Name: 1-（2- 18F 氟乙基）-L-色氨酸的放射性合成，采用一锅两步实验方案 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-09-21T14:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 33 s
Description: 了解采用一锅两步法进行F18标记色氨酸放射性示踪剂的合成技术。该方法可用于PET成像研究色氨酸代谢，为癫痫、神经精神疾病和神经肿瘤等脑部疾病的诊断提供新型分子影像工具。

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本工作由诊断学 &amp;#38; 研究型PET/MRI中心，以及内摩斯/艾尔弗雷德·I·杜邦儿童医院的生物医学研究部和放射科。

警告：本实验方案涉及放射性物质。任何额外的放射性物质剂量都可能成比例地增加不良健康效应（如癌症）的发生风险。研究人员必须遵循“合理可行尽量低”（ALARA）的剂量原则，在热室或铅屏蔽罩内进行充分防护，以指导放射性合成实验的实施。在放射性合成过程中的任何辐射暴露步骤，均须尽量减少直接接触时间、使用铅屏蔽装置，并保持最大安全距离。在整个实验过程中，必须佩戴辐射剂量监测徽章和手部监测环，并频繁检测可能被污染的表面，例如手套、袖套和鞋底。放射性物质的使用、运输和处置必须严格遵守核管理委员会（NRC）以及地方和机构的相关法规。
1. 初始准备
<ol>
	<li>为半制备型高效液相色谱（HPLC）配制含10%乙醇的50 mM醋酸钠/醋酸流动相。
	<ol>
		<li>取3 mL冰醋酸置于洁净的1000 mL容量瓶中，加入900 mL超纯水（25 °C时电阻率为18百万欧姆·厘米），加入约8 mL 6 M氢氧化钠溶液，使用校准后的pH计和pH试纸将pH值调节至5.5。待溶液冷却至室温后，用超纯水定容至1000 mL，得到50 mM醋酸钠/醋酸溶液（pH 5.5）。</li>
		<li>用0.2 µm膜滤器对溶液进行真空过滤，并将滤液转移至两个500 mL溶剂瓶中。</li>
		<li>取约250 mL上述缓冲液置于500 mL容量瓶中。使用量筒量取50 mL美国药典（USP）级乙醇，加入该容量瓶中，再用50 mM醋酸钠/醋酸溶液定容至500 mL，并用pH试纸测定其pH值。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>配制系统适用性测试用的质量控制（QC）溶液。
	<ol>
		<li>用新鲜超纯水（溶剂A）和乙醇（溶剂B）重新填充HPLC溶剂瓶。启动HPLC泵，并加载HPLC程序，流动相流速为1 mL/min，由30%溶剂A和70%溶剂B（v/v）组成。</li>
		<li>配制用于质量控制的对照溶液（空白溶液）：向一个20 mL玻璃小瓶中加入5 mL 0.9%氯化钠溶液，再加入0.15 mL 23.4%氯化钠溶液，最后加入6 mL第1.1.3步配制的半制备型HPLC流动相（含10%乙醇的50 mM醋酸钠/醋酸溶液，pH 5.5）。</li>
		<li>配制1 µg/mL的非放射性标记L-FETrp溶液，以及5 µg/mL的外消旋L-FETrp与D-FETrp混合物溶液（标准品溶液）。</li>
		<li>使用标准L-FETrp溶液（0.1 µg/mL、0.5 µg/mL、1.0 µg/mL、10 µg/mL、100 µg/mL）建立校准曲线。</li>
		<li>设置HPLC进样序列，确保序列中包含一次空白样品溶液运行、两次标准L-FETrp溶液（1 µg/mL）运行、一次外消旋L-FETrp与D-FETrp混合物（5 µg/mL）运行，以及一次终产物放射性药物的运行。</li>
		<li>在使用分析型HPLC柱（250 × 4.6 mm）分析放射性样品前，运行部分HPLC序列以测试系统适用性。
		<ol>
			<li>运行一次空白样品，确保空白样品的色谱图在空体积至10分钟之间无峰或仅有可忽略的峰。</li>
			<li>运行两份标准溶液（含1 µg/mL L-FETrp），确保两份样品中L-FETrp峰面积在平均值的±5%范围内。</li>
			<li>运行一份L-FETrp与D-FETrp混合物样品（L-FETrp和D-FETrp浓度均为5 µg/mL），确保在色谱图上L-FETrp与D-FETrp峰可被识别并实现基线分离。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>配制放射性标记反应溶液及其他所需物料。
	<ol>
		<li>分别向五个1.5 mL V型小瓶中加入以下溶液：小瓶1：1 mL碳酸钾（K2CO3）/K222溶液（K222浓度为5 mg/mL，K2CO3浓度为1 mg/mL，溶剂为水/乙腈，1/99，v/v），用于[18F]氟离子洗脱；小瓶2：0.4 mL无水乙腈，用于[18F]氟离子干燥；小瓶3：以0.5 mL无水乙腈溶解的放射性标记前体（1–2 mg），用于[18F]氟离子引入反应；小瓶4：乙腈中2 M盐酸溶液（0.25 mL乙腈 + 0.25 mL 2 M HCl），用于酸解反应；小瓶5：2 M氢氧化钠溶液（0.25 mL），用于中和反应混合物。</li>
		<li>活化一个轻质季铵型甲基（QMA） cartridges：先用10 mL饱和碳酸氢钠溶液冲洗，再用10 mL超纯水冲洗，最后用氮气流吹干。对轻质C8 cartridge和中性氧化铝cartridge进行预处理：依次用10 mL乙醇和10 mL超纯水冲洗。</li>
		<li>向一个30 mL无菌配制小瓶中加入0.15 mL 23.4%氯化钠溶液和5 mL 0.9%氯化钠溶液，用于调节渗透压并稀释HPLC馏分。</li>
