基于非水相、三步放射性化学过程，开发了一种简便的一步法合成 N-琥珀酰亚胺-4-[18F]氟代苯甲酸酯（[18F]SFB）的方法。采用微波加热，整个过程可在30分钟内完成；若进一步通过制备型HPLC纯化，则耗时60分钟。衰变校正后的放射性化学产率（RCY）为35–50%（n > 30）。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
方法文章
微波辅助一锅法合成N-琥珀酰亚胺-4-[18F]氟代苯甲酸酯 ([18F]SFB)
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
生物分子，包括肽1-9、蛋白质10,11以及抗体及其工程化片段12-14，正日益成为潜在的治疗剂和分子影像探针。值得注意的是，当这些分子被正电子发射放射性同位素（如 Cu-64、Ga-68 或 F-18）标记后，可作为探针用于多种生理和病理过程的靶向成像15-18。因此，人们已投入大量努力用于合成和探索18F标记的生物分子。尽管已有若干成功的直接18F标记肽类的例子19-22，但直接放射性氟化反应通常需要苛刻的反应条件（如有机溶剂、极端pH值、高温），这些条件通常与脆弱的蛋白质样品不相容。因此，迄今为止，将放射性标记的前体基团引入生物分子仍是首选方法23,24。
N-琥珀酰亚胺基-4-[18F]氟代苯甲酸([18F]SFB)25-37 一种博尔顿-亨特型试剂，可与生物分子的伯氨基发生反应，是用于标记生物分子的非常通用的 prosthetic group（前体基团） 18对多种生物实体进行F标记，就其明显特征而言 体内 稳定性和高放射性标记产率。标记[18F]SFB，所得的[18F]氟代苯甲酰化生物分子可被探索作为潜在的PET示踪剂 体内 成像研究1 大多数18目前文献中报道的[18F]SFB放射性合成方法通常需要两个甚至三个反应器，并且需通过固相萃取（SPE）或高效液相色谱法（HPLC）进行多次纯化。此类冗长的流程阻碍了其在生物分子放射性标记中的常规化生产和广泛应用。尽管已有若干模块辅助的[18F]SFB 的合成已有报道，29-32, 41-42 它们主要基于使用昂贵的市售放射化学反应盒的复杂且耗时的流程（表1). 因此，[18使用低成本装置实现F]SFB将对其适应自动化流程非常有利。
本文报道了一种简化的 [18F]SFB 制备方法，该方法基于一步法微波辅助合成（图1）。我们的方法在各步骤之间无需纯化，也不需要使用任何含水试剂。此外，微波辐照已被用于多种正电子发射断层显像（PET）示踪剂的合成38-41，与相应的热反应相比，微波辐照可获得更高的放射化学产率（RCY）和更好的选择性，或在更短的反应时间内达到相当的产率38。尤为重要的是，在标记生物分子时，所节省的时间可用于后续的生物偶联或 PET 成像步骤28,43。我们改进的 [18F]SFB 合成方法的新颖性体现在两个方面：（1）无水去保护策略使得各步骤之间的中间体无需纯化；（2）微波辅助的放射化学转化实现了 [18F]SFB 的快速、可靠制备。
方案
1. 初始准备
- 使用一个V型小瓶（5 mL RV1，内含搅拌子）作为微波合成的主要反应容器。将其连接至带有七个进出口的PEEK接头，并置于微波腔内（见图2）。RV2连接固相萃取柱（I），用于收集粗品[18F]SFB。RV3连接固相萃取柱（II），用于收集纯化的[18F]SFB溶液。该容器可置于40°C温水浴中以浓缩相应溶液，尤其适用于后续生物分子的放射性标记。
- 粗品[18F]SFB收集装置设置： 分别向储液瓶A、B和C中加入MeCN/H2O [6 mL；1:4 (v:v)]溶液、5%乙酸水溶液（8 mL）和MeCN（2 mL）。随后用乙醇（10 mL）活化固相萃取柱（I）（聚苯乙烯，Merck LiChrolut EN），再用5%乙酸水溶液（10 mL）冲洗。
- 纯化[18F]SFB收集装置设置： 准备储液瓶D和E，分别加入10 mL H2O和3 mL乙醚。第二根固相萃取柱（II）（聚苯乙烯，Merck LiChrolut EN）按上述相同步骤进行活化。
- 启动高效液相色谱仪（洗脱液：含0.2% TFA的MeCN/H2O，1:1 (v/v)；流速：3 mL/min），对HPLC色谱柱进行预平衡[反相半制备柱（Luna, 5 μm C18(2)....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
讨论
