Name: Ottimizzazione delle reazioni radiochimiche utilizzando array di goccioline (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-02-12T14:15:00.000+00:00
Duration: 10 min 54 s
Description: Scopri come ottimizzare le reazioni radiochimiche per lo sviluppo di radiofarmaci utilizzando array di goccioline su chip di silicio. Questo metodo ad alto rendimento consente di eseguire fino a 16 reazioni parallele simultanee, riducendo il consumo di reagenti di cento volte rispetto ai sintetizzatori convenzionali.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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.

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 indicato10 (Figura 1). Questa procedura produrrà 7 chip ciascuno con 4 x 4 array di siti di reazione.
<ol><li>Posizionare il wafer di silicio sul mandrino spin-coater, assicurandosi che sia centrato. Depositare 3 mL di soluzione di politetrafluoroetilene al centro del wafer con una pipetta di trasferimento e un wafer di rivestimento a 1000 giri/min per 30 s (rampa 500 giri/s).</li>
	<li>Per solidificare il rivestimento, posizionare il wafer su una piastra calda a 160 °C per 10 minuti e quindi trasferirlo su una piastra calda da 245 °C per 10 min.</li>
	<li>Ricottura del rivestimento in forno ad alta temperatura a 340 °C per 3,5 h in atmosfera di azoto, seguita dal raffreddamento a 70 °C a una rampa di 10 °C/min.</li>
	<li>Posizionare il wafer di silicio sul mandrino spin-coater, assicurando che sia centrato. Versare 2 mL di fotoresist positivo al centro del wafer utilizzando una pipetta di trasferimento, quindi eseguire il rivestimento a 3000 giri/min per 30 s (rampa 1000 giri/min).</li>
	<li>Solidificare il fotoresist eseguendo una cottura morbida del wafer su una piastra calda a 115 °C per 3 min.</li>
	<li>Installare il wafer e la maschera fotografica in un allineatore maschera ed eseguire un'esposizione di 14 s a 12 mW / cm2 intensità della lampada e lunghezza d'onda di 356 nm in modalità di contatto duro. Questo passaggio utilizza una maschera di trasparenza contenente il modello finale negativo di politetrafluoroetilene, cioè un modello di diametro di 4" di 4 copie del chip a 16 reazioni, con siti di reazione trasparenti e tutte le altre regioni in colore opaco.</li>
	<li>Immergere il wafer utilizzando 20 mL di soluzione per sviluppatori fotoresist in un contenitore di vetro per 3 minuti con leggera agitazione per sviluppare il modello esposto.</li>
	<li>Risciacquare la soluzione in via di sviluppo immergendo il wafer in un contenitore di vetro con 20 mL di acqua DI per 3 minuti con leggera agitazione. Asciugare il wafer con una pistola azotati.</li>
	<li>Rimuovere le regioni esposte di politetrafluoroetilene mediante incisione reattiva degli ioni (RIE) con plasma di ossigeno nelle seguenti condizioni: esposizione di 30 s, pressione di 100 mTorr, potenza di 200 W e flusso di ossigeno di 50 sccm.</li>
	<li>Tagliare a dadini il wafer in singoli trucioli (7 totali per wafer) utilizzando una fresa al wafer di silicio.</li>
	<li>Immergere ogni truciolo in acetone per 1 minuto per rimuovere il fotoresist, quindi isopropanolo per 1 minuto. Infine, asciugare ogni truciolo con una pistola azotati.</li>
	<li>Posizionare i trucioli secchi in un contenitore di vetro e coprire con un foglio di alluminio per la conservazione fino all'uso.</li>
</ol>2. Pianificazione dello studio di ottimizzazione
NOTA: In questo protocollo, la sintesi del radiofarmaco [18F]fallypride viene utilizzata come esempio per illustrare l'ottimizzazione ad alta produttività (Figura 2). Con un singolo chip, 16 reazioni simultanee possono essere eseguite, ad esempio, con una concentrazione precursore varia (8 diverse concentrazioni, n=2 repliche ciascuna). Le condizioni sono mappate ai siti di reazione nella figura 3A. È possibile apportare modifiche a questo protocollo per ottimizzare altri parametri di reazione (ad esempio solvente di reazione, volume di reazione, quantità di TBAHCO3, ecc.) o altri radiofarmaci.
