Questo metodo descrive l'uso di una nuova metodologia ad alta produttività, basata su reazioni chimiche a goccia, per l'ottimizzazione rapida ed economica dei radiofarmaci usando quantità di nanomole di reagenti.
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Articolo metodologico
Ottimizzazione delle reazioni radiochimiche utilizzando array di goccioline
In questo articolo
Sommario
Abstract
Gli attuali radiosintesizzatori automatizzati sono progettati per produrre grandi lotti clinici di radiofarmaci. Non sono adatti per l'ottimizzazione della reazione o lo sviluppo radiofarmaceutico nuovo poiché ogni punto dati comporta un consumo significativo di reagenti e la contaminazione dell'apparecchio richiede tempo per il decadimento radioattivo prima del successivo utilizzo. Per affrontare queste limitazioni, è stata sviluppata una piattaforma per eseguire in parallelo array di reazioni a base di goccioline in miniatura, ognuna confinata all'interno di una trappola di tensione superficiale su un "chip" di silicio rivestito di politetrafluoroetilene modellato. Questi chip consentono studi rapidi e convenienti dei parametri di reazione, tra cui concentrazioni di reagenti, solvente di reazione, temperatura di reazione e tempo. Questa piattaforma consente il completamento di centinaia di reazioni in pochi giorni con un consumo minimo di reagenti, invece di prendere mesi utilizzando un radiosintesinteizzatore convenzionale.
Introduzione
I radiofarmaci a emissione di positroni (PET) sono ampiamente utilizzati come strumenti di ricerca per monitorare specifici processi biochimici in vivo e studiare malattie, e per lo sviluppo di nuovi farmaci e terapie. Inoltre, il PET è uno strumento fondamentale per diagnosticare o mettere in scena la malattia e monitorare la risposta di un paziente alla terapia1,2,3. A causa della breve emivizione dei radioisotopi pet (ad esempio, 110 minuti per i radiofarmaci con etichetta fluoro-18) e del rischio di radiazioni, questi composti sono preparati utilizzando sistemi automatizz....
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Protocollo
ATTENZIONE: Questo protocollo prevede la manipolazione di materiali radioattivi. Gli esperimenti non devono essere effettuati senza la formazione necessaria e i dispositivi di protezione individuale e l'approvazione dell'ufficio per la sicurezza delle radiazioni presso la vostra organizzazione. Gli esperimenti devono essere eseguiti dietro la schermatura delle radiazioni, preferibilmente in una cella calda ventilata
1. Fabbricazione di chip multireazione
NOTA: I lotti di chip di microdroplet multireazione sono fabbricati da wafer di silicio da 4" utilizzando tecniche di fotolitografia standard, come precedentemente....
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Risultati
Per illustrare questo metodo è stato eseguito un esperimento rappresentativo. Utilizzando 16 reazioni, gli studi di ottimizzazione del radiofarmaco [18F]fallypride sono stati eseguiti da una concentrazione precursore variabile (77, 39, 19, 9.6, 4.8, 2.4, 1.2 e 0.6 mM) nell'alcol di tesile:MeCN (1:1, v/v) come solvente di reazione. Le reazioni sono state eseguite a 110 °C per 7 minuti. L'efficienza di raccolta, la composizione del campione (cioè le proporzioni del[18F.......
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Discussione
A causa delle limitazioni dei sistemi radiochimica convenzionali che consentono solo una o un piccolo numero di reazioni al giorno e consumano una quantità significativa di reagenti per punto dati, solo una piccola parte dello spazio complessivo dei parametri di reazione può essere esplorata nella pratica, e molte volte i risultati sono riportati senza ripetizioni (n =1). Rispetto ai sistemi convenzionali, questa piattaforma di radiosintesi a goccia multi-reazione rende pratico realizzare studi più completi e rigorosi su.......
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Dichiarazioni
I Regents dell'Università della California hanno concesso in licenza la tecnologia a Sofie, Inc. Il Dr. van Dam è fondatore e consulente di Sofie, Inc. Gli altri autori non dichiarano conflitti di interesse. Questo lavoro è stato sostenuto in parte dal National Cancer Institute (R33 240201).