		<li>在注射器中配制冲洗反应容器用溶液（含1 mL第1.1.1步配制的50 mM醋酸钠/醋酸缓冲液（pH = 5.5）、1 mL乙醇和0.5 mL水，总体积2.5 mL），并转移至一个10 mL无菌小瓶中。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 准备放射性标记试剂并放射合成 L-[18F]FETrp
<ol>
	<li>组装放射性标记所需的器材。
	<ol>
		<li>打开模块电源、二氧化碳、压缩空气、氩气管路以及可编程逻辑控制器（PLC）电源。点击 mod_pscf18 启动放射化学合成系统的程序按钮。初始化输入、输出和配方MVP，并确保MVP分别位于位置4、1、1。</li>
		<li>确保HPLC进样阀的环路处于 注射 位置和 QMA 光学滤芯在 [18F]氟化物 捕获 位置</li>
		<li>安装半制备型高效液相色谱（HPLC）流动相储液瓶（内含步骤1.1.3中配制的溶液）。以2 mL/min的流速将流动相通过手性HPLC色谱柱（250 × 10 mm）和C18色谱柱（100 × 10 mm）对HPLC系统进行至少30分钟的平衡，随后切换分流阀，使HPLC流动相仅流经手性HPLC色谱柱，并将流速提高至3 mL/min。</li>
		<li>安装 QMA 光学滤光片盒到 [18F]氟化物捕获/释放管路。将叠置的氧化铝/C8柱安装在输入MVP位置6与中间小瓶之间，中间小瓶为连接至HPLC进样环的10 mL V形小瓶。将一个10 mL空瓶（排气瓶）安装至输出MVP位置4，并在瓶上连接另一根针作为排气口。将试剂瓶1–5分别安装至输入MVP位置1–5。</li>
		<li>将步骤1.3.4中配制的冲洗液小瓶安装至输出MVP位置6。</li>
		<li>在配制MVP 1号位安装一个500 mL废液瓶（用于收集流经手性柱和C18柱的HPLC废液）。在四通两位阀的废液收集端安装另一个500 mL废液瓶（用于收集流经手性柱的HPLC废液）。</li>
		<li>将分馏收集管（步骤1.3.3中预先配制的溶液）连接至制剂MVP第2位。将输出MVP第3位（气体管路）和终产品输送管路连接至制剂MVP第2位的收集管，以回收最终配制的产品。在制剂MVP第3位安装一个10 mL的无菌空管，作为目标馏分收集的备用管。</li>
		<li>将C18短柱安装在四通两位分流阀与配制MVP之间。 
		注意：安装试剂和配方小瓶时，确保控制面板上的氩气供应已关闭，且氩气压力为零，以避免小瓶组装过程中发生意外的液体转移。仔细检查所有针头连接、小瓶位置和MVP位置，以确保放射性合成的可重复性。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>L-[11C]甲基色氨酸的放射性合成18F]FETrp
	<ol>
		<li>接收并检查 [18F]氟化物
		<ol>
			<li>当收到[18F]氟化物溶液（合成开始时为15 ± 3吉贝可（GBq），见步骤） 材料表），在铅箱表面及距离1米处进行测量，记录最大辐射暴露率。进行擦拭测试以确认运输箱无污染。记录[18F]氟化物剂量与时间</li>
		</ol>
		</li>
		<li>转移[18F]氟化物
		<ol>
			<li>将放射性物质转移至放射化学合成系统。</li>
			<li>将氩气管线连接至短针和[18F]氟化物传输管线，配备长针头至[18F]氟化物小瓶。关闭热室的玻璃门和铅门。 
			警告：使用长镊子将两根针向下推；确保长针针尖位于[18F]氟化物小瓶，使所有 [18F]氟化物可以被转移出来。通常需要使用V型小瓶进行[18F]氟化物递送</li>
		</ol>
		</li>
		<li>捕获、洗脱并共沸干燥[18F]氟化物
		<ol>
			<li>点击 Ar供应 打开氩气供应管路，增加氩气压力，打开[18F]氟化物推送管线，并推动水相 [18通过QMA轻型柱纯化[F]氟化物。当所有放射性物质均被QMA轻型柱截留且放射性检测仪读数稳定后，提高氩气压力，再吹入氩气5分钟，以去除过量水分。</li>
			<li>关闭[18F]氟化物推进管线，将氩气压力降至零，切换六通两位阀从[18F]氟化物捕获位置转移至洗脱位置。打开反应小瓶，开启输入MVP位置1的氩气管线，推动K222/K2CO3 将溶液通过QMA轻型滤筒注入输入MVP位置1的小瓶，以淋洗出放射性物质至反应小瓶中。切换[18F]氟化物洗脱位置至捕获位置。</li>
			<li>点击 热 按下按钮，将反应器加热至110 °C，打开连接反应器的输出MVP 4号位氩气管线（吹扫管线），并将溶剂蒸发至输出MVP 4号位小瓶中。</li>
			<li>点击 冷却 使用压缩二氧化碳冷却反应器至室温，关闭吹扫管线，将输入MVP由位置1切换至位置2，并向2号小瓶中加入无水乙腈。打开吹扫管线和加热器，进行共沸干燥[18F]氟化物在110 °C条件下。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>加入放射性标记前体并掺入[18F]氟化物
		<ol>
			<li>将反应器冷却至室温，关闭吹扫管线，将输入MVP由位置2切换至位置3，并在3号小瓶中加入甲苯磺酸酯放射性标记前体。关闭反应器，将反应混合物在100 °C加热10分钟。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>蒸发反应溶剂并进行酸解。
		<ol>
			<li>冷却并打开反应器，开启吹扫管线，在100 °C下蒸发反应溶剂。</li>
			<li>冷却反应器，关闭吹扫管线，将输入MVP的阀位从3号位切换至4号位，加入盐酸/乙腈混合液（0.5 mL，1/1，v/v）。加热反应至100 °C，持续10分钟，以脱保护 叔丁基-丁基和 叔（tert-）放射性标记前体中的叔丁氧羰基保护基团</li>