<ol><li>Selezionare i parametri di reazione da variare, i valori specifici da utilizzare e il numero di repliche.</li>
	<li>Calcolare il numero di chip necessari per eseguire l'esperimento.</li>
	<li>Per ogni chip, preparare una mappa di quali condizioni di reazione verranno utilizzate in ogni sito di reazione per assistere nella preparazione del reagente ed eseguire le reazioni delle goccioline.</li>
</ol>3. Preparazione di reagenti e materiali per ottimizzare la radiosintesi di[18F]fallypride
NOTA: La radiosintesi a base di goccioline di [18F]fallypride (Figura 2) inizia con l'aggiunta di [18F]fluoruro e catalizzatore di trasferimento di fase (TBAHCO3)al sito di reazione, seguita dal riscaldamento per evaporare l'acqua e lasciare un residuo essiccato. Successivamente, viene aggiunta e riscaldata una goccia di precursore (tosil-fallipride) nel solvente di reazione (alcol di lino e acetonitrile) per eseguire la reazione di radiofluorizzazione. Infine, il prodotto grezzo viene raccolto dal chip per l'analisi. Le procedure di preparazione e sintesi dei reagenti devono essere adattate se si esegue l'ottimizzazione di un tracciante diverso.
<ol><li>Preparare una soluzione stock del solvente di reazione, costituita da alcol di lino e acetonitrile in una miscela 1:1 per volume. Assicurarsi che il volume sia sufficiente per creare la serie di diluizione pianificata. In questo esempio l'ottimizzazione, ~30 μL è sufficiente.</li>
	<li>Preparare una soluzione stock di 30 μL di precursore (tosil-fallipride) nel solvente di reazione con la concentrazione massima da esplorare (77 mM). Assicurarsi che il volume sia sufficiente per eseguire l'esperimento pianificato. In questo esempio l'ottimizzazione, ~30 μL è sufficiente.</li>
	<li>Dalla soluzione del materiale precursore e dal solvente di reazione, eseguire diluizioni seriali 2x per preparare le diverse concentrazioni della soluzione precursore. Assicurarsi che il volume di ogni diluizione sia sufficiente per eseguire il numero desiderato di repliche per ogni condizione. In questo esempio l'ottimizzazione, ~15 μL di ogni concentrazione è sufficiente.</li>
	<li>Preparare tubi a microcentrifugo per raccogliere ogni prodotto di reazione grezzo utilizzando un marcatore permanente per etichettare ogni tubo con un numero univoco. Assicurarsi che il numero totale di tubi a microcentrifugo corrisponda al numero di condizioni moltiplicate per il numero di repliche (8 x 2 = 16).</li>
	<li>Preparare una soluzione di raccolta (10 mL) composta da 9:1 metanolo:ACQUA DI (v/v). Aliquota 50 μL in ciascuno dei 16 tubi microcentrifugi etichettati aggiuntivi (uno per sito di reazione sul chip).</li>
	<li>Preparare una soluzione di calcio al fluoro[18F]in un tubo di microcentrifugo da 500 μL mescolando[18F]fluoruro/[18O]H2O (~260 MBq [7 mCi]) con soluzione TBAHCO3 da 75 mM (56 μL) e diluindo con acqua DI fino a 140 μL. 8 μL di questa soluzione saranno caricati in ogni sito di reazione (contenente ~15 MBq [0,40 mCi] di attività e 240 nmol di TBAHCO3).</li>
</ol>4. Sintesi parallela di[18F]fallypride con diverse concentrazioni precursori
NOTA: Il chip è azionato in cima a una piattaforma di riscaldamento (costruita comeprecedentemente descritto 13) costituita da un riscaldatore ceramico da 25 mm x 25 mm, controllato utilizzando un regolatore di temperatura on-off utilizzando il segnale di termocopia interna per il feedback. Le temperature superficiali del riscaldatore sono state calibrate utilizzando la termografia. Se tale piattaforma non è disponibile, è possibile utilizzare un paio di piastre calde (una a 105 °C e una a 110 °C).