本研究基于非水相化学，开发了一种简化的三步一锅法放射性合成18F-酰化试剂[18F]SFB的方法。该方法具有优异的可重复性，且由于以下两项关键改进，可稳定地用于自动化放射化学合成模块中[18F]SFB的制备：1. 我们采用无水的KOtBu/DMSO体系进行去保护/皂化反应，取代常规的水相碱性或酸性溶液。这种非水相去保护策略使得试剂可以依次加入，无需中间固相萃取（SPE）纯化或溶剂蒸发/置换步骤。该改进消除了其他合成路线中所需的第二个反应器及SPE模块所关联的大量额外组件和控制单元，从而降低了系统复杂性并提高了可靠性。本方法既可在简单的手动装置中进行，也可在仅具备基本单反应器配置的自动化放射化学模块中实施。此外，步骤间省去SPE纯化显著缩短了总合成时间。2. 采用微波加热也有助于快速、稳定地制备[18F]SFB（参见表1与其他方法的比较）。在该一锅法[18F]SFB合成的各个步骤中——包括F-18干燥、放射性氟化、去保护和活化——均应用了微波加热。如图1所示，在微.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
披露
该方法已提交美国专利申请。
致谢
本研究由美国能源部（DE-FG02-09ER09-08 和 DE-PS02-09ER09-18）、加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症中心以及产业-大学合作研究计划（加州大学发现计划资助，项目编号 bio07-10665）提供资助。我们感谢Nagichettiar Satyamurthy博士及加州大学洛杉矶分校生物医学回旋加速器设施的工作人员提供氟-18放射性同位素以及富有见地的多次讨论。我们感谢来自CEM公司的Michael Collins博士、Greg Leblanc博士、Joseph Lambert博士和Keller Barnhardt博士提供的技术建议与支持。我们感谢Dirk Williams、Darin Williams、Joseph Hong Dun Lin博士和Michael van Dam博士在设计和加工用于改装CEM微波反应器及固相萃取纯化模块的零部件方面所做出的贡献。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 水溶液中的乙酸（5%，v/v） | Fisher Scientific | A38-500 | 本实验室配制 |
| 乙腈 | Sigma-Aldrich | 75-05-8 | |
| 二乙醚 | Sigma-Aldrich | 14775 | |
| 二甲基亚砜（DMSO） | Sigma-Aldrich | 472301 | |
| 乙基 4-(N,N,N-三甲基铵)苯甲酸三氟甲磺酸盐 | 实验室制备 | ||
| 4,7,13,16,21,24-六氧杂-1,10-二氮杂双环[8.8.8]二十六烷（K222） | Sigma-Aldrich | 29,111-0 | |
| O-(N-琥珀酰亚胺基)-N,N,N’,N’-四甲基脲四氟硼酸盐（TSTU） | Sigma-Aldrich | 105832-38-0 | |
| 水溶液中的碳酸钾（1 M） | Sigma-Aldrich | 209619 | 本实验室配制 |
| 叔丁醇钾 | Sigma-Aldrich | 156671 |
参考文献
- Okarvi, S. M. Recent progress in fluorine-18 labeled peptide radiopharmaceuticals. Eur. J. Nucl. Med. 28, 929-938 (2001).
- Chen, X. Y., Park, R., Hou, Y. P., Khankaldyyan, V., Gonzales-Gomez, I., Tohme, M., Bading, J. R., Laug, W. E., Conti, P. S.
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
重印与许可
![微波辅助一锅法合成N-琥珀酰亚胺-4-[18F]氟代苯甲酸酯 ([18F]SFB)](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fcloudfront.jove.com%2FCDNSource%2Fteasers%2F2755.jpg&w=3840&q=75)