות לרשות המפעיל, כגון משך, טמפרטורהאו גז אינרטי נהיגה לחץ (לחץ). על ידי הבנת הטבע של כל פעולה יחידה, סינתזה ידני יכול להיות מתורגם בקלות לתוך רצף של פעולות יחידה, ואז ניתן לשנות במהלך אופטימיזציה של פרוטוקול13. בשילוב עם מודול ELIXYS טהור/טופס, מערכת משולבת, באפשרותך לבצע על ניסוח של מעקב חיית המחמד וטיהור אוטומטית. משתמש זה radiosynthesizer, אנחנו דיווחו בעבר כי הסינתזה אוטומטיות של המשדרים התווית על-ידי F שונים 1824 ו קבוצות prosthetic11,14,15,16, כמו גם radiofluorination אנזימטי אוטומטיות של מולקולות17, פשוט על ידי שינוי ריאגנטים, לא את התצורה של המערכת. אחרים הראו הסינתזה אוטומטיות של [18נ] RO6958948 עבור ההדמיה של טאו neurofibrillary קשרים18, סינתזה אוטומטיות של הקבוצה prosthetic [18F] F-Py-TFP עם תיוג עוקבות של פפטידים19 , סינתזה אוטומטיות של [18נ] AM580 עבור ההדמיה של phosphodiesterase 10a (PDE10A)20. יתר על כן, מספר קבוצות הראו את הייצור של המשדרים מתאים לשימוש קליני, כולל 4-[18נ] Fluorobenzyl-triphenylphosphonium ([18נ] FBnTP) עבור ההדמיה של קרום מיטוכונדריאלי פוטנציאליים21, [ 18 DCFPyL F] עבור ההדמיה של הערמונית ספציפיים ממברנה אנטיגן (PSMA)22, ו [18F] תודה-5351 עבור ההדמיה של טאו23.

בנייר זה, אנו משתמשים הניסיון שלנו עם [18F] פרנק כדי להמחיש כיצד הליך radiosynthetic ידנית שניתן יהיה אבר המין הגברי, במהירות לתרגם סינתזה האוטומטי מתאים לייצור שוטף בעקבות הנחיות cGMP. רכיב המעקב [18F] פרנק תוכנן עבור ההדמיה של פעילות dCK. Radiosynthesis ידני של [18F] פרנק תוארה לראשונה על ידי שו. et al. 24 כמו הליך באמצעות שתי ספינות התגובה, סיליקה ביניים מחסנית לטיהור טיהור HPLC הסופי של צעד (ראה חומר משלים, בסעיף 1 לפרטים). האחרונות במבחנה פרה מחקרים הראו יחודיות יוצאת דופן של זה מעקב כדי dCK, הראשון בהאנושית מחקרים הראו biodistribution רייטינג25. יש עניין מיידי במחקרים קליניים בקנה מידה רחב יותר, כדי לאשר את הרגישות של [18F] פרנק חיית המחמד וריאציות בפעילות dCK, עניין וקהילותיהם יישומים קליניים אפשריים של זה מעקב26. זה עשוי להיות סמן שימושי עבור טיפולים להפעיל הפעלה T-cell, לגרום נזק לדנ א או להסתמך על prodrugs אנלוגיים תלויי-dCK nucleoside. בפרט, [18F] פרנק עשוי לאפשר השיכוב של חולים לתגובה פוטנציאליים על הטיפול עם Clofarabine. [18נ] פרנק עשויה להקל גם את המחקר והפיתוח של מעכבי dCK זה מתקדמים לכיוון בניסויים קליניים. מאז זה מעקב יש באופן מסורתי היו מסונתז באופן ידני, לקדם את כל המחקרים הללו דורש סינתזה אמין, אוטומטיות של [18F] פרנק מתאים לשימוש קליני.

למרות דיווחנו בעבר סינתזה אוטומטיות של [18F] פרנק עבור מחקרים פרה16, פרוטוקול זה בונה בהמשך המאמצים הללו ומתאר שינויים נוספים הדרושים לייצור קליני של מעקב זה, כולל השילוב של טיהור-ממוחשב במלואו, ניסוח פרוטוקול אימות, בדיקות בקרת איכות. כללי בהליכים המתוארים כאן אינם מוגבלים פיתוח של סינתזה אוטומטית ומתאים קלינית [18F] פרנק אבל אפשר להכליל באופן ישיר לפתח אוטומטית syntheses מתאים לשימוש קליני של השני radiotracers עם פלואור-18 תוויות.

