מיכל ^{בן 18} F-תיוג של מכשירי רדיו-מ, פונקציונל (SiFA) עבור פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה

המטרה הכוללת של ההליך הבא היא להדגים את התיוג של ליגנד עם פלואור רדיונוקליד-18, או F-18, באמצעות תרכובות קבלה פלואוריד סיליקון, להלן המכונה SiFAs. תיוג ליגנד עם F-18 והזרקתו לגוף מאפשר הדמיה של מחלות רבות עם טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים, או PET. פלואור-18 הוא בין הרדיונוקלידים החשובים ביותר להדמיית PET.

יש לו זמן מחצית חיים של 109 דקות, ו 97% של הריקבון שלה הוא על ידי פליטת פוזיטרונים, מה שהופך אותו כמעט מושלם עבור הדמיה PET. פפטידים וחלבונים קשים במיוחד לתיוג עם F-18 מכיוון שהם דורשים אבני בניין שנוצרו על ידי סינתזה רב-שלבית. אחרת, מקרומולקולים יהוו חלק גדול של עוקבי PET זמינים.

כדי להפחית את המורכבות של Radiolabeling F-18, מקבלי פלואוריד סיליקון הוצגו ככלי אמין. קבוצת SiFA מורכבת מאטום סיליקון מרכזי המחובר לשתי קבוצות בוטיל שלישוני, מויטי פניל נגזר ואטום פלואור. שתי קבוצות בוטיל שלישוני להקנות יציבות הידרוליטית לאג"ח פלואוריד סיליקון, שהוא תכונה קריטית עבור יישומים in-vivo של SiFA conjugates כסוכני הדמיה.

מויטי פניל משמש כקישור בין רדיונוקליד ומולקולה פעילה ביולוגית, מיוצג כמו R בתרשים זה. כאשר מחובר biomolecule, אבני הבניין SiFA בקלות להחליף פלואור-19 עבור פלואור רדיואקטיבי-18 בשל אנרגיית ההפעלה הנמוכה של תגובת חילופי איזוטופית. מבשר התיוג ותרכובת F-18 שכותרתו זהים מבחינה כימית, מה שהופך את הטיהור לפשוט יחסית.

טכניקת תיוג ההחלפה הלא קנונית המשמשת עם SiFA היא גם שווה לנוחות התיוג עם טכניקות תיוג חדשניות אחרות כגון חילופי isotopic trifluoroborate ו קלאציה פלואוריד אלומיניום. יש לזכור כי F-18 הוא איזוטופ רדיואקטיבי. לכן, יש צורך לבצע את כל ההליכים מאחורי מיגון נאות.

מיגון עופרת מתאים לסוג זה של קרינה. הקפד לענוד תגי זיהוי קרינה לאורך כל הליך זה. בנוסף, מיד להיפטר כפפות לפני נגיעה בכל דבר לאחר הסינתזה כפי שהם עשויים להיות מזוהמים עם רדיואקטיביות.

השתמש צגים יד / רגל, כמו גם מוני פנקייק גייגר כדי לבדוק זיהום של שרוולים, ידיים, ורגליים. מספר משמעותי של מולקולות אורגניות קטנות תויגו עם פלואור-18. עם זאת, כימיה אורגנית התערבותית בדרך כלל דורשת תנאי תגובה קשים כדי לשלב F-18 לתוך מולקולות אלה.

מצבים אלה אינם תואמים בדרך כלל עם פונקציות כימיות רגישות מקרומולקולות עדינות כגון חלבונים ופפטידים. לכן, שיטות חדשניות של תיוג מולקולות אלה מבוקשים מאוד. היתרון העיקרי של טכניקת SiFA הוא שהיא מאפשרת להשלים הליך מסובך בתוך צעד אחד או שניים עם טיהור מינימלי, כך F-18 רדיו תרופות עשוי להיות מוכן עם פחות הכשרה וניסיון.

ההשלכות של טכניקה זו חלות על קבוצות מחקר המעוניינות יישומים in-vivo של ביומולקולים ניסיוניים. מתודולוגיית התיוג SiFA משתמשת ב-F-18 פלואוריד, המיוצר באופן שגרתי במתקני ציקלוטרון באמצעות הפצצת פרוטון של מי O-18. עבור רוב התגובות F-18, פלואוריד F-18 יש להפריד תחילה מן המים ציקלוטרון להכין פתרון מלאי אורגני נטול מים של אניונים F-18 נוקלאופילי מאוד לתגובה.