<ol><li>Carico[18F]soluzione stock di fluoruro (con catalizzatore di trasferimento di fase).<ol>
<li>Utilizzando una micropipetta, caricare una goccia da 8 μL di soluzione di fluoruro[18F] sul primo punto di reazione di un chip multireazione. Misurare l'attività del chip posizionandolo in un calibratore di dose e registrare il momento in cui viene effettuata la misurazione.</li>
		<li>Rimuovere il chip dal calibratore di dose e quindi caricare una goccia da 8 μL di soluzione di fluoruro[18F] sul secondo punto di reazione. Misurare l'attività sul chip posizionandolo ancora una volta nel calibratore di dose e registrare il momento in cui viene effettuata la misurazione.</li>
		<li>Ripetere per tutti gli altri siti di reazione sul chip.</li>
		<li>Calcolare l'attività caricata per punto di reazione prendendo la misurazione dell'attività dopo aver caricato il radioisotopo e sottraendo la misurazione precedente (corretta per decadimento) prima del caricamento del sito.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Allineare il chip multireazione sul riscaldatore.<ol>
<li>Aggiungere un sottile strato di pasta termica sopra il riscaldatore in ceramica.</li>
		<li>Posizionare con cura il truciolo sopra il riscaldatore utilizzando una pinzetta per evitare lo sversamento delle goccioline, allineando l'angolo di riferimento del chip con l'angolo di riferimento del riscaldatore (come mostrato nella figura 3B). Il chip sovrasta il riscaldatore di una piccola quantità.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Asciugare il catalizzatoredi fluoruroe trasferimento di fase [ 18 F].<ol>
<li>Scaldare il truciolo per 1 minuto impostando il riscaldatore a 105 °C nel programma di controllo per evaporare le goccioline alla secchezza lasciando un residuo essiccato di[18F]fluoruro e TBHACO3. Dopo 1 minuto raffreddare il truciolo spegnendo il riscaldatore e accendendo la ventola di raffreddamento con il programma di controllo.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Aggiungere la soluzione precursore.<ol>
<li>Utilizzando una micropipetta, aggiungere una soluzione da 6 μL di precursore di fallypride sopra il residuo essiccato sul primo sito di reazione.</li>
		<li>Ripetere per tutti gli altri siti di reazione sul chip. Utilizzare il piano di ottimizzazione per determinare quale concentrazione della serie di diluizione viene utilizzata per ogni sito di reazione.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eseguire la reazione di fluorinazione.<ol>
<li>Riscaldare ogni chip a 110 °C per 7 minuti utilizzando il programma di controllo per eseguire la reazione di radiofluorizzazione. Successivamente, raffreddare il chip spegnendo il riscaldatore e accendendo la ventola di raffreddamento con il programma di controllo.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Raccogliere i prodotti grezzi dai siti di reazione.<ol>
<li>Raccogliere il prodotto grezzo nel primo sito di reazione aggiungendo 10 μL di soluzione di raccolta dal tubo di microcentrifugo designato tramite micropipetta. Dopo aver atteso 5 s, utilizzare la micropipetta (con la stessa punta installata) per aspirare il prodotto grezzo diluito e trasferirlo al corrispondente tubo di microcentrifugo di raccolta etichettato.</li>
		<li>Ripetere questo processo per un totale di 4 volte utilizzando la stessa punta della pipetta per tutte le operazioni.</li>
		<li>Ripetere il processo di raccolta per tutti gli altri siti di reazione sul chip.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Analisi di sintesi per determinare le prestazioni di reazione e le condizioni ottimali
<ol><li>Determinare l'"efficienza di raccolta" per la prima reazione sul chip.<ol>
<li>Posizionare il tubo di microcentrifugo con il prodotto grezzo raccolto del primo punto di reazione nel calibratore di dose per misurare l'attività. Registrare la misurazione e il tempo della misurazione.</li>