Protocol

1. כללי נוהל אימות של פרוטוקול Radiosynthesis לייצור קליניים ואוטומציה

  1. לנתח את הזכאות של ערכת סינתזה ידני לייצור קליני
    1. לבצע ניתוח סיכונים של זיהום מוצר עם כל הכימיקלים שיורית רצויה.
      1. להימנע ממיסים 1 מחלקה כמו בנזן והחלף אותם ממיסים חלופי המתאים (Class 2 או דרגה 3).
      2. הימנע כימיקלים זה יהיה קשה לזהות בניסוח הסופי כמו זיהומים שיורית פוטנציאליים.
      3. לבחור כימיקלים רק כי הם זמינים מסחרית בכיתה טוהר גבוהה (USP או Ph.Eur. הציון הרצוי) מסופקים עם תעודת אנליזה.
    2. לחדד את ערכת סינתזה אם כל כימיקלים לא רצויים או ממיסים מזוהים על-ידי ניתוח סיכון ולא לחזור על סעיף 1.1 עד לא להישאר.
  2. להפוך לאוטומטית את פרוטוקול סינתזה
    1. אם פרוטוקול אוטומטיות עבור רכיב המעקב באמצעות סינתיסייזר זהה את כבר נוצר, העלאת מאגר מקוון, להוריד עותק של התוכנית סינתזה.
    2. אם תוכנית סינתזה אוטומטית אינה קיימת כבר, ליצור.
      1. בעזרת דף ועט, לחלק את הסינתזה ידנית השלבים ברמה הגבוהה (למשל, ייבוש/הפעלת [18F] פלואוריד, חימום כדי להקל על ריאקציה רדיוכימי, ביצוע של שלב טיהור, וכו '.). עוד יותר לשבור את השלבים ברמה הגבוהה לתוך דיסקרטית, תהליכים בסיסיים הנדרשים. לדוגמה, ערכת סינתזה של [18F] פרנק מוצג באיור1, הזיהוי של השלבים ברמה הגבוהה מוצג באיור 2Aופירוט לתוך תהליכי מוצג באיור 2B.
      2. בעזרת דף ועט, למפות את כל תהליך לתוך פעולות יחידת בודדים הניתנים על ידי סינתיסייזר התוכנה. לדוגמה, ניתוח של המיפוי של תהליכים בסיסיים בסינתזה של [18F] פרנק לפעולות יחידה מתאימה סינתיסייזר תוכנה13 מוצג באיור 2C.
      3. באמצעות ממשק תיכנות של radiosynthesizer, צור תוכנית ריק וצירוף כל הפעולות יחידת מזוהה ברצף על-ידי לחיצה על לחצן Menu (למעלה משמאל), בחירת רצפיםולאחר מכן לחיצה על של חדש רצף לחצן. עבור כל פעולה יחידה שזוהו בשלב 1.2.2.2, גרור את פעולת יחידת הפעולות הזמינות תצוגת סרט שקופיות, לחץ על או לסוג למלא את הערך הרצוי של כל פרמטר של הפעולה היחידה. איור 3 מראה דוגמה של הממשק כאשר כל הפעולות לסנתז [18F] פרנק אוכלסו, המשתמש בחרה הפעולה היחידה להגיב הראשונה לערוך את ערכי הפרמטרים. התוכנית סינתזה הסופי עבור [18F] פרנק מתואר חומר משלים, שולחנות S1 , S2.
    3. ודא שהתוכנית סינתזה.
      1. לבצע הרצה. להגדיר ולהפעיל את התוכנית כמו צעדים 2.1-2.3, באמצעות כל ריאגנטים ממיסים חוץ רדיונוקלידים (למשל, פלואוריד [18F]) כדי לוודא אופן הפעולה הצפוי.
      2. במידת הצורך, התאם את ערכי הפרמטרים של הפעולה היחידה בתוכנית (למשל, זמן או נהיגה לחץ להעברת לחלוטין ריאגנט, הטמפרטורה/הזמן מתמוססות לממס הרמה הרצויה, וכו '), ובדוק שוב. כדי להתאים את ערכי הפרמטרים, קודם כל, לחזור למצב עריכה על-ידי בחירת רצפים מתוך התפריט הראשי (למעלה משמאל) ובחר את התוכנית החדשה שנוצרה. בשלב הבא, לחץ על הפעולה הרצויה יחידת בתצוגת סרט שקופיות (בתחתית המסך), לנווט הפרמטר הרצוי, ולא בחר או הקלד את הערך החדש.
    4. לבצע פעילות נמוכה (< 370 MBq) ניסיון להעריך את התוכנית.
      1. למטב את הסינתזה אוטומטית על-ידי התאמת ערכי פרמטרים כדי לשפר את התשואה, סינתזה של זמן, הדיר, לתוצאות מדידה הרצוי אחרים.
  3. לפתח בדיקות נהלי בקרת איכות (QC)
    1. באמצעות הפניה לא רדיואקטיבי של המוצר הסופי ודוגמאות של זיהומים כימיים פוטנציאליים, לפתח של רדיו-HPLC אנליטיות ו/או רדיו-דק שיטת כרומטוגרפיה (רדיו-TLC) שכבה עם מספיק הפרדת המינים מצפני טוהר כימי, פעילות טוחנת, הטוהר רדיוכימי והזהות רדיוכימי. לאמת את השיטה האנליטית הדיר, ליניאריות ולקבוע את גבולות זיהוי, כימות.
    2. באופן דומה, לפתח ולאמת שיטה גז כרומטוגרפיה לנתח זיהומים נדיף (למשל, בכמויות משקעיו בממיסים הנמצאים בשימוש במהלך הסינתזה).
    3. לפתח ולאמת מבחני אנליטיות המאפשרות זיהוי של כימות של זיהומים פוטנציאליים אחרים (למשל, cryptand 222 דרך הבדיקה ספוט צבע סטנדרטי).
    4. השתמש הליכים סטנדרטיים עבור הקביעה של עקרות, pH, זהות radionuclidic, הטוהר radionuclidic, רדיואקטיביות, נפח המוצר לריכוז אנדוטוקסין רמות.
  4. מבצע אימות סינתזה
    1. לקבוע נהלי (sop ' s) עבור סינתזה ו- QC בדיקות הליכים ושילוב של חומרים, מערכת מעקב ציוד תואם עם טוב הנוכחי ייצור בפועל (cGMP) דרישות.
    2. לאמת את ההליכים סינתזה באמצעות שלוש רצופות ועצמאיות ייצור פועל ברמות קרינה רדיואקטיבית באותו כמתוכנן לייצור קליניים בעקבות של sop ' s. תעד את סינתזה הביצועים ואת תוצאות לבדיקות QC.
    3. כל הרצפים אימות רצופים חייב לעבור את גבולות QC שנקבע מראש. אם אימות להפעיל נכשל, חזור על תהליך האימות כל לאחר כראוי טיפול שורש הכישלון.