זה מושגת בדרך כלל באמצעות לכידת פלואוריד F-18 על מחסנית חילופי אניון, eluting פלואוריד עם בסיס קריפטנד מומס אצטוניטריל ו azeotropically ייבוש הפתרון וכתוצאה מכך לפני השעיה מחדש ממיס התגובה היבשה של בחירה. התחל על ידי תנאי מראש מחסנית חילופי QMA עם 5 פחמת אשלגן טוחנת ואחריו מים deionized. לאחר מכן, העבירו פתרון מים של פלואוריד F-18 דרך מחסנית ה-QMA ה מותנית מראש במהופך באמצעות מתאם זכר לזכר כפי שמוצג.

אם יש לטפל בכמויות גדולות של רדיואקטיביות, ניתן לבצע שלבים אלה באמצעות מודול סינתזה אוטומטי או באמצעות מיגון נוסף על המזרק. השלך את מי החמצן-18. אלט ארבע הטיפות הראשונות של אניונים F-18 קבועים ממחסנית QMA עם פתרון מוכן של קריפטופיקס, אשלגן קרבונט, ואצטוניטריל לתוך V-vial עבה קירות ולאטום את הבקבוקון.

מניחים את הבקבוקון באמבט שמן מחומם ל 90 מעלות. רק ארבע הטיפות הראשונות משמשות כרוב הפלואוריד הרדיואקטיבי הוא eluted את QMA עם טיפות אלה. זה מקטין את כמות הבסיס נישא קדימה לתוך פתרון המניות שלנו F-18, אשר יש צורך למנוע השפלה של Moiety SiFA.

הכנס מחט אוורור ומחט המחוברת לזרם של גז ארגון, ולאחר מכן המתן חמש דקות כדי להתאדות את הממסים. כדי להסיר עקבות של מים, להוסיף אצטוניטריל כדי להקל על אידוי azeotropic. השלם שלב זה פעמיים כדי להבטיח יובש.

לאחר הסרת ארגון מחטי אוורור, להשעות מחדש את שאריות פלואוריד יבש בממס של בחירה, במקרה זה אצטוניטריל, כדי ליצור פתרון מלאי של F-18 תגובתי מאוד. כעת ניתן להשתמש בפתרון זה לתיוג. תנאים מוקדמים מחסנית אור C18 על ידי שטיפה אותו עם אתנול עם מים מזוקקים.

הוסף את פתרון מלאי הפלואוריד F-18 לבקבוקון תגובה המכיל מבשר SiFA שכותרתו. ניתן להוסיף את פתרון המניות כולו או aliquot, תלוי כמה פעילות רצויה לתגובה. אפשר לתגובה להמשיך במשך חמש דקות בטמפרטורת החדר מבלי לבחוש.

זרוק את תערובת התגובה לתוך מזרק המכיל 1 מאגר פוספט דיוח. העבר את הפתרון דרך מחסנית C18 מותנית מראש כדי ללכוד את המעקב המסומנים. לאחר מכן, לשטוף את המחסנית עם מים מזוקקים, ולאחר מכן לרחף את המעקב עם אתנול.

לדלל עם חיץ פוספט סטרילי להזרקה. מעבירים את מעקב ה-F-18 המטוהר שנוצר דרך מסנן סטרילי. כדי להשיג תמונת PET ברורה להדמיה של בעלי חיים קטנים, המינון של המטופל מחולק צריך להיות בין חמש לשמונה מגה-בקרל.

לשימוש אנושי, המינון החולה מחולק צריך להיות בין 200 ל 300 מגה בקרל. לאסוף ולהזריק aliquot קטן של מעקב F-18 שכותרתו לתוך מערכת HPLC מצויד בעמודה הפוכה שלב C18 כדי לאשר כי הטוהר הרדיוכימי הוא גדול מ 95%F-18 שכותרתו מעקב SiFA ניתן להזריק לתוך חיה או נושא אנושי, ואת הנתונים הדינמיים שנאספו מסורק PET ניתן לשחזר כדי ליצור סדרת זמן של תמונות PET תלת מימדי. בדוגמה אחת, זה סיפא מתויג מעקב מולקולה קטנה שפותחה עבור הדמיה סרטן הערמונית נוצל בהצלחה כדי לדמיין גידולים מושתלים בעכברים למחקרים פרה-קליניים.

תג SiFA גם הוכח להיות מתאים radiolabeling, סרטן מיקוד פפטידים כגון טירוסין-3-octreotate או TATE. F-18 שכותרתו SiFAlin-TATE tracer המוצג כאן שימש כדי לדמיין גידולים נוירואנדוקריניים בחולים בסרטן. הכימיה תיוג SiFA לצד trifluoroborates וכלאטים פלואוריד אלומיניום מייצג את אחת משיטות תיוג F-18 הראשון באמצעות תגובת חילופי isotopic יעיל במיוחד בטמפרטורת החדר או מתחת.

השיטה יכולה להסתיים תוך 30 דקות בלבד, אשר, בהשוואה להליכי radiolabeling קונבנציונליים, ממזער את הצריכה הכימית ואת החשיפה הרדיואקטיבית.