		</ol>
		</li>
		<li>中和反应。
		<ol>
			<li>将反应器冷却至室温，将输入多通道阀（MVP）从位置4切换至位置5，加入2 M氢氧化钠以中和反应混合物。关闭输入MVP的氩气管线。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>将反应混合物转移至中间小瓶中。
		<ol>
			<li>点击 F 在输出MVP上按下按钮，将输出MVP从排气位置4切换至位置5，然后单击 F 按下输入MVP上的按钮，将输入MVP从位置5切换至位置6。打开输出MVP的氩气管路。推动反应混合物通过串联的中性氧化铝和C8柱，进入HPLC进样环前安装的中间小瓶中。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>清洗反应器并转移溶液。
		<ol>
			<li>将输出MVP的第5位切换至第6位，依次将第6位输出MVP小瓶中的冲洗溶液推过反应小瓶和各层析柱，最终进入中间小瓶。注意，混合液总体积约为3.5 mL。关闭反应容器。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>将混合液上样至高效液相色谱（HPLC）进样环，并对混合物进行纯化。
		<ol>
			<li>将HPLC进样阀从进样位置切换至加载位置，打开输入MVP氩气管路，将混合物加载至5 mL HPLC进样环中。加载完成后，将加载按钮切换至进样位置，并点击 高效液相色谱注射 以3 mL/min的流速启动高效液相色谱（HPLC）色谱图。点击 高效液相色谱监测器 按钮以访问实时高效液相色谱（HPLC）色谱图。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>将目标组分转移至C18柱。
		<ol>
			<li>点击 分流 MVP 在约12分钟时按下按钮，将目标HPLC组分转移至短C18柱。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>冲洗手性HPLC柱，并在C18柱中纯化馏分。
		<ol>
			<li>在目标放射性物质被收集到C18柱后（同时HPLC流动相流入配制MVP位置1的废液瓶），将四通两位分流阀切换至废液收集位置。以4 mL/min流速冲洗手性柱6分钟，以去除少量的D-[18F]FETrp 对映体及其他紫外（UV）杂质。</li>
			<li>点击 分流 MVP 按钮，将高效液相色谱流动相以 3 mL/min 的流速重新导向至配方 MVP 位置 1。观察流动相流经手性柱和 C18 柱，以纯化 L-[18F]FETrp 保留在 C18 柱中。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>收集目标组分。
		<ol>
			<li>在约32-34分钟时将洗脱液收集至配方MVP 2号小瓶中。 
			注意：通常收集2 min的HPLC馏分，总体积加上预填充的氯化钠溶液为8–15 mL。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>将剂量注入无菌终产品小瓶中。
		<ol>
			<li>将配方MVP位置2小瓶中的溶液通过输送管路和无菌滤器，经预装的无菌通气滤膜针推入最终剂量小瓶中。 
			注意：步骤 2.2.9–2.2.13 是用于 L-[18F]FETrp</li>
		</ol>
		</li>
		<li>测定放射性活度和剂量体积。
		<ol>
			<li>移除无菌滤器，测定最终剂量的活性和体积。</li>
			<li>用超纯水以4 mL/min流速冲洗系统至少15分钟，随后以乙醇以相同流速冲洗至少15分钟。关闭HPLC泵和PLC控制箱，退出程序，关闭压缩空气管路、氩气管路和二氧化碳管路，并关闭模块的主电源。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>吸取质控品剂量并运行质控样本。
		<ol>
			<li>从最终剂量中抽取约 0.1 mL 至质控瓶的 0.2 mL 插入管中。将该热样品作为 &#34;部分序列&#34; 按照步骤1.2.6中所述的系统适用性测试程序进行。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>分析质控数据并放行剂量。
		<ol>
			<li>计算化学纯度和放射化学纯度、对映体过量值及摩尔活度；测定pH值。</li>
			<li>如果所有检测结果均在可接受范围内，则放行该批次剂量。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 运行后系统清洗
<ol>
	<li>使用盖革-米勒（GM）计数器对放射性标记模块进行辐射检测，确保放射性已充分衰减（至少24小时），然后进行系统清洁。</li>
	<li>打开放射性标记模块电源和PLC箱电源；启动放射化学合成系统的程序；初始化输入MVP、输出MVP和配制MVP；将柱切换阀转至旁路位置。</li>
	<li>拆下QMA轻质、氧化铝和C8固相萃取小柱。</li>
	<li>先用超纯水冲洗所有小瓶和管路，再用乙醇冲洗；随后用高纯度氩气吹干小瓶和管路。</li>
	<li>使用带帽的无菌针头密封每条管路的通气口；将试剂小瓶和反应容器分别更换为经烘箱灼烧处理的小瓶和反应容器。</li>
	<li>关闭HPLC泵和PLC箱电源；退出程序；关闭压缩空气管路、氩气管路和二氧化碳管路；最后关闭模块的主电源。</li>
</ol>

