Cette méthode décrit l’utilisation d’une nouvelle méthodologie à haut débit, basée sur des réactions chimiques de gouttelettes, pour l’optimisation rapide et économique des produits radiopharmaceutiques à l’aide de quantités nanomoles de réactifs.
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Article de méthode
Optimisation des réactions radiochimiques à l’aide de réseaux de gouttelettes
Dans cet article
Résumé
Résumé
Les radiosynthétiseurs automatisés actuels sont conçus pour produire de grands lots cliniques de produits radiopharmaceutiques. Ils ne sont pas bien adaptés à l’optimisation de la réaction ou au développement de nouveaux produits radiopharmaceutiques, car chaque point de données implique une consommation importante de réactifs et la contamination de l’appareil nécessite du temps pour la désintégration radioactive avant la prochaine utilisation. Pour remédier à ces limitations, une plate-forme permettant d’effectuer des réseaux de réactions miniatures à base de gouttelettes en parallèle, chacune confinée dans un piège de tension superficielle sur une « puce » de silicium recouverte de polytétrafluoroéthylène à motifs, a été développée. Ces puces permettent des études rapides et pratiques des paramètres de réaction, y compris les concentrations de réactifs, le solvant de réaction, la température et le temps de réaction. Cette plate-forme permet de compléter des centaines de réactions en quelques jours avec une consommation minimale de réactifs, au lieu de prendre des mois à l’aide d’un radiosynthétiseur conventionnel.
Introduction
Les produits radiopharmaceutiques de tomographie par émission de positons (TEP) sont largement utilisés comme outils de recherche pour surveiller des processus biochimiques in vivo spécifiques et étudier des maladies, ainsi que pour le développement de nouveaux médicaments et thérapies. De plus, la TEP est un outil essentiel pour diagnostiquer ou stadification de la maladie et surveiller la réponse d’un patient au traitement1,2,3. En raison de la courte demi-vie des radio-isotopes TEP (p. ex. 110 min pour les produits radiopharmaceutiques marqués au fluor 18) et des dangers l....
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Protocole
ATTENTION : Ce protocole implique la manipulation de matières radioactives. Les expériences ne devraient pas être entreprises sans la formation et l’équipement de protection individuelle nécessaires et sans l’approbation du bureau de radioprotection de votre organisation. Les expériences doivent être effectuées derrière un blindage contre les rayonnements, de préférence dans une cellule chaude ventilée
1. Fabrication de puces multi-réactions
REMARQUE : Les lots de puces de microgouttelettes multi-réactions sont fabriqués à partir de plaquettes de silicium de 4 po à l’aide de techniques de photolithographie standard....
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Résultats
Une expérience représentative a été réalisée pour illustrer cette méthode. À l’aide de 16 réactions, des études d’optimisation du produit radiopharmaceutique[18F]fallypride ont été réalisées en faisant varier la concentration de précurseurs (77, 39, 19, 9,6, 4,8, 2,4, 1,2 et 0,6 mM) dans l’alcool thexylique : MeCN (1:1, v/v) comme solvant de réaction. Les réactions ont été réalisées à 110 °C pendant 7 min. L’efficacité de la collecte, la composition de l’échantillon (c.-à-d. le.......
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Discussion
En raison des limites des systèmes de radiochimie conventionnels qui ne permettent qu’une ou un petit nombre de réactions par jour et consomment une quantité importante de réactifs par point de données, seule une infime partie de l’espace global des paramètres de réaction peut être explorée dans la pratique, et de nombreuses fois les résultats sont rapportés sans répétition (n = 1). Par rapport aux systèmes conventionnels, cette plate-forme de radiosynthèse de gouttelettes à réactions multiples permet d’effectuer des étu.......
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Déclarations de divulgation
Les régents de l’Université de Californie ont concédé sous licence à Sofie, Inc. une technologie qui a été inventée par le Dr van Dam, et ont pris des participations dans Sofie, Inc. dans le cadre de la transaction de licence. Le Dr van Dam est l’un des fondateurs et consultants de Sofie, Inc. Les autres auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts. Ces travaux ont été soutenus en partie par le National Cancer Institute (R33 240201).
