Method Article

Feste Phase 11C-Methylierung, Reinigung und Formulierung für die Herstellung von PET Tracern

DOI:

10.3791/60237

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October 24th, 2019

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1McConnell Brain Imaging Centre, Montreal Neurological Institute, McGill University, 2Department of Neurology and Neurosurgery, McGill University

In This Article

Summary

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Wir berichten über eine effiziente Carbon-11-Radiolabeling-Technik zur Herstellung klinisch relevanter Tracer für die Positronen-Emissionstomographie (PET) mit Festphasen-Extraktionspatronen. 11 C-Methylierungsmittel wird durch eine Patrone mit Vorläufer vorinstalliert und aufeinanderfolgende Elution mit wässrim Ethanol liefert chemisch und radiochemisch reine PET-Tracer in hohen radiochemischen Erträgen.

Abstract

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Die routinemäßige Produktion von Radiotracern, die in der Positronenemissionstomographie (PET) verwendet werden, beruht hauptsächlich auf nasser Chemie, bei der das radioaktive Synthon mit einem nicht-radioaktiven Vorläufer in Lösung reagiert. Dieser Ansatz erfordert die Reinigung des Tracers durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) gefolgt von einer Neuformulierung in einem biokompatiblen Lösungsmittel für die menschliche Verabreichung. Wir haben vor kurzem einen neuartigen 11C-Methylierungsansatz für die hocheffiziente Synthese von Kohlenstoff-11-gekennzeichneten PET-Radiopharmazeutika entwickelt, wobei wir festaktige Phasenkartuschen als Einweg-"3-in-1"-Einheiten für die Synthese, Reinigung und Neuformulierung der Tracer. Dieser Ansatz versagt den Einsatz von präparativem HPLC und reduziert die Verluste des Tracers in Transferleitungen und durch radioaktiven Zerfall. Darüber hinaus verbessert die auf Patronen basierende Technik die Synthesezuverlässigkeit, vereinfacht den Automatisierungsprozess und erleichtert die Einhaltung der GMP-Anforderungen (Good Manufacturing Practice). Hier zeigen wir diese Technik am Beispiel der Produktion eines PET Tracer Pittsburgh-Verbindung B ([11C]PiB), einem Goldstandard-In-vivo-Bildgebungsmittel für Amyloid-Plaques im menschlichen Gehirn.

Introduction

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Die Positronen-Emissionstomographie (PET) ist eine molekulare bildgebende Modalität, die auf dem Nachweis des radioaktiven Zerfalls eines Isotops beruht, das an einem biologisch aktiven Molekül befestigt ist, um die In-vivo-Visualisierung biochemischer Prozesse, Signale und Transformationen zu ermöglichen. . Carbon-11 (t1/2 = 20,3 min) ist eines der am häufigsten verwendeten Radioisotope in PET wegen seiner Fülle an organischen Molekülen und der kurzen Halbwertszeit, die mehrere Tracer-Verabreichungen am selben Tag für dasselbe menschliche oder tierische Subjekt und die Strahlenbelastung der Patienten reduziert. Viele mit diesem Isotop gekennzeichnete Trace....

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Protocol

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1. Herstellung von Puffern und Eluenten

  1. 2,72 g Natriumacetattrihydrat in 100 ml Wasser auflösen, um 0,2 m Natriumacetatlösung (Lösung A) herzustellen.
  2. 11,4 ml Eisessigsäure in 1 L Wasser auflösen, um 0,2 M Essigsäurelösung (Lösung B) zuzubereiten.
  3. Kombinieren Sie 50 ml Lösung A mit 450 ml Lösung B, um den Acetatpuffer bei pH 3,7 (Puffer 1) gemäß pufferreferenzzentrum15vorzubereiten. Überprüfen Sie den pH-Wert des Puffers mit pH-Streifen oder einem pH-Messgerät.
  4. Kombinieren Sie 12,5 ml absolutes Ethanol mit 87,5 ml Puffer 1 zu 12,5% wässriger EtOH-Lösung (Wasch1) in einer 100 ml Flasche.
  5. Kombinie....