作者声明不存在任何竞争性财务利益。

色氨酸是人体必需的一种氨基酸，它在情绪、认知功能和行为的调节中发挥着重要作用。由于放射性标记的色氨酸衍生物，特别是碳-11标记的[11C]AMT，在绘制5-羟色胺合成图谱38,39、肿瘤的检测与分级40、癫痫手术的引导41,42以及糖尿病治疗反应评估43等方面具有独特作用，已被广泛研究。然而，[11C]AMT的半衰期较短且放射性标记过程繁琐，限制了其广泛应用。目前，研究人员正在致力于开发氟-18标记的色氨酸代谢示踪剂。两篇近期的综述文章总结了氟-18标记色氨酸显像剂的开发进展及其成像特性3,28。
<p class="jove_content"...

在人体中，色氨酸是日常饮食中的一种必需成分。色氨酸主要通过犬尿氨酸通路（KP）进行代谢。该通路由两种限速酶催化，分别为吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）和色氨酸2,3-双加氧酶（TDO）。超过95%的色氨酸被转化为犬尿氨酸及其下游代谢产物，最终生成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，后者对细胞能量转换至关重要。犬尿氨酸通路是免疫系统的关键调节因子，同时也是神经可塑性和神经毒性效应的重要调控通路1,2。色氨酸代谢异常与多种神经系统、肿瘤、精神疾病及代谢性疾病相关，因此，放射性标记的色氨酸类似物已被广泛应用于临床研究。目前临床上研究最多的两种色氨酸放射性示踪剂是11C-α-甲基-L-色氨酸（[11C]AMT）和11C-5-羟基色氨酸（11C-5-HTP）3。
20世纪90年代，11C-5-HTP被用于可视化分泌血清素的神经内分泌肿瘤4，以及诊断和监测转移性激素难治性前列腺腺癌的治疗5。随后，它被用作成像工具，用于量化内分泌胰腺中的血清素能系统6。11C-5-HTP还是一种有前景的示踪剂，可用于门静脉内胰岛移植和2型糖尿病中存活胰岛的无创检测7,8。在过去的二十年中，许多放射性标记的氨基酸已进入临床研究阶段9,10。特别是碳-11标记的色氨酸类似物[11C]AMT，因其在绘制脑内血清素合成图谱11,12,13,14以及定位癫痫灶、致痫性肿瘤、结节性硬化症复合体、胶质瘤和乳腺癌方面的应用而受到广泛关注15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26。[11C]AMT在儿童多种低级别和高级别肿瘤中也表现出高摄取27。此外，对受试者体内[11C]AMT的示踪剂动力学分析已被用于区分和分级不同类型的肿瘤，并区分胶质瘤与放射诱导的组织损伤15。[11C]AMT引导的成像在脑部疾病中显示出显著的临床益处3,25。然而，由于碳-11的半衰期较短（20分钟）以及放射性合成过程繁琐，[11C]AMT的使用仅限于少数配备现场回旋加速器和放射化学设施的正电子发射断层扫描（PET）中心。
氟-18的半衰期为109.8分钟，相较于碳-11的20分钟半衰期更具优势。近年来，研究 increasingly 集中于开发用于色氨酸代谢研究的氟-18标记放射性示踪剂3,28。已有15种不同的氟-18放射性标记色氨酸示踪剂被报道，涉及放射性标记方法、转运机制、体外和体内稳定性、生物分布以及在异种移植瘤中的肿瘤摄取情况。然而，包括4-、5-和6-[18F]氟代色氨酸在内的多种示踪剂均观察到快速的体内脱氟现象，限制了其进一步的临床转化29。5-[18F]氟代-α-甲基色氨酸（5-[18F]FAMT）和1-(2-[18F]氟乙基)-L-色氨酸（L-[18F]FETrp，也称为(S)-2-氨基-3-(1-(2-[18F]氟乙基)-1H-吲哚-3-基)丙酸，分子量249.28 g/mol）是目前最具前景的两种示踪剂，在动物模型中表现出理想的体内动力学特性，有望超越[11C]AMT，用于评估色氨酸代谢失调相关的临床状况28。5-[18F]FAMT在免疫缺陷小鼠的IDO1阳性肿瘤异种移植模型中显示出高摄取，并且对犬尿氨酸通路（KP）成像的特异性高于[11C]AMT28,30。然而，5-[18F]FAMT的体内稳定性仍存在潜在担忧，因为目前尚无注射示踪剂30分钟后更长时间点的体内脱氟数据报道30。
在一种基因工程小鼠髓母细胞瘤模型中的临床前研究显示，与……相比 18F-氟脱氧葡萄糖（18F-FDG），L-[18F]FETrp 在脑肿瘤中具有高摄取，且背景摄取可忽略不计 体内 脱氟，且背景摄取低，显示出更优的靶区与非靶区摄取比31,32辐射剂量学研究显示，小鼠体内的L-[18F]FETrp 的有利剂量学暴露比临床应用的约低 20% 18F-FDG PET 示踪剂33. 与其他研究者的发现一致，临床前研究数据提供了有力证据，支持将 L-[18F]FETrp 用于研究患有癫痫、神经肿瘤学疾病、自闭症和结节性硬化等脑部疾病的人类体内异常的色氨酸代谢28,31,32,33,34,35,36三种最常用于色氨酸代谢研究的示踪剂的整体比较 11C-5-HTP，[11C]AMT 和 L-[18F]FETrp 的结果如图所示 表1两者 11C-5-HTP 和 [11C]AMT的半衰期较短，且放射性标记过程繁琐。以下为L-[18采用一锅法、两步反应合成F]FETrp。该方案的特点是使用少量放射标记前体、小体积反应溶剂、低剂量有毒的K222，并采用环境友好且可注射的流动相进行纯化和简便制剂。

