تحسين التفاعلات الكيميائية الإشعاعية باستخدام صفائف قطرات

تم تصميم المزج الراديوي الآلي الحالي لإنتاج دفعات كبيرة من الأدوية الإشعاعية المستخدمة على نطاق واسع ، مثل FDG. نظرا لعدد محدود من قشطه ممكن في اليوم الواحد، واستهلاك كاشف عالية نسبيا، وهذه النظم، ومع ذلك، ليست مناسبة تماما لأداء دراسات التحسين التوليفي. مع هذه التقنية ، يتم زيادة الإنتاجية بشكل كبير من خلال إجراء ما يصل إلى 16 رد فعل متزامن بالتوازي ويتم تقليل استهلاك الكاشف مائة مرة.

وعلاوة على ذلك، من خلال إجراء ردود الفعل بالتوازي، هناك حاجة إلى دفعات عادلة من النظائر المشعة لإكمال الدراسة. وتتيح زيادة الإنتاجية استكشاف ظروف التفاعل على نطاق أوسع مع زيادة عدد النسخ المتماثلة لكل منها مقارنة باستخدام الأدوات التقليدية. في حين أن هذا البروتوكول يظهر الأمثل لتركيز السلائف في تخليق فاليبريد، يمكن استخدام هذه التقنية لتحسين الظروف الأخرى وغيرها من الأدوية الإشعاعية.

ابدأ بتصنيع دفعات من رقائق الميكروبوليت متعددة ردود الفعل من رقائق السيليكون مقاس أربعة بوصات باستخدام تقنيات التصوير الضوئي القياسية. في هذا البروتوكول ، يتم إظهار التحسين عالي الإنتاجية لتركيز السلائف مع تخليق فاليبريد الصيدلاني الإشعاعي. 16 ردود الفعل في وقت واحد يمكن أن يؤديها على رقاقة واحدة.

يتم تعيين الشروط التي سيتم مقارنتها بمواقع التفاعل. إعداد محلول الأسهم من المذيبات رد الفعل تتكون من الكحول الثيل والأسيتونيتريل في واحد إلى واحد من قبل خليط الحجم. تأكد من أن حجم كافية لإنشاء سلسلة التخفيف المخطط لها.

إعداد محلول مخزون 30 ميكرولتر من السلائف في مذيب التفاعل مع أقصى تركيز ليتم استكشافه. من محلول مخزون السلائف ومذيب رد الفعل أداء مرتين المخففات التسلسلية في مجموعة من أنابيب الطرد الدقيق لإعداد تركيزات مختلفة من محلول السلائف. إعداد مجموعة أخرى من أنابيب الطرد المركزي الدقيق لجمع كل منتج رد فعل الخام باستخدام علامة دائمة لتسمية كل أنبوب مع عدد فريد من نوعه.

تأكد من أن العدد الإجمالي لأنابيب الطرد المركزي الدقيق يطابق عدد الحالات مضروبا في عدد النسخ المتماثلة. إعداد مخزون 10 ملليلتر من حل جمع تتألف من 9 إلى واحد الميثانول إلى المياه deionized. Aliquot 50 ميكرولتر من كل في مجموعة إضافية من 16 أنابيب الطرد المركزي الصغيرة وصفت بأنها حل جمع.

إعداد محلول مخزون الفلوريد عن طريق خلط حوالي سبعة ملليكوريت من مصدر الفلوريد مع 56 ميكرولتر من 75 ملليمولار رباعي البوتيلامونيوم بيكربونات وتمييع مع مياه DI تصل إلى 140 ميكرولتر. باستخدام micropipette، تحميل ثمانية ميكرولتر قطرة من محلول مخزون الفلوريد على بقعة رد الفعل الأول من رقاقة متعددة ردود الفعل. قياس نشاط الرقاقة عن طريق وضعها في معايرة الجرعة وتسجيل الوقت الذي يتم فيه إجراء القياس.

إزالة رقاقة من معايرة الجرعة وتحميل ثمانية ميكرولتر قطرة من محلول الأسهم الفلوريد على بقعة رد الفعل الثاني. قياس النشاط على الشريحة وتسجيل الوقت الذي يتم فيه إجراء القياس. كرر هذه العملية لجميع مواقع التفاعل الأخرى.

حساب النشاط المحمل لكل بقعة تفاعل عن طريق أخذ قياس النشاط بعد تحميل النظائر المشعة وطرح القياس السابق قبل تحميل ذلك الموقع. لمحاذاة رقاقة متعددة ردود الفعل على سخان، إضافة طبقة رقيقة من عجينة الحرارية على رأس سخان السيراميك. ضع الرقاقة بعناية فوق المدفأة باستخدام ملاقط محاذاة الزاوية المرجعية للرقاقة مع الزاوية المرجعية للسخان.

يجب أن تتراكم الشريحة على المدفأة بمقدار صغير. سخني الشريحة لمدة دقيقة واحدة عن طريق ضبط المدفأة إلى 105 درجة مئوية في برنامج التحكم لتتبخر القطرات ، تاركة بقايا مجففة من الفلوريد وبيكربونات رباعي البوتيلامونيوم. ثم تبريد رقاقة عن طريق وضع سخان إلى 30 درجة مئوية وتحول على مروحة التبريد مع برنامج التحكم.

باستخدام micropipette، إضافة حل ستة ميكرولتر من السلائف فاليبريد على رأس بقايا المجففة على موقع رد الفعل الأول. كرر هذا لجميع مواقع رد الفعل الأخرى على الشريحة. استخدم خطة التحسين لتحديد تركيز سلسلة التخفيف المستخدمة لكل موقع تفاعل.