2. דוגמה: אוטומטי סינתזה של פרנק [18F] לשימוש קליני

  1. הכינו את radiosynthesizer
    1. הפעל radiosynthesizer.
    2. להבטיח שאספקת גז אינרטי מופעלת עם לחץ כי המסתמים הכרחי פתוחות כך radiosynthesizer מחובר את אספקת הגז.
    3. התקן קלטות חד פעמיות חדש הכור #1 ו #2 עמדות, להוסיף תגובה כלי המכיל ברים מערבבים מגנטי. ודא כי כל שפופרת מטבל העברת קלטות הוא מכוון ישר למטה.
    4. מכינים צלוחיות ריאגנט והתקן אותם הקלטות על פי הדיאגרמה באיור4.
    5. התקנת ריקה [18O] H2O התאוששות המבחנה בעמדה W1 של קלטת מס ' 1.
    6. להפעיל את מחסנית רבעוני methylammonium (QMA) על ידי הראשון עובר 12 מ של פתרון3 KHCO 1 מ', ואחריו 12 מ ל מים יונים. מצב מחסנית סיליקה Sep-פאק על-ידי העברת מ של אתיל אצטט דרך זה.
    7. לחבר את מכלי הדיו ולעשות כל חיבורי צינורות קלטת כפי שמוצג באיור 5A. ודא כי אין צינורות קלטת (כולל צינורות שאינם בשימוש) נתקע בפנים, איפה זה, עלולה להפריע בתנועות רובוטיות.
    8. חבר [18F] פלואוריד מקור השורה של ציקלוטרון לקו [18F] פלואוריד קלט על קלטת מס ' 1.
    9. ודא שפח אשפה ריקה. המקום פסולת קווים המשנה של טיהור/ניסוח לגורם פסולת (קרי, מדגם לולאה 1 קו פסולת, HPLC המשנה של פסולת, ובין מזרק משאבה פסולת הקו).
    10. לחבר את הקווים קלט HPLC. שלב ניידים במקום HPLC קלט קו "A" במיכל של אצטט אמוניום 25 מ מ ו- hplc, קורס שלב נייד קו הקלט "B" במכולה של EtOH.
    11. Equilibrate את מערכת טיהור/ניסוח והעמודה HPLC.
      1. פתח את דף הבקרה עבור המודול טיהור/ניסוח בתוכנה על-ידי בחירת HPLC מהתפריט הראשי (למעלה משמאל). כברירת מחדל, הכרטיסיה טיהור כבר ייבחרו. (דף זה מוצג איור6).
      2. להגדיר את קצב הזרימה 5.0 mL/min-ההרכב הממס מוגדר ובחרו איזה מיקום העמודה מותקן העמודה טיהור. להפעיל את המשאבה HPLC במצב איזוקראטית לפחות 10 דקות.
      3. יש לשטוף את קו המוצרים ואת כל השורות אוסף שבר עם השלב ניידים, עבור 1 דקות.
      4. לשטוף כל HPLC מדגם לולאה והעברת HPLC מדגם לולאה אבובים עם 10 מ"ל של שלב ניידים באמצעות מזרק.
    12. להתחבר טיהור/ניסוח המשנה של מזרק משאבה קלט הקווים. שימוש מרוכז נתרן כלורי (90 מ"ג/מ"ל) עבור קו Elute ו- saline 0.9% עבור השורה לשקם .
    13. פריים המשנה של ניסוח.
      1. נווט אל הכרטיסיה ניסוח של הדף שליטה טיהור/ניסוח.
      2. כדי ראשוני של נתרן כלורי מרוכזת (90 מ"ג/מ"ל), בחר את הכרטיסיה Elute העיתונות אתחול לאתחל את משאבת מזרק. לוותר על 5 מ.
      3. לשפר את תמיסת המלח של 0.9%, בחר בכרטיסיית לשקם mL לוותר על 5.
    14. לחבר את קווי מוצר , המוצר הסופי מהחזית של מערכת טיהור/ניסוח המשנה ב- T-חיבור. לחבר את הפלט של T-החיבור מסנן סטרילי (0.22 מיקרומטר) אשר, בתורו, מחובר למבחנה סטרילית. הכנס מחט האוורור עם מסנן סטרילי קראוון של הבקבוקון המוצר הסופי. תצלום של קביעת מערכת הסופית מוצג באיור 5B.
    15. להוסיף המלכודת קר קרח יבש ו EtOH או MeOH.
  2. הפעל את התוכנית סינתזה
    1. לנווט רשימת התוכניות על ידי בחירת רצפים לחצן התפריט הראשי (למעלה משמאל). בחר את התוכנית פרנק [18F], הפעלת התוכנית על ידי לחיצה על הלחצן ' הפעל '.
    2. לעבור כל פריט ברשימת הפעולות לביצוע של מבחו ובזהירות לבדוק אותם כפי שהם סיימו. החלק במסך רשימת פעולות לביצוע מבחו מוצג איור7.
    3. לחץ על המשך כדי לאשר שההתקנה ולגרום סינתזה אוטומטית להתחיל.
      1. אם רצונך בכך, לנטר את הסינתזה ב בזמן אמת באמצעות משוב חזותי (כור מצלמות), קריאות החיישנים (למשל, טמפרטורה, לחץ, ואקום, קרינה הקריאה, וכו ') ושעוני הספירה לאחור. נציג צילום מסך מוצג באיור8.
      2. במהלך פעולת יחידת טיהור , בחר במוצר כאשר הפסגה המוצר החלה להופיע chromatogram גלאי קרינה. צילום מסך נציג במהלך פעולה זו יחידה (פלט המכיל את chromatogram של גלאי UV, גלאי קרינה) מוצג באיור9.
      3. ברגע השיא chromatogram גלאי קרינה חזרה לקו הבסיס, בחר לבזבז כדי להסיט את הנתיב זרימה של המשנה HPLC לגורם פסולת.
  3. להגדיר ולהפעיל את התוכנית ניסוח
    1. מתוך רשימת התוכניות (רצף מסך), לפתוח [18F] ניסוח פרנק בתוכנית.
    2. כוונן את הפרמטרים של הפעולה היחידה ניסוח.
      1. חישוב הנפח של השבר שנאספו המוצר (Vשבר) המבוסס על קצב הזרימה של משאבת HPLC, משך הזמן של האוסף שבר.