<table><tbody><tr><td>[&lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F]氟化物在[&lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;O]H2O</td><td>PETNET Solutions 公司</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮杂二环[8.8.8]二十六烷</td><td>ACROS</td><td>291950010</td><td>Kryptofix 222 或 K222，98%</td></tr><tr><td>乙酸</td><td>ACROS</td><td>222142500</td><td>99.8%</td></tr><tr><td>乙腈</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>271004</td><td>无水，99.8%</td></tr><tr><td>安捷伦 1260 高效液相色谱系统</td><td>安捷伦科技</td><td>Agilent 1260</td><td>安捷伦 1260 系列</td></tr><tr><td>分析型手性高效液相色谱柱</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>12024AST</td><td>Astec CHIROBIOTIC T，25 cm &amp;times; 4.6 mm</td></tr><tr><td>二氧化碳，60磅</td><td>Airgas</td><td>REFR744R200S</td><td>99.99%</td></tr><tr><td>D-FETrp 标准参照物</td><td>Affinity Research Chemicals Inc</td><td>N/A</td><td>定制合成</td></tr><tr><td>空的无菌小瓶</td><td>Jubilant HollisterStier</td><td>7515</td><td>20 mm 封口，10 mL</td></tr><tr><td>乙醇</td><td>Decon Labs</td><td>2716</td><td>200 证明，USP 级别。 &amp;ge;99.9%</td></tr><tr><td>Fisherbrand 13 mm 注射器滤器，0.22 &amp;micro;米，聚偏氟乙烯，无菌</td><td>Fisher Scientific</td><td>09-720-3</td><td></td></tr><tr><td>盐酸</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>30721</td><td>&amp;ge;37%</td></tr><tr><td>异丙醇</td><td>Decon Labs</td><td>8316</td><td>70%，无菌</td></tr><tr><td>L-[&lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F]FETrp 放射性标记前体</td><td>Affinity Research Chemicals Inc</td><td>N/A</td><td>定制合成</td></tr><tr><td>L-FETrp 标准参照物</td><td>Affinity Research Chemicals Inc</td><td>N/A</td><td>定制合成</td></tr><tr><td>轻质C8柱</td><td>沃特斯</td><td>WAT036770</td><td>Sep-Pak&amp;nbsp; C8 加强型光 cartridges</td></tr><tr><td>20 G × 1 针头</td><td>Becton-Dickinson &amp;amp; Co.</td><td>305175</td><td></td></tr><tr><td>20 G × 1 针头 &amp;frac12;</td><td>Becton-Dickinson &amp;amp; Co.</td><td>305176</td><td></td></tr><tr><td>21 G 针头 × 2</td><td>Becton-Dickinson &amp;amp; Co.</td><td>305129</td><td></td></tr><tr><td>中性氧化铝</td><td>沃特斯</td><td>WAT023561</td><td>Sep-Pak 氧化铝 N plus light</td></tr><tr><td>尼龙膜（0.20 &amp;micro;m</td><td>MilliPore</td><td>GNWP04700</td><td>47 mm</td></tr><tr><td>Pall Acrodisc 25 mm 注射器无菌滤器</td><td>Pall Corporation</td><td>4907</td><td></td></tr><tr><td>PETCHEM 放射化学合成系统</td><td>PETCHEM Solutions Inc. Pinckney, MI</td><td>N/A</td><td>放射性合成仪</td></tr><tr><td>pH 试纸 2.0 - 9.0</td><td>EMD Millipore</td><td>1.09584.0001</td><td></td></tr><tr><td>碳酸钾</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>367877</td><td>99.995%</td></tr><tr><td>季铵甲基胺光反应盒</td><td>沃特斯</td><td>186004051</td><td>Sep-Pak QMA light</td></tr><tr><td>半制备型 C18 HPLC 柱</td><td>Phenomenex</td><td>00D-4253-N0</td><td>100 &amp;times; 10 mm</td></tr><tr><td>半制备型手性高效液相色谱柱</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>12034AST</td><td>Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm &amp;times; 10 mm</td></tr><tr><td>23.4% 氯化钠注射液</td><td>APP Pharmaceutical, LLC</td><td>18730</td><td>USP 级别</td></tr><tr><td>0.9% 氯化钠注射液</td><td>Hospira</td><td>NDC 0409-4888-10</td><td>USP 级</td></tr><tr><td>氢氧化钠</td><td>霍尼韦尔</td><td>306576</td><td>99.99%</td></tr><tr><td>脊髓穿刺针，20 G × 3 &amp;frac12;</td><td>Becton-Dickinson &amp;amp; Co.</td><td>405182</td><td></td></tr><tr><td>无菌酒精消毒片</td><td>BioMed Resource Inc.</td><td>PC661</td><td></td></tr><tr><td>无菌空瓶，2 mL</td><td>Hollister Stier</td><td>7505ZA</td><td>13 mm 封口</td></tr><tr><td>无菌空瓶，30 mL</td><td>Jubilant HollisterStier</td><td>7520ZA</td><td>20 mm 封口</td></tr><tr><td>3 mL，聚丙烯/聚乙烯注射器，鲁尔锁扣</td><td>Air-Tite</td><td>4020-X00V0</td><td></td></tr><tr><td>5 mL，聚丙烯/聚乙烯注射器，鲁尔锁扣</td><td>Becton-Dickinson &amp;amp; 公司</td><td>309646</td><td></td></tr><tr><td>注射器，&amp;nbsp; PP/PE，10 mL，NORM-JECT</td><td>Air-Tite</td><td>4100-000V0</td><td></td></tr><tr><td>1 mL鲁尔滑动式注射器</td><td>Becton-Dickinson &amp;amp; 公司</td><td>309659</td><td></td></tr><tr><td>注射器，3 mL，鲁尔锁</td><td>Becton-Dickinson &amp;amp; Co.</td><td>309657</td><td></td></tr><tr><td>超高纯氩气</td><td>Airgas</td><td>AR UHP300</td><td>99.999%</td></tr><tr><td>超纯水</td><td>MilliporeSigma</td><td>ZRQSVP300</td><td>Direct-Q 3 市政水纯化与超纯水制备系统</td></tr></tbody></table>