Ringraziamenti
Ringraziamo l'UCLA Biomedical Cyclotron Facility e il Dr. Roger Slavik e il Dr. Giuseppe Carlucci per aver generosamente fornito[18F]fluoruro per questi studi e l'UCLA NanoLab per il supporto con attrezzature per la fabbricazione di chip.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 2,3-dimetil-2-butanolo (alcol tesilico) | Sigma-Aldrich | 594-60-5 | 98% |
| Acetone | KMG Chemicals | Camera bianca LP grado | |
| Formiato di ammonio (NH4HCO2) | Sigma-Aldrich | 540-69-2 | 97% |
| Acetonitrile anidro (MeCN) | Sigma-Aldrich | 75-05-8 | 99,80% |
| Riscaldatore in ceramica | Watlow | Utramic CER-1-01-0093 | 25 mm x 25 mm |
| Costruito | Altri strumenti possono essere utilizzati per la lettura di piastre TLC, tra cui: sistema di imaging ottico in vivo per piccoli animali, scanner radio-TLC 2D, scanner radio-TLC 1D | ||
| acqua deionizzata | Sigma-Aldrich | 7732-18-5 | |
| Pipette di trasferimento monouso, 3 mL | Falcon | 13-680-50 | |
| Calibratore di dose | Capintec, Inc. | CRC-25 PET | |
| Fallypride | ABX Composti biochimici avanzati | 1560.0010.000 | Standard di riferimento Fallypride, >95% |
| [18F]fluoruro in [18O]H2O | UCLA Ahmanson Biomedical Cyclotron Facility | A causa della breve emivita, questo deve essere ottenuto dal laboratorio di radiochimica locale o dalla radiofarmacia commerciale | |
| Piastre di copertura in vetro (76,2 mm x 50,8 mm x 1 mm di spessore) | C& A Scientific | 6101 | |
| Headway spin coater | Headway Research, Inc. | PWM50-PS-R790 Sistema Sipinner | Scatola di controllo PWM50, motore PS, vasca R790 |
| Forno ad alta temperatura | Carbolite | HTCR 6 28 | |
| Piastra riscaldante | Thermo Scientific | Super-Nuova HP133425 | |
| Isopropanolo (IPA) | KMG Chemicals | Camera bianca Allineatore | |
| per maschere | Karl Suss | MA/BA6 | |
| Metanolo (MeOH) | Sigma-Aldrich | 67-56-1 | ≥ 99,9% |
| Provetta per microcentrifuga | Eppendorf | 0030 123.301 | 500 µ L, incolore, in polipropilene |
| Micropipetta (0,5-10 &5; L) | Labnet | BioPette P3940-10 | |
| Micropipetta (100-1000 µ L) | Labnet | BioPette P3940-1000 | |
| Micropipetta (10-100 µ L) | Labnet | BioPette P3940-100 | |
| Puntali per micropipette (0,1-10 µ Puntali L) | USA Scientific Inc | 11113810 | |
| Puntali per micropipette (2-200 &; micro; L) | BrandTech | 13-889-143 | |
| Puntali per micropipette (50-1000 &; L) | BrandTech | 13-889-145 | |
| Soluzione di sviluppo per fotoresist | MicroChem | MEGAPOSIT MF-26A | |
| Fotoresist positivo | MicroChem | MEGAPOSIT 220-7.0 | |
| Incisore di ioni reattivi (RIE) | Oxford Instruments | Plasma Lab 80 Plus | |
| Taglierina per wafer di silicio | Euro Tool | CSCB-431.00 | |
| Wafer di silicio; 4" diametro | Silicon Valley Microelectronics Inc. | 0017227-048 | Tipo P, drogato con boro, spessore 525 ± 25 &; micro; m |
| Teflon AF 2400 | Chemours | D14896765 | 1% di solidi |
| Bicarbonato di tetrabutilammonio (TBAHCO3) | ABX Advanced Biochemical Compounds | 808 | Soluzione acquosa stabilizzata con etanolo, 0,075 M |
| Pasta conduttiva tematica | OMEGA | OT-201-2 | |
| Piastre TLC | Merck KGaA | 1.05554.0001 | Gel di silice 60 F254, 50 mm x 60 mm, retro |
| in alluminioTosyl-fallypride | ABX Advanced Biochemical Compounds | 1550.004.000 | Precursore di Fallyprimer, >90% |
| Trimetilammina (TEA) | Sigma-Aldrich | 75-50-3 | ≥ 99% |
| Pinzette | Cole-Parmer | UX-07387-08 | Acciaio inossidabile, punta fine |
Riferimenti
- 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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Ristampe e permessi