      2. חישוב הנפח של נוספים נתרן כלורי (90 מ"ג/מ"ל) נדרש כדי להשיג isotonicity ולחשב את כמות תמיסת מלח נוסף נדרש לדלל את ריכוז EtOH מתחת ל-10%.
      3. לשנות את התוכנית עם ערכים אלה. הנפח של נתרן כלורי (90 מ"ג/מ"ל) מוזנת עבור השלב Elute , נפח תמיסת מלח מוזנת על הצעד לשקם . (החישובים מתוארים חומר משלים, איור S2).
      4. לשמור את התוכנית.
    3. הפעל את התוכנית. המערכת לדלל את השבר המוצר מטוהרים שנאספו עם נתרן כלורי, מלח כדי להבטיח את isotonicity של ניסוח ולהעביר אותו דרך מסנן לחיטוי לתוך המבחנה מוצר סטרילי.
  4. איסוף גיבשו [18F] פרנק עבור בקרת איכות ומשלוח
    1. להסיר את המוצר פרנק ניסח [18F] מהתא חם.
    2. באמצעות שיטות עבודה סטרילית, תיסוג שני מדגמים (300 µL) לביצוע בדיקות בקרת איכות.
    3. השתמש המדגם הראשון כדי לבדוק את עקרות של ניסוח סופי מאת מזריקים נוזל thioglycolate ומדיה tryptic סויה מרק עבור 14 d ללא התבוננות צמיחה.
    4. להשתמש את הדגימה השנייה לביצוע בקרת איכות על פי ההליכים פותח בשלב 1.3. ההליכים נוסדה ב UCLA Ahmanson ביו ציקלוטרון המתקן לפי הפרמה קופיאה ארה ב שיפורטו להלן.
      1. להעריך את המראה על ידי בדיקה חזותית.
      2. להעריך את ה-pH עם נייר אינדיקטור.
      3. להעריך אנדוטוקסין חיידקי תוכן באמצעות קינטי הדפסות כסף חיידקי אנדוטוקסין מבחן (התערבות).
      4. להעריך זהות רדיוכימי עם רדיו-HPLC אנליטי על-ידי אימות • שותף את תנאי של המדגם רדיואקטיבי, הפניה לא רדיואקטיבי מורכבים.
      5. להעריך טוהר רדיוכימי עם רדיו-HPLC אנליטי על-ידי השוואת השטח מתחת לעקומה (AUC) של זיהומים רדיואקטיביים גלאי גמא chromatogram חאן אל התואם המוצר הרצוי.
      6. להעריך טוהר כימי עם HPLC אנליטי על-ידי קביעת חאן אל ב- chromatogram UV-גלאי של כל הטומאות UV-פעיל.
      7. להעריך טוחנת פעילות נושאת המוני עם רדיו-HPLC אנליטי על-ידי קביעת את חאן אל התואם המוצר הרצוי UV-גלאי chromatogram.
      8. להעריך את half-life של המכשיר על ידי מדידת פעילותה-שני timepoints שונים, התאמת עקומה דעיכה.
      9. להעריך את התוכן הממס שיורית של ניסוח על ידי גז כרומטוגרפיה.
      10. להעריך את האנרגיה רדיונוקלידים באמצעות ספקטרומטר גמא.
      11. להעריך את התוכן cryptand 222 בעזרת מבחן ספוט מבוסס-TLC.
    5. אם כל הבדיקות יעבור, שחרור ניסוח בדיקה למשלוח לאתר דימות רפואי.
  5. בניהול שלאחר ומערכת כיבוי
    1. יש לשטוף את העמודה טיהור HPLC וכל אבובים משמשת עבור המוצר אוסף עם 70% (v/v) EtOH במים. זה צריך להעשות עם דף הבקרה טהור/טופס, בדומה לשלב 2.1.12
    2. לסגור radiosynthesizer באמצעות לחצן ההפעלה על התוכנה. חלון מוקפץ יציין כאשר הכוח במערכת ניתן לבטל.
    3. לבטל את אספקת אוויר דחוס, גז אינרטי על-ידי סגירת המסתמים מודבקת המתאים.
    4. מאפשרים זמן רדיואקטיביות שיורית בתא חם להירקב (בדרך כלל בלילה).
  6. לנקות את radiosynthesizer
    1. הסר ולחסל כל קלטות מחסניות, בקבוקונים הכור, בקבוקונים ריאגנט בשימוש במהלך הסינתזה.
    2. רוקן את תכולת המלכודת קר.
    3. לנקות מערכת טיהור הנתיבים נוזלים.
      1. לפתוח תוכנה לניקוי קיימת או ליצור תוכנית חדשה אשר מכיל ניתוח אחד יחידת טיהור ניקוי מצב (קרי, עם ניקוי תיבת הסימון שנבחרו). ראה חומר משלים, S9 איור לדוגמה.
      2. בדף התצורה ' פרמטר ', בחר את העמודה בה שימש הטיהור לבין הקו קלט מסוג HPLC שלב נייד מחובר אליו בקבוק המכיל 70% EtOH במים. תוכנית קצב זרימה של 2 mL/min, משך זמן השטיפה לולאה כל הזרקה של 5 דקות, ומשך השטיפה לפלט כל שבר של מוצר של 30 ס' בחר שורות יבשה ותוכנית משך זמן של 30 s.
      3. מקם כל פלטי קו שבר מיכל אשפה גדול.
      4. הפעל את התוכנית.
      5. לאחר השלמת, לרוקן את פח אשפה.
    4. ניקוי הנתיבים נוזלים של מערכת המשנה של ניסוח.
      1. לפתוח תוכנה קיימת או ליצור תוכנית חדשה אשר מכיל פעולה יחידה אחת של ניסוח בנקיון מצב (קרי, עם תיבת הסימון נקיים הנבחר תחת הכרטיסיה נקיים ). ראה חומר משלים, S10 איור לדוגמה.
      2. למלא את מאגר דילול נקי (בחלקו הקדמי של מערכת טיהור/ניסוח המשנה) עם 100 מ של EtOH.
      3. מקום המשנה טיהור/ניסוח של קו הקלט Elute המאגר EtOH (מכיל > 50 מ של EtOH).
      4. מקם את השורות קלט שטיפה ו לשקם במיכל אשפה יחד עם שורת הפלט המוצר הסופי.
      5. הפעל את התוכנית.
      6. לאחר השלמת, לרוקן את פח אשפה.