使用一锅法两步法合成1-(2-[18f]氟乙基)-l-色氨酸

Radiosynthesis of 1-(2-[18F]Fluoroethyl)-L-Tryptophan using a One-pot, Two-step Protocol

犬尿氨酸通路（KP）是色氨酸代谢的主要途径。大量证据表明，KP的代谢产物由于具有免疫调节、神经调节和神经毒性作用，在肿瘤增殖、癫痫、神经退行性疾病和精神疾病中发挥关键作用。目前最常用的用于示踪色氨酸代谢的正电子发射断层扫描（PET）显像剂是 α-[11C]甲基-L-色氨酸([11C]AMT，其半衰期较短，仅为20分钟，且放射性合成过程繁琐。需在现场配备回旋加速器以进行[C11C]AMT。仅有少数几家中心能够生产[11C]AMT 用于临床前研究和临床调查。因此，开发一种半衰期更长、性能更佳的替代性显像剂具有重要意义 体内 动力学，且易于自动化的检测方法亟需建立。1-(2-[18F]氟乙基-L-色氨酸是一种氟-18标记的色氨酸类似物，已在细胞系来源异种移植模型、患者来源异种移植模型及转基因肿瘤模型中报道用于临床前研究。
本文介绍了一种采用一锅法、两步策略合成1-(2-[18F]氟乙基)-L-色氨酸的放射性合成方案。利用该方案，放射性示踪剂的放化产率可达20 ± 5%（以合成结束时衰变校正计，n &#62; 20），放化纯度和对映体过量均超过95%。该方案具有前体用量少、每步反应溶剂体积不超过0.5 mL、对潜在有毒试剂4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮杂双环[8.8.8]二十六烷（K222）的用量低、以及采用环境友好且可注射的流动相进行纯化等优点。该方案可便捷地在商用模块中配置，用于临床研究用1-(2-[18F]氟乙基)-L-色氨酸的制备。

反应路线如图1所示。放射性标记包括以下两个步骤：1）甲苯磺酸酯放射性标记前体与[18F]氟化物反应生成18F标记的中间体；2）中间体中的tert-丁氧羰基和tert-丁基保护基团去保护，得到终产物L-[18F]FETrp。两个反应步骤均在100 °C下持续进行10分钟。
在接收商业供应商提供的[18F]氟化物之前，需准备好试剂瓶、制剂瓶和色谱柱；平衡半制备型和质量控制（QC）系统；并运行QC系统适用性测试。L-[18F]FETrp放射性合成的详细流程见图2。简要而言，首先对放射性进行检测，并将放射性物质转移至放射化学合成系统；经过捕获/释放步骤后，在反应瓶中通过共沸法干燥[18F]氟化物。第一步完成[18F]氟化物的引入后，加入酸以脱除两个官能团的保护基团，随后进行碱中和。将反...