		<li>Calcolare l'efficienza di raccolta dividendo l'attività del prodotto grezzo raccolto per l'attività iniziale misurata per lo stesso sito di reazione (correggendo i valori di attività allo stesso punto di tempo).</li>
		<li>Ripetere per tutti gli altri siti di reazione sul chip.</li>
	</ol></li>
	<li>Analizzare la composizione (efficienza di fluorinazione) di ogni prodotto grezzo raccolto. NOTA: Per rendere pratica l'analisi di tutti i campioni in breve tempo, l'efficienza di fluorinazione viene analizzata utilizzando un approccio di cromatografia a strato radiosottile ad alta produttività precedentemente descritto (radio-TLC)14. Questa tecnica consente di elaborare fino a otto campioni in parallelo individuando poi fianco a fianco (passo di 5 mm, 0,5 μL per punto) su una singola piastra TLC, quindi sviluppandosi insieme ed eseguendo la lettura insieme utilizzando cerenkov imaging14,15. Per l'ottimizzazione dell'esempio con 16 reazioni parallele, sono necessarie 2 piastre TLC. Un'altra opzione è quella di utilizzare la cromatografia liquida ad alte prestazioni radio (radio-HPLC) per l'analisi, anche se il tempo per la separazione, la pulizia e l'equilibrazione può limitare il numero di campioni che possono essere analizzati.<ol>
<li>Per ogni piastra TLC (50 mm x 60 mm), con una matita, disegnare una linea a 15 mm di distanza da un bordo di 50 mm (in basso) e un'altra linea a 50 mm di distanza dallo stesso bordo. La prima riga è la linea di origine; il secondo è la linea frontale del solvente. Disegnare 8 piccole "X" lungo la linea di origine a una spaziatura di 5 mm per definire la posizione di avvistamento del campione per ciascuna delle 8 "corsie".</li>
		<li>Utilizzando una micropipetta, trasferire 0,5 μL del primo prodotto grezzo sulla piastra TLC alla "X" per la prima corsia. Ripetere per ulteriori prodotti grezzi (fino a 8 per piastra TLC). Attendere che i punti del prodotto grezzo si asciughino sulla piastra TLC.</li>
		<li>Per ogni piastra TLC, sviluppare utilizzando una fase mobile del 60% MeCN in 25 mM NH4HCO2 con 1% TEA (v/v) fino a quando la parte anteriore del solvente raggiunge la prima linea del solvente. Attendere che il solvente sulla piastra TLC si asciughi e quindi coprire con un vetrino da microscopio (76,2 mm x 50,8 mm, spessore 1 mm).</li>
		<li>Ottenere un'immagine di radioattività di ogni piastra TLC posizionando la piastra in un sistema di imaging Cerenkov per un'esposizione di 5 minuti. Eseguire correzioni standard dell'immagine (sottrazione di corrente scura, correzione del campo piatto, filtro mediano e sottrazione di sfondo).</li>
		<li>Utilizza l'analisi della regione di interesse (ROI) per la prima corsia della prima piastra TLC. Disegna le regioni intorno a ogni banda visibile nella corsia. Il software calcola la frazione di intensità integrata di ogni regione (banda) rispetto all'intensità totale integrata di tutte le regioni (bande).</li>
		<li>Con questa fase mobile, sono attese le seguenti bande ai fattori di ritenzione indicati: Rf = 0,0: Non rieatta[18F]fluoruro; Rf = 0,9: [18F]fallypride; Rf = 0,94: Prodotto laterale. Determinare l'efficienza di fluorinazione come frazione di attività nella banda di fallypride[18F].</li>
		<li>Ripeti questa analisi per tutte le altre corsie su tutte le piastre TLC. NOTA: Se una camera di imaging Cerenkov non è disponibile, un piccolo animale (preclinico) sistema di imaging ottico in vivo può essere utilizzato per immaginare le piastre TLC. In alternativa, è possibile utilizzare uno scanner TLC bidimensionale. In alternativa, se è disponibile solo uno scanner TLC 1-dimensionale, le piastre TLC possono essere analizzate tagliando a strisce con forbici (1 per corsia) e scansionando ogni striscia singolarmente.</li>
	</ol></li>
	<li>Determinare la resa radiochimica grezza (RCY grezzo) per ogni sito di reazione.<ol>