Representative Results

שיטה כדי להפוך לאוטומטי את הייצור של [18F] פרנק פותחה, שלוש קבוצות אימות היו מסונתז. סינתזה, טיהור, ניסוח [18F] פרנק הושג ב 90 ± 5 דקות (n = 3) התשואה רדיוכימי-מתוקן דעיכה היה 8.0 ± 1.4% (n = 3). התשואות פעילות שלושה מסלולי היו 3.24 GBq, 2.83 GBq ו GBq 3.12, החל 34.3 GBq 41.8 GBq, 41.1 GBq, בהתאמה. ניסוחים פרנק שהושג [18F] עבר בקרת איכות כל הבדיקות (טבלה 1). פרוטוקול אוטומטיים כעת משמש לייצור של פרנק כיתה קליני [18F] כדי לתמוך ניסויים קליניים.

בקרת איכות הנתונים אימות להפעיל 1 אימות לרוץ 2 אימות להפעיל 3
[דרישה עבור "מעבר"]
המראה לעבור לעבור לעבור
[ברור, חסר צבע, חינם חומר חלקיקי]
ריכוז רדיואקטיביות-EOS MBq 213/mL MBq 210/mL MBq 180/mL
[≤ 740 MBq/mL @ EOS]
ה-pH 6 5.8 6
[5.0 – 8.0]
מחצית חיים 115 דקות 108 דקות 112 min
[105 – 115 דקות]
טוהר רדיוכימי 99% 99% 99%
[> 95%]
רדיוכימי זהות בזמן השמירה היחסי (RRT) 1.01 1.01 1.01
[1.00 < RRT < 1.10]
פעילות שן טוחנת GBq 314/µmol > GBq 370/µmol > GBq 370/µmol
[≥ 3.7 GBq/µmol]
מנשא סה כ המסה במוצר הסופי 3.1 µg < 1 µg < 1 µg
[≤ 50 µg/מנה]
המיסה הטומאה סה כ התוצר הסופי ND ND ND
[≤ 1 µg / האלה]
נפח הזרקה המרבי המותר בהתבסס על המוביל הכולל ≤ המונים 50 µg/מנה של הטומאה סה כ המוני ≤ 1 µg/מנה כל אצווה כל אצווה כל אצווה
שיורית תוכן EtOH על ידי GC 8.90% 9.50% 9.60%
[≤ 10%]
שיורית תוכן EtOAc על ידי GC < 1 עמודים לדקה < 1 עמודים לדקה < 1 עמודים לדקה
[≤ 5000 דפים לדקה]
שיורית תוכן MeCN על ידי GC < 1 עמודים לדקה < 1 עמודים לדקה < 1 עמודים לדקה
[≤ 410 ppm]
משקעי K222 על ידי מבחן צבע ספוט לעבור לעבור לעבור
[< 50 µg/mL]
מבחן תקינות ממברנה מסנן לעבור לעבור לעבור
[בועה הצבע ≥ 50 psi]
Endotoxins חיידקי לעבור לעבור לעבור
[≤ 175 האיחוד האירופי/של אצווה]
טוהר radionuclidic על-ידי גמא ספקטרוסקופיה לעבור לעבור לעבור
[> 99.5%]
עקרות לעבור לעבור לעבור
[לעמוד בדרישות USP < 71 >]

טבלה 1: סיכום עבור שלוש קבוצות אימות הנתונים מבחן בקרת איכות (QC). EOB = סוף הפגזה; EOS = סוף סינתזה; ND = לא זוהה.