سخني الشريحة إلى 110 درجة مئوية لمدة سبع دقائق باستخدام برنامج التحكم لأداء رد فعل الفلورونيشن الراديوي، ثم قم بتبريد الشريحة عن طريق ضبط المدفأة إلى 30 درجة مئوية و تشغيل مروحة التبريد مع برنامج التحكم. جمع المنتج الخام في موقع رد الفعل الأول عن طريق إضافة 10 ميكرولتر من محلول التجميع من أنبوب الطرد المركزي الدقيق المعين. بعد الانتظار لمدة خمس ثوان، يستنشق المنتج الخام المخفف ونقله إلى أنبوب الطرد المركزي الدقيق جمع المقابلة.

كرر هذه العملية ما مجموعه أربع مرات باستخدام نفس طرف ماصة ومن ثم إغلاق أنبوب الطرد الدقيق. كرر هذه الخطوات لجمع المنتج الخام من جميع مواقع التفاعل الأخرى على الشريحة. لتحديد كفاءة جمع أول رد فعل على رقاقة، ضع أنبوب الطرد الدقيق مع المنتج الخام التي تم جمعها من أول بقعة رد فعل في معايرة الجرعة لقياس النشاط.

تسجيل قياس ووقت القياس. كرر هذه العملية لكل من المنتجات الخام التي تم جمعها. حساب كفاءة التحصيل عن طريق قسمة نشاط المنتج الخام الذي تم جمعه على نشاط البدء الذي تم قياسه لنفس موقع التفاعل.

كرر هذا لجميع مواقع رد الفعل الأخرى على الشريحة. بعد ذلك، قم بتحليل تكوين كل منتج خام تم جمعه. مع قلم رصاص، رسم خط 15 ملليمتر بعيدا عن الحافة السفلية من لوحة TLC وخط آخر 50 ملليمتر بعيدا عن نفس الحافة.

الخط الأول هو خط المنشأ والثاني هو خط المواجهة المذيب. رسم ثمانية X الصغيرة على طول خط المنشأ في تباعد خمسة ملليمتر لتحديد موقف اكتشاف العينة لكل من الممرات الثمانية. باستخدام micropipette، نقل 0.5 ميكرولتر من المنتج الخام الأول على لوحة TLC في X للممر الأول.

كرر هذا للمنتجات الخام إضافية، ثم انتظر البقع لتجف. تطوير كل لوحة TLC باستخدام مرحلة متنقلة من 60٪ من أسيتونيتريل في 25 ملليمولار الأمونيوم formate مع 1٪ TEA حتى الجبهة المذيبات تصل إلى خط المواجهة المذيبات. في ذلك الوقت، قم بإزالة لوحة TLC من الغرفة وانتظر حتى يجف المذيب على لوحة TLC، ثم وضع لوحة TLC في نظام التصوير Cerenkov وتغطيتها بشريحة مجهر زجاجي.

احصل على صورة مشعة لكل لوحة TLC عن طريق ضبط نظام التصوير Cerenkov على التعرض لمدة خمس دقائق ، ثم حدد الملف المنتج للصورة إلى لوحة TLC وأجر تصحيحات الصورة القياسية. استخدام المنطقة من تحليل الفائدة للممر الأول من لوحة TLC الأولى. رسم المناطق حول كل نطاق مرئي في الممر، ثم حساب جزء من كثافة متكاملة من كل منطقة مقارنة مع كثافة متكاملة مجموع جميع المناطق.

تحديد كفاءة الفلورة كجزء من النشاط في نطاق فاليبريد. كرر هذا التحليل لجميع الممرات الأخرى على جميع لوحات TLC. ثم يحسب العائد الكيميائي الراديوي الخام لكل تفاعل ويختار التركيز الأمثل للسلائف عن طريق فحص الغلة الكيميائية المشعة الخام كدالة لتركيز السلائف.

وأجريت دراسات التحسين من فاليبريد الصيدلانية الإشعاعية بتركيز السلائف متفاوتة في أسيتونيتريل الكحول الثيرسيل. وأجريت ردود الفعل في 110 درجة مئوية في سبع دقائق. تظهر هنا كفاءة جمع وتكوين العينة.

وزادت كفاءة الفلورة مع زيادة تركيز السلائف وانخفاض تركيز الفلوريد غير المتفاعل. وكانت هناك كمية صغيرة من المنتجات الجانبية المشعة بتركيزات سلائف منخفضة، لم تتشكل بتركيزات السلائف الأعلى. وكانت كفاءة الجمع كمية تقريبا بالنسبة لمعظم الظروف، وإن كانت قد انخفضت انخفاضا طفيفا بتركيزات السلائف المنخفضة.

وتحقق أعلى إنتاج كيميائي إشعاعي خام بتركيز سلائف 39 ملليمولار. في هذه الحالة، كانت كفاءة الفلورة 96٪ وكان RCY الخام 87٪، ولم يكن هناك تشكيل المنتج الجانب المشع لوحظ. من الأهمية بمكان أن يكون لديك خطة خريطة لحالة التفاعل التي تتوافق مع قطرة التفاعل على الشريحة وأن تكون قد وصفت بشكل مناسب أنابيب الكاشف وأنابيب جمع المنتجات التي يمكن التحقق منها مرتين أثناء التجربة.

يمكن استخدام الإجراء لتحسين ظروف التفاعل الأخرى، مثل كمية الأساس أو نوع المذيبات أو حجم التفاعل. ويمكن أيضا أن تستخدم لتحسين توليف المستحضرات الصيدلانية الإشعاعية الأخرى.