本文介绍了一种在放射化学合成系统中采用一锅法、两步策略合成1-(2-[18F]氟乙基)-L-色氨酸的方法，该化合物是一种用于研究色氨酸代谢的正电子发射断层成像示踪剂，具有较高的放射化学产率、高对映体过量以及良好的重复性。

使用一锅法两步法合成1-(2-[18F]氟乙基)-L-色氨酸

犬尿氨酸通路（KP）是色氨酸代谢的主要途径。大量证据表明，KP的代谢产物在肿瘤发生发展中发挥着关键作用。

本实验方案的总体目标是通过一锅法、两步反应合成一种F18标记的色氨酸示踪剂。该放射性示踪剂可用于成像色氨酸代谢，在多个领域具有广泛的应用前景。该技术采用半衰期较长的放射性同位素，所需反应前体更少、反应体积更小，并使用对环境友好的纯化相。该放射性示踪剂可用于诊断多种影响大脑的疾病，包括但不限于癫痫、神经精神障碍和神经肿瘤学相关疾病。本方法可应用于其他市售的放射标记模块。一旦收到F18氟化物溶液，首先在表面检测铅盒，并在距离一米处记录最大辐射暴露率。进行擦拭测试以确保运输箱未受污染后，记录 F18 氟化物的剂量和时间。将 F18 氟化物溶液转移至放射化学合成系统。使用短针头连接氩气管路，使用长针头连接 F18 氟化物转移管路至 F18 氟化物小瓶。然后，关闭热室内玻璃门和铅门。单击“氩气供应”以打开氩气供气管路。升高氩气压力，并打开 F18 氟化物推动管路，将水相 F18 氟化物推过 QMA 轻型小柱。当所有放射性物质均被截留在QMA轻型小柱中，且放射性检测器读数稳定后，提高氩气压力，再向小柱中通入氩气吹扫五分钟，以去除过量水分。关闭F18氟化物推送管路后，将氩气压力降至零，并将六通两位阀从F18氟化物捕获位置切换至洗脱位置。打开反应小瓶，开启输入MVP第一位的氩气管路，通过QMA轻型小柱将K222和碳酸钾溶液推入输入MVP第一位小瓶，从而将放射性物质洗脱至反应小瓶中。将F18氟化物洗脱位置切换至捕获位置。点击“加热”按钮，将反应器加热至110摄氏度，打开连接反应器的输出MVP四号氩气管路，将溶剂蒸发至输出MVP四号小瓶中。点击“冷却”按钮，利用压缩二氧化碳将反应器冷却至室温。关闭吹扫气路，将输入MVP位置从位置一切换至位置二，并在二号小瓶中加入无水乙腈。然后打开吹扫气路和加热器，将F18氟化物在110摄氏度下进行共沸干燥。当反应器降至室温后，关闭吹扫气路，将输入MVP位置从位置二切换至位置三，并在三号小瓶中加入甲苯磺酸酯放射性标记前体。关闭反应器，将反应混合物在100摄氏度下加热10分钟。待反应器冷却后，打开吹扫管线，在100摄氏度下蒸发反应溶剂。反应器冷却后，关闭吹扫管线，并将输入MVP位置从位置三切换至位置四。加入盐酸乙腈混合物后，将反应在100摄氏度加热10分钟，以脱去放射性标记前体中的叔丁基和叔丁氧羰基保护基团。当反应器冷却至室温后，为中和反应，将输入多通阀（MVP）位置从四切换至五，向反应混合物中加入两倍摩尔浓度的氢氧化钠，并关闭输入MVP的氩气管线。接下来，开始将反应混合物转移至中间储液管：首先点击输出MVP上的F按钮，将输出MVP从排气位四切换至位五；然后点击输入MVP上的F按钮，将输入MVP从位五切换至位六。打开输出MVP氩气线路后，将反应混合物依次通过串联的中性氧化铝和C8小柱，收集至安装在HPLC进样环之前的中间小瓶中。冲洗反应器时，将输出MVP的第五位切换至第六位，将输出MVP第六位小瓶中的冲洗液依次推过反应小瓶、小柱和中间小瓶。接下来，将HPLC进样环从进样位置切换至加载位置，并打开输入MVP氩气线路，开始对混合物进行纯化。当将混合物上样至5 mL HPLC进样环时，将Load按钮切换至Inject位置，点击Inject HPLC以启动HPLC色谱，流速设为3 mL/min，然后点击HPLC Monitor按钮以查看实时HPLC色谱图。在约12分钟时，点击Diversion MVP按钮，将目标HPLC组分分流至短C18柱。当目标放射性物质被C18柱收集后，将四通两位分流阀切换至废液收集位置，并以4 mL/min的流速冲洗手性柱6分钟，以去除次要的D-F18-FETrp对映体及其他紫外杂质。单击分流MVP按钮，将HPLC流动相以每分钟3毫升的流速重新导向至配制MVP位置一。观察流动相流经手性柱和C18柱，以纯化保留在C18柱中的L-F18 FETrp。在约32至34分钟时，将目标组分收集至配制MVP位置二的样品瓶中。然后将制剂MVP位置的两瓶溶液通过输送管路和无菌滤器推入最终剂量小瓶中。移除无菌滤器后，测定最终剂量的活性和体积。用超纯水冲洗系统，随后以每分钟4毫升的流速用乙醇冲洗，每次清洗至少15分钟。关闭高效液相色谱泵和PLC箱，退出程序，关闭压缩空气管线、氩气管线、二氧化碳管线以及模块的主电源。用0.2毫升质控小瓶中的插管吸取约0.1毫升最终剂量样品。按照文本稿件中描述的部分序列程序运行热样品。通过计算对映体过量值、化学纯度和放射化学纯度以及摩尔活度来分析质量控制数据。在确定pH值后，若所有检测结果均在可接受范围内，则放行该剂量。代表性HPLC色谱图用于质量控制检测。在程序运行的前10分钟空白色谱图中检测到的空体积之间存在不显著的峰。非放射性标记的标准参照物L-氟乙基-色氨酸显示存在单一异构体，且与其D型标准参照物完全分离。L-F18色氨酸的最终剂量具有高化学纯度和放射化学纯度。在最高剂量浓度下对终产品进行长达八小时的稳定性测试，结果显示L-F18色氨酸在化学纯度、放射化学纯度、对映体过量和pH值方面均保持稳定。采用本方案可实现化学纯度和放射化学纯度均高于95%。 tracer纯化过程中使用了两根色谱柱。务必记得切换至C18柱以去除化学杂质。我们可以快速将该方法应用于氟-18标记色氨酸放射性示踪剂的临床生产。