Figure 1
איור 1: ערכת radiosynthesis פרנק [18F]. MMT = Monomethoxytrityl. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2: תרגום של סינתזה ידנית לתוך רצף אוטומטי של פעולות היחידה. (א) בלוח זה נותן סקירה של השלבים ברמה גבוהה בסינתזה ידנית של [18F] פרנק. (B) לוח זה מציג את ההליכים הבסיסיים הדרושים לביצוע כל השלבים ברמה גבוהה. (ג) פעולות יחידת Radiosynthesizer ספציפי המשמש לביצוע של הליכים בסיסיים מוצגים כמו קלפים. כל פעולה יחידה יש מערך של ערכי פרמטר (ראה תחתון בהיפר) אשר מוגדרים באמצעות התוכנה. הסימון "R1" ו- "R2" לציין את תגובת כלי הדם #1 ו #2, בהתאמה. ריאגנטים המתאימים למספרים ריאגנט מזוהים באיור4. הסדרה של פעולות היחידה הוא נשמר כמו רצף ומבוצעת על-ידי התוכנה לבצע סינתזה אוטומטית. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3: צילום מסך של ממשק התוכנה של radiosynthesizer (ELIXYS) כדי ליצור תוכנית סינתזה. פעולות היחידה ממוקמים לפי הסדר הרצוי סרט שקופיות באמצעות ממשק גרור-ושחרר. ב מסך זה, פעולת יחידת להגיב מסומנת, ערכי פרמטר הניתן לעריכה שלו מוצגות בחלק הראשי של המסך. בדוגמה זו, יבוצע התגובה fluorination בתוך מיכל התגובה #1 (אטום) ב 120 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות עם ערבוב פעיל. כלי הקיבול להיות מקורר עד 35 ° C לאחר זמן תגובה חלף. הפרטים של ערכי פרמטר שניתן לתכנת עבור פעולות יחידות אחרות מוצגים חומר משלים, סעיף 3. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4: צילום מסך של ריאגנט תצורת המסך. את הרצף סינתזה של פרנק [18F], ריאגנטים כל נטענים לתוך קלטת חד פעמיות #1, אשר מוצג מסומן אזור הבחירה רכיב. לסינתזה [18F] פרנק המתוארים כאן, Eluent הוא 1.0 מ"ג של K2CO3 + 5.0 מ"ג של K222 ב מ 0.4 ל H2מ O/0.5 ל MeCN, קודמן הוא 6 מ ג של פרנק קודמן ב 0.6 מ"ל של MeCN ו- HPLC נייד שלב הוא 85:15 v אצטט אמוניום 25 מ מ /v: אתנול. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 5
איור 5: הגדרת Radiosynthesizer לסינתזה של [18F] פרנק. (א) זהו שרטוט מציג קלטת נתיבים נוזלים, חיבורים מחסניות, החיבור להעברת המוצר הסופי גולמי ממודול radiosynthesis במודול טיהור/ניסוח. (שני המודולים נשלטים עם ממשק המחשב והתוכנה יחיד). (B) זהו תצלום של radiosynthesizer בתוך תא חם לאחר ההכנה סינתזה פרנק [18F]. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 6
איור 6: צילום מסך של הממשק של טיהור/ניסוח מודול בקרת. מסך זה מתבצעת באמצעות האופרטור לשלוט ידנית של תת-מערכות HPLC ו ניסוח במהלך הגדרת הסינתזה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 7
איור 7: מסך לביצוע מבחו. המפעיל מזין את המספר הסידורי של הקלטות המותקן במערכת, יש לבדוק את כל פריט כדי להבטיח המערכת יש כבר כראוי נקבעה והכינו לסינתזה. בנוסף סעיפים אלו, המפעיל גם בקשה עבור שם ותיאור של הסינתזה לרוץ (סעיף 1), הרבה מספרי עבור כל ריאגנטים בשימוש (סעיף 2), מתבקש לוודא כל צילומי האבטחה בכור מתפקדים כראוי (סעיף 6). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 8
איור 8: צילום מסך של התוכנה radiosynthesizer תוך כדי ריצה את רצף סינתזה של פרנק [18F]. התוכנה מציגה את סדר פעולות היחידה באזור סרט שקופיות. פעולות שהושלמו הם חסומים אינה זמינה, מסומן בלבן, הפעולה הנוכחית מסומנת באפור, פעולות הקרובה מוצגים באפור כהה. אזור מרכז של המסך מראה את המצב של פעולת יחידת פעיל, לרבות בפקודת אילו הוא מוצא להורג, כמו גם את מצב המערכת הנוכחית (כור הזנות וידאו ונתונים חיישן). זה מסוים להגיב יחידה זו התגובה fluorination. באזור Temp , הטמפרטורה הנוכחית של הכור מוצג ליד טמפרטורת היעד (מתוכנת). מתחת לזה, מתחם הפעילות מציג את הערכים חיישן קרינה של שלושה חיישנים המשויך לשלב התגובה. בסופו של דבר, וידאו להאכיל משמאל מראה תצוגה חיה של הבקבוקון הכור. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 9
איור 9: מסך של ממשק המשתמש בעת הפעלת פעולת יחידת טיהור במהלך הסינתזה [18נ] radiosynthesizer פרנק. UV של גלאי, גלאי קרינה תפוקות של המודול טיהור/ניסוח מוצגים בגרף מרכזי בזמן אמת. משוב נוסף גלאי, משאבת HPLC מוצגים בצד ימין של המסך. המפעיל אוספת הפסגה המוצר על-ידי זמנית בחירת המוצר כאשר השיא מתחיל להופיע ואז מבצע מעבר חזרה פסולת לאחר הפסגה מלאה כבר ראיתי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Discussion

פרוטוקול זה מגדיר את השלבים הבסיסיים שיש לנקוט בעת הפיכת פרוטוקול סינתזה ידנית כדי להשיג את הייצור של ניסוח מעקב קליני כיתה. כל מחזור הפיתוח, לרבות בקרת איכות פיתוח, ומעוררות את radiotracer [18F] פרנק (עבור ההדמיה של פעילות dCK). תשומת לב מיוחדת הוקדשה שינוי הסינתזה אוטומטית כדי להבטיח ההתאמה של המעקב לשימוש קליני. הסינתזה כרוך תהליכים בסיסיים כגון את ההפעלה של פלואוריד [18F], radiofluorination של מולקולה קודמן, טיהור מחסנית ביניים, הסרת הגנה-הקבוצה, ו למחצה מפוח HPLC טיהור ניסוח להזרקה. תהליכים בסיסיים אלה מהווים רפרטואר סטנדרטי המספיק לסינתזה של הרוב המכריע של 18מחמד התווית על-ידי F המשדרים.

בזמן עיצוב הסינתזה, הבחירה של ריאגנטים ואבטחת האיכות שלהם יש חשיבות מיוחדת לשימוש קליני. להבטיח את התכנות הנכון והקשרים נכונה על-ידי ביצוע סינתזה מעושה (ממיסים בלבד) הכרחי כדי למנוע שגיאות בלתי צפויות כאשר הסינתזה מבוצע עם רדיואקטיביות. אופטימיזציות סינתזה עוקבות (ממיסים, אמצעי אחסון, כמויות, טמפרטורות, זמני התגובה והתנאים טיהור) תלויים מעקב חיית המחמד ספציפי בהתפתחות. במהלך ניסויים אלה, מיקוד מסוים צריך להיות זרחו על טוהר כימי, רדיוכימי של המוצר הסופי ניתן להשיג, כמו אלה חייב לעמוד בדרישות מחמירים לשימוש קליני. סינתזה שמייצר מוצר טהור של פעילות נמוכה יותר אבל מספיק התשואות בצורה אמינה היא עדיפה בדרך כלל על תהליך גבוהות תנובה, כי יש סיכון להיכשל בצורה אקראית. לאחר הסינתזה מוטבה במידה מספקת, התהליך הסופי צריך לעבור בדיקות אימות (דרישה רגולטורית) כדי להבטיח התאמה קלינית. שיטת סינתזה המאומת ואז ניתן לייצר את חיית המחמד מעקב לשימוש קליני. כאשר סינתזה מכשיר מעקב חיית המחמד על פי שיטה מאומתים, נהלי שיש ביסודיות אחריו. כדי להבטיח תאימות, התוכנה מתוכנת המפעיל לוודא השלמת השלבים החשובים באמצעות רשימה ריצה מראש לאחר לחיצה על הפעל כדי להתחיל את הסינתזה. בעוד המערכת תבצע את הסינתזה בצורה אוטומטית, הצעד טיהור דורש התערבות ידנית. המפעיל חייב לכן, מתצפתים על המסך כרומטוגרפי במהלך השלב טיהור HPLC, קלט ידני בזמן אמת כאשר כדי להתחיל ולהפסיק איסוף השבר המוצר.