<li>Determinare l'RCY grezzo per il primo prodotto grezzo moltiplicando l'efficienza di raccolta per l'efficienza di fluorinazione.</li>
		<li>Ripetere per tutti gli altri siti di reazione.</li>
	</ol></li>
	<li>Analizzare i risultati<ol>
<li>Aggregare i valori per qualsiasi esperimento di replica in una deviazione media e standard.</li>
		<li>Tracciare l'efficienza di raccolta, l'efficienza di fluorinazione e l'RCY grezzo in funzione del parametro che è stato variato (concentrazione precursore in questo esempio).</li>
		<li>Selezionare le condizioni ottimali in base ai criteri desiderati. In genere, questo è il RCY grezzo massimo. Inoltre, il punto viene spesso scelto in una regione in cui la pendenza del grafico è relativamente piatta, indicando che è insensibile alle piccole modifiche nel parametro, fornendo un protocollo più robusto.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Matthews, P. M., Rabiner, E. A., Passchier, J., Gunn, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positron+emission+tomography+molecular+imaging+for+drug+development%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Clinical+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Positron emission tomography molecular imaging for drug development.</a> British Journal of Clinical Pharmacology. 73 (2), 175-186 (2012).</li>
<li>Piel, M., Vernaleken, I., Rösch, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positron+emission+tomography+in+CNS+drug+discovery+and+drug+monitoring%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Positron emission tomography in CNS drug discovery and drug monitoring.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 57 (22), 9232-9258 (2014).</li>
<li>Cherry, S. R., Sorenson, J. A., Phelps, M. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCherry%2C+SR+%22Physics+in+Nuclear+Medicine%22">Physics in Nuclear Medicine</a>. , Elsevier Saunders. Philadelphia, PA, USA. (2012).</li>
<li>Knapp, K. -A., Nickels, M. L., Manning, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+current+role+of+microfluidics+in+radiofluorination+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging+and+Biology%22%5BJournal%5D)">The current role of microfluidics in radiofluorination chemistry.</a> Molecular Imaging and Biology. 22 (3), 463-475 (2020).</li>
<li>Rensch, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics%3A+A+groundbreaking+technology+for+PET+tracer+production%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Microfluidics: A groundbreaking technology for PET tracer production.</a> Molecules. 18 (7), 7930-7956 (2013).</li>
<li>Pascali, G., Watts, P., Salvadori, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics+in+radiopharmaceutical+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Nuclear+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Microfluidics in radiopharmaceutical chemistry.</a> Nuclear Medicine and Biology. 40 (6), 776-787 (2013).</li>
<li>Keng, P. Y., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+microfluidics%3A+A+new+paradigm+for+radiochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Digital microfluidics: A new paradigm for radiochemistry.</a> Molecular Imaging. 14, 579-594 (2015).</li>
<li>Wang, J., Chao, P. H., Janet, S., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performing+multi-step+chemical+reactions+in+microliter-sized+droplets+by+leveraging+a+simple+passive+transport+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Performing multi-step chemical reactions in microliter-sized droplets by leveraging a simple passive transport mechanism.</a> Lab on a Chip. 17 (24), 4342-4355 (2017).</li>
<li>Wang, J., Chao, P. H., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-compact%2C+automated+microdroplet+radiosynthesizer%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Ultra-compact, automated microdroplet radiosynthesizer.</a> Lab on a Chip. (19), 2415-2424 (2019).</li>
<li>Rios, A