radiosynthesis-1-2-18ffluoroethyl-l-tryptophan-using-one-pot-two-step

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科研

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化学

1-（2-[18F]氟乙基）-L-色氨酸的放射性合成，采用一锅两步实验方案

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 &gt;...

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)

海藻糖类似物正逐渐成为生物（技术）学和生物医学应用中的重要分子。本文介绍了一种优化的酶法合成与纯化海藻糖类似物的实验方案，该方法简便、高效、快速且环境友好。文中展示了该方法在快速制备和使用一种用于检测分枝杆菌的探针中的应用。...

一步快速酶法合成及全水相纯化海藻糖类似物

我们演示了[18F]3F4AP的半自动化放射性化学合成及质量控制步骤。...

自动化的放射化学合成[18F]3F4AP：一种用于成像脱髓鞘疾病的新型PET示踪剂

参与多项早期临床研究试验的正电子发射断层扫描（PET）成像机构需要具备强大且多功能的放射性示踪剂制备能力。以放射性示踪剂[18F]Clofarabine为例，我们阐述如何利用一种灵活的、基于卡匣式放射性合成仪实现放射性示踪剂的自动化合成，并验证该合成方法在临床应用中的可行性。...

自动化正电子发射断层扫描（PET）放射性示踪剂合成方案用于临床生产

我们报道了一种高效的碳-11放射性标记技术，该技术利用固相萃取小柱制备适用于临床的正电子发射断层扫描（PET）示踪剂。11C-甲基化试剂通过预装有前体的固相萃取小柱，随后以含水乙醇依次洗脱，即可获得化学纯度和放射化学纯度均较高的PET示踪剂，并具有较高的放射化学产率。...

固相11C-甲基化、纯化及制剂制备用于生产PET示踪剂

用于正电子发射断层扫描的氟-18（18F）标记放射性药物的合成通常需要数月的经验积累。当硅-氟受体（SiFA）结构被引入放射性示踪剂后，可实现一种简便的18F标记方案，该方法无需昂贵设备和前期培训，同时减少了前体用量，并采用更温和的反应条件。...

18F-标记含硅氟受体（SiFA）功能化放射性示踪剂用于正电子发射断层扫描

本方法介绍了一种基于液滴化学反应的新型高通量方法，可利用纳摩尔量级的试剂快速且经济地优化放射性药物。...

利用液滴阵列优化放射化学反应

本文描述了一种利用尼罗红染色法测定藻类细胞中性脂质含量的简单方案。该技术省时高效，可作为传统基于重量法的脂质定量方法的替代方案，并专为生物工艺性能监测这一特定应用而设计。...

一种利用荧光法快速简便测定藻类细胞中中性脂质的方案

由于 89Zr 具有长达数天的放射性半衰期和理想的衰变特性，这种正电子发射放射性金属非常适用于基于抗体的放射性药物在 PET 成像中的应用。本方案将描述 89Zr...

89Zr-DFO 标记抗体的生物偶联与放射性合成

本文介绍了一种制备基于蛋白质的纳米颗粒的方案，该方案可将疏水表面转变为亲水表面。所制备的纳米颗粒由醇溶蛋白-氰基丙烯酸酯二嵌段共聚物组装而成。使用该纳米颗粒进行喷雾涂层处理，可将目标材料的表面转变为亲水表面。...

一种用于亲水涂层的醇溶蛋白-氰基丙烯酸酯纳米颗粒的制备方案

了解采用一锅两步法进行F18标记色氨酸放射性示踪剂的合成技术。该方法可用于PET成像研究色氨酸代谢，为癫痫、神经精神疾病和神经肿瘤等脑部疾病的诊断提供新型分子影像工具。

使用一锅法两步法合成1-(2-[¹⁸F]氟乙基)-L-色氨酸

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