במסגרת מאמצינו אוטומציה ואופטימיזציה לסינתזה פרנק [18F], לנו יש יעיל בשיטת טיהור HPLC מפוח למחצה של תערובת המוצר באמצעות מערכת הממס להזרקה המורכב אמוניום אצטט פתרון ו EtOH ; השיטה הקודמת שלנו נדרש צעד נוסף להחלפת הממס לאחר טיהור16. ניסוח עוקבות לעבד, לכן, צריך רק להפחית את התוכן EtOH של השבר שנאספו כדי מותר רמות, וכדי להבטיח את isotonicity שלה, אשר שניהם יכול להתבצע על ידי דילול. הצעד ניסוח בוצעה באמצעות תוכנית שנייה המורכב פעולת יחידת ניסוח יחיד כדי לאפשר תוספות אמצעי האחסון משתנה של NaCl-פתרונות לספר המוצר מטוהרים שבר באמצעות מודול ניסוח עבור המשתנה נפח שהושג לאחר טיהור HPLC. אם נפח המוצר שנאספו השבר היה מוגדר להיות קבוע במקום, הפעולה היחידה ניסוח יכול להיכלל בתוכנית סינתזה הראשי, נמנע הצורך תוכנית עצמאית. גישה חלופית כדי למנוע התערבות ידנית יהיה להשתמש את הפונקציונליות המלאה של המודול ניסוח (למשללדלל את רכיב המעקב מטוהרים עם מים השמנה על מיכל דיו מוצק-שלב מיצוי סי18, לשטוף אותו, elute אותו עם נפח קבוע של EtOH ואני בסופו של דבר, לדלל את זה עם נפח קבוע של תמיסת מלח).

הטכניקה המובאת כאן עבור אימות פרוטוקול סינתזה לשימוש קליני והפיכתה נועד להיות די כללי. דרך הבחירה של radiosynthesizer (ELIXYS), מגוון רחב של syntheses יכול להיות אוטומטי ואומתו. זה כולל מורכבות 3 סיר syntheses, או syntheses מעורבים טמפרטורות גבוהות של ממיסים נדיפים. אופטימיזציה של סינתזה יכולה להיות מושגת על ידי שינוי הפרמטרים של התוכנה. סינתיסייזר תכונות כדי לנטר את ההשפעה של שינויים, כגון מיקום כלי תגובה עבור הסרת דגימות לניתוח TLC-רדיו או רדיו-HPLC. עם זאת, בלי שינויים במערכת, המערכת כיום אינו מאפשר לטיפול של אמצעי אחסון ריאגנט נמוך מאוד (~ 5-20 µL), מוצר ביניים זיקוק או הטיפול [18F] אלף, 68Ga, או radiometals אחרים. אם הסינתזה ידנית כדי להיות אוטומטי מכיל שלבים כאלה הם מצויין, אוטומציה ובדיקת בפלטפורמת radiosynthesizer עוד עשוי להיות מתאים.

למרות עבודה זו התמקדה הפיתוח של פרוטוקול לייצור אוטומטית [18F] פרנק לשימוש קליני, הסינתזה של רבים אחרים המשדרים מחמד יכול להיות אוטומטי באופן מתאים לייצור קליני, בעקבות אותו היגיון, שיטות. בעקבות השיטה המוצגת כאן, אנחנו הסתגלו. גם הסינתזה אוטומטיות של 9-(4-[18F] פטור - 3-[hydroxymethyl] בוטיל) גואנין ([18נ] FHBG) ואומת זה לשימוש קליני. פרוטוקולים הוקמה המשתמש ניתן להעלות שהורדו מהרשת סופי בדיקה, פורטל אינטרנט לשיתוף סינתזה תוכניות, הקשורים תיעוד בין אתרים שונים radiopharmacy27. זה יכול למנוע העתקה של מאמצים בקהילה, להקל על מחקרים קליניים רב מרכזי מעורבים דימות PET.