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Results

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Um eine typische Radiosynthese von [11C]PiB zusammenzufassen, wird gasförmiges [11C]CH3OTf zuerst durch eine tC18-Patrone geleitet, die mit einer Vorstufevorstufe vorinstalliert ist (Abbildung 1). Die Trennung des Reaktionsgemisches erfolgt dann durch sukzessive Elution mit wässrigen Ethanollösungen wie folgt. Zuerst elutiert 12,5% EtOH die Mehrheit der unreagierten [11C]CH3OTf und 6-OH-BTA-0, dann wärst .......

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Discussion

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Trotz der jüngsten Entstehung und FDA-Zulassung von mehreren 18F-markierten PET-Tracern, wie Florbetapir, Florbetaben und Flutemetamol, [11C]PiB bleibt ein Gold Standard Tracer für Amyloid-Bildgebung aufgrund der schnellen Gehirnaufnahme und niedrige unspezifische band. Derzeit wird dieser Tracer entweder über nasse Chemie16 oder mit einem "Trockenschleifen"-Ansatz4,17synthetisiert. Beide Methoden erfordern e.......

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Disclosures

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Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Acknowledgements

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Diese Studie wurde teilweise durch ein Stipendium 18-05 von der Alzheimer es Society of Canada (für A. K.) und der Brain Canada Foundation mit Unterstützung von Health Canada unterstützt. Die Autoren möchten die McGill University Faculty of Medicine, das Montreal Neurological Institute und das McConnell Brain Imaging Centre für die Unterstützung dieser Arbeit würdigen. Wir danken auch Frau Monica Lacatus-Samoila für die Hilfe bei der Qualitätskontrolle und Drs. Jean-Paul Soucy und Gassan Massarweh für den Zugang zu Radioisotopen und der Radiochemieanlage.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
6-OH-BTA-0ABX fortgeschrittene biochemische Verbindungen5101Nicht-radioaktiver Vorläufer von [11C]PiB
6-OH-BTA-1ABX fortgeschrittene biochemische Verbindungen5140Nicht-radioaktiver Standard von [11C]PiB
Agilent 1200 HPLC-SystemAgilentAgilent 1200Analytisches HPLC-System
Ethanol absolutKommerzielle Alkohole432526
Hamilton-Spritze (Luer-Tip, 250 & micro; L)HamiltonHAM80701
MZ Analytical PerfectSil 120MZ-Analysentechik GmbHMZ1440-100040Analytische HPLC-Säule
Perkin Elmer Clarus 480 GC-SystemPerkin ElmerClarus 480Gaschromotograph
Polycarbonat-VerteilerScintomicsACC-101Syntheseverteiler
Restek MTX-Wax-Säule (30 m, 0.53 mm)Restek70625-273Analytische GC-Säule
Scintomics GFK-ModulScintomicsScintomics GFKAutomatisierte Syntheseeinheit
Sep-Pak tC18 PlusWatersWAT020515Festphasen-Extraktionskartusche
lösemittelbeständiger VerteilerScintomicsACC-201Syntheseverteiler
SpinalnadelBD405181
steril VerlängerungsleitungB. Braun8255059
SterilfilterMilliporeSLLG013SL
Steriles Fläschchen (20mL)HuayiSVV-20A
Steriles WasserBaxterJF7623
Synthra MeIplus ResearchSynthraMeIplus Research[11C]CH3I/[11C]CH3OTf Modul
Spritze (10 mL)BD309604
Spritze (1mL)BD309659
Spritze (20 mL)B. Braun4617207VSpender
Spritze EntlüftungsfilterMilliporeTEFG02525

References

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  1. Langstrom, B., Lundqvist, H. The preparation of 11C-methyl iodide and its use in the synthesis of 11C-methyl-L-methionine. The International journal of applied radiation and isotopes. 27 (7), 357-363 (1976).
  2. Larsen, P., Ulin, J., Dahlstrøm, K., Jensen, M.

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Solid Phase MethylationCarbon 11 RadiolabelingPET Tracer ProductionHPLC Free SynthesisCartridge Based TechniquePittsburgh Compound BRadiochemical Purity AnalysisGood Manufacturing PracticeLead Shielded Hot CellQuality Control Procedures

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