Remerciements
Nous remercions l’installation biomédicale de cyclotron de l’UCLA et les Drs Roger Slavik et Giuseppe Carlucci d’avoir généreusement fourni du fluorure[18F] pour ces études et le NanoLab de l’UCLA pour son soutien avec de l’équipement pour la fabrication de puces.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 2,3-diméthyl-2-butanol (alcool thylique) | Sigma-Aldrich | 594-60-5 | 98 |
| %Acétone | KMG Chemicals | Salle blanche LP grade | |
| Formiate d’ammonium (NH4HCO2) | Sigma-Aldrich | 540-69-2 | 97 % |
| Acétonitrile anhydre (MeCN) | Sigma-Aldrich | 75-05-8 | 99.80 % |
| Chauffage en céramique | Watlow | Utramic CER-1-01-0093 | 25 mm x 25 mm |
| Fabrication | D’autres instruments peuvent être utilisés pour la lecture de plaques TLC, notamment : système d’imagerie optique in vivo pour petits animaux, scanner radio-TLC 2D, scanner radio-TLC 1D | ||
| Eau DI | Sigma-Aldrich | 7732-18-5 | |
| Pipettes de transfert jetables, 3 mL | Falcon | 13-680-50 | |
| Calibrateur de dose | Capintec, Inc. | CRC-25 PET | |
| Fallypride | ABX Advanced Biochemical Compounds | 1560.0010.000 | Étalon de référence Fallypride >95 %[ |
| 18F]fluorure dans [18O]H2O | UCLA Ahmanson Biomedical Cyclotron Facility | En raison de sa courte demi-vie, il doit être obtenu auprès d’un laboratoire de radiochimie local ou d’une | |
| radiopharmacie commercialePlaques de recouvrement en verre (76,2 mm x 50,8 mm x 1 mm d’épaisseur) | C& Une | 6101 | |
| Headway Headway | Research, Inc. | PWM50-PS-R790 Système de sipinner | Boîtier de commande PWM50, moteur PS, bol R790 |
| Four haute température | Carbolite | HTCR 6 28 | |
| Plaque chauffante | Thermo Scientific | Super-Nuova HP133425 | |
| Isopropanol (IPA) | KMG Chemicals | Salle blanche de qualité LP | |
| Aligneur de masque | Karl Suss | MA/BA6 | |
| Méthanol (MeOH) | Sigma-Aldrich | 67-56-1 | &ge ; 99.9 % |
| Microtube à centrifuger | Eppendorf | 0030 123.301 | 500 µ ; Micropipette en polypropylène L, incolore |
| (0,5-10 & micro ; L) | Labnet | BioPette P3940-10 | |
| Micropipette (100-1000 µ ; L) | Labnet | BioPette P3940-1000 | |
| Micropipette (10-100 µ ; L) | Labnet | BioPette P3940-100 | |
| Pointes de micropipette (0,1-10 & micro ; L) | USA Scientific Inc Pointes | 11113810 | |
| Pointes de micropipette (2-200 µ ; L) | BrandTech | 13-889-143 | |
| Pointes de micropipette (50-1000 µ ; L) | BrandTech | 13-889-145 | |
| Solution de développement de résine photosensible | MicroChem | MEGAPOSIT MF-26A | |
| Photorésine positive | MicroChem | MEGAPOSIT 220-7.0 | |
| Graveur d’ions réactifs (RIE) | Oxford Instruments | Plasma Lab 80 Plus | |
| Découpeur de plaquettes de silicium | Euro Tool | CSCB-431.00 | |
| Plaquette de silicium ; 4" diamètre Silicon | Valley Microelectronics Inc. ; | 0017227-048 | Type P, dopé au bore, épaisseur 525 ± ; 25 µ ; m |
| Téflon AF 2400 | Chimies ; | D14896765 | 1 % de solides |
| Bicarbonate de tétrabutylammonium (TBAHCO3) | ABX Advanced Biochemical Compounds | 808 | Solution aqueuse stabilisée à l’éthanol, 0,075 M |
| Pâte conductrice Themal | OMEGA | OT-201-2 | |
| Plaques TLC | Merck KGaA | 1.05554.0001 | Gel de silice 60 F254, 50 mm x 60 mm, dos |
| en aluminiumTosyl-fallypride | ABX Advanced Biochemical Compounds | 1550.004.000 | Précurseur de Fallypride, >90 % |
| Triméthylamine (TEA) | Sigma-Aldrich | 75-50-3 | &ge ; 99 % |
| Pince à épiler | Cole-Parmer | UX-07387-08 | Acier inoxydable, pointe fine |
Références
- 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).
- Piel, M., Vernaleken, I., Rösch, F. Pos....
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Réimpressions et autorisations