Disclosures

הנהלת אוניברסיטת קליפורניה יש מורשה טכנולוגיית סופי שהומצאה על ידי ג'פרי קולינס, ר' מיכאל ואן דאם, השתלטו הון עצמי בסופי במסגרת העסקה רישוי. יתר על כן, ר' מיכאל ואן דאם הוא המייסד, יועץ של סופי. תנאי ההסדר הזה יש כבר נבדקו, שאושרו על-ידי אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס מדיניותה ניגוד אינטרסים. אריק Schopf דרייק כריסטופר הם עובדים ובעלי המניות של סופי.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכו באופן חלקי על ידי המכון הלאומי לסרטן (R44 CA216539) וקרן UCLA של תרומה שנעשו על ידי ראלף, מרג'ורי קראמפ עבור המכון Crump UCLA הדמיה מולקולרית.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Phelps, M. E. Positron emission tomography provides molecular imaging of biological processes. Proceedings of the National Academy of Sciences. 97 (16), 9226-9233 (2000).
  2. Kitson, S., Cuccurullo, V., Ciarmiello, A., Salvo, D., Mansi, L. Clinical Applications of Positron Emission Tomography (PET) Imaging in Medicine: Oncology, Brain Diseases and Cardiology. Current Radiopharmaceuticalse. 2 (4), 224-253 (2009).
  3. Sengupta, D., Pratx, G. Imaging metabolic heterogeneity in cancer. Molecular Cancer. 15, 4 (2016).
  4. Rabinovich, B. A., Radu, C. G. Imaging Adoptive Cell Transfer Based Cancer Immunotherapy. Current Pharmaceutical Biotechnology. 11 (6), 672-684 (2010).
  5. Matthews, P. M., Rabiner, E. A., Passchier, J., Gunn, R. N. Positron emission tomography molecular imaging for drug development. British Journal of Clinical Pharmacology. 73 (2), 175-186 (2012).
  6. Hargreaves, R. The Role of Molecular Imaging in Drug Discovery and Development. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 83 (2), 349-353 (2008).
  7. Radiosynthesis Database of PET Probes (RaDaP). , Available from: http://www.nirs.qst.go.jp/research/division/mic/db2/ (2017).
  8. 18F-Database of Imaging Radiolabelled Compounds (DIRAC). , Centre National de la Recherche Scientifique. Available from: http://www.iphc.cnrs.fr/dirac/ (2013).
  9. Keng, P. Y., Esterby, M., van Dam, R. M. Emerging Technologies for Decentralized Production of PET Tracers. Positron Emission Tomography - Current Clinical and Research Aspects. Hsieh, C. -H. , InTechOpen. London, UK. 153-182 (2012).
  10. Lazari, M., Irribarren, J., Zhang, S., van Dam, R. M. Understanding temperatures and pressures during short radiochemical reactions. Applied Radiation and Isotopes. , 82-91 (2016).
  11. Lazari, M., et al. ELIXYS - a fully automated, three-reactor high-pressure radiosynthesizer for development and routine production of diverse PET tracers. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (EJNMMI) Research. 3 (1), 52 (2013).
  12. Claggett, S. B., Quinn, K., Lazari, M., Esterby, J., Esterby, M., van Dam, R. M. A new paradigm for programming and controlling automated radiosynthesizer. Journal of Nuclear Medicine. 53 (suppl. 1), 1471-1471 (2012).
  13. Claggett, S. B., Quinn, K. M., Lazari, M., Moore, M. D., van Dam, R. M. Simplified programming and control of automated radiosynthesizers through unit operations. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (EJNMMI) Research. 3, 53 (2013).
  14. Lazari, M., et al. Fully Automated Production of Diverse 18F-Labeled PET Tracers on the ELIXYS Multireactor Radiosynthesizer Without Hardware Modification. Journal of Nuclear Medicine Technology. 42 (3), 203-210 (2014).
  15. Lazari, M., et al. Fully-automated synthesis of 16β-18F-fluoro-5α-dihydrotestosterone (FDHT) on the ELIXYS radiosynthesizer. Applied Radiation and Isotopes. 103, 9-14 (2015).
  16. Collins, J., et al. Production of diverse PET probes with limited resources: 24 18F-labeled compounds prepared with a single radiosynthesizer. Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (43), 11309-11314 (2017).
  17. Drake, C., et al. Enzymatic Radiofluorination of Biomolecules: Development and Automation of Second Generation Prosthetic on ELIXYS Radiosynthesizer. Journal of Nuclear Medicine. 58 (supplement 1), 1 (2017).
  18. Gobbi, L. C., et al. Identification of Three Novel Radiotracers for Imaging Aggregated Tau in Alzheimer's Disease with Positron Emission Tomography. Journal of Medicinal Chemistry. 60 (17), 7350-7370 (2017).
  19. Ippisch, R., Maraglia, B., Sutcliffe, J. Automated production of [18F]-F-Py-peptides. Journal of Nuclear Medicine. 57, 275 (2016).
  20. Chen, H., et al. AMG 580: A Novel Small Molecule Phosphodiesterase 10A (PDE10A) Positron Emission Tomography Tracer. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 352 (2), 327-337 (2015).
  21. Waldmann, C. M., et al. An Automated Multidose Synthesis of the Potentiometric PET Probe 4-[18F]Fluorobenzyl-Triphenylphosphonium ([18F]FBnTP). Molecular Imaging and Biology. 20 (2), 205-212 (2018).
  22. Ravert, H. T., et al. An improved synthesis of the radiolabeled prostate-specific membrane antigen inhibitor, [18F]DCFPyL. Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals. 59 (11), 439-450 (2016).
  23. Betthauser, T. J., et al. Characterization of the radiosynthesis and purification of [18F]THK-5351, a PET ligand for neurofibrillary tau. Applied Radiation and Isotopes. 130, 230-237 (2017).
  24. Shu, C. J., et al. Novel PET probes specific for deoxycytidine kinase. Journal of Nuclear Medicine. 51 (7), 1092-1098 (2010).
  25. Kim, W., et al. [18F]CFA as a clinically translatable probe for PET imaging of deoxycytidine kinase activity. Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (15), 4027-4032 (2016).
  26. Barrio, M. J., et al. Human Biodistribution and Radiation Dosimetry of 18F-Clofarabine, a PET Probe Targeting the Deoxyribonucleoside Salvage Pathway. Journal of Nuclear Medicine. 58 (3), 374-378 (2017).
  27. SOFIE. Sofie Probe Network. , Available from: http://www.sofienetwork.com/ (2018).

Tags

כימיה בעיה 140 פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה אוטומטית radiosynthesis אימות קלינית ELIXYS Clofarabine כלי קליני radiotracer
אוטומציה של טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) Radiotracer סינתזה פרוטוקול לייצור קליני
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Schopf, E., Waldmann, C. M.,… More

Schopf, E., Waldmann, C. M., Collins, J., Drake, C., Slavik, R., van Dam, R. M. Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production. J. Vis. Exp. (140), e58428, doi:10.3791/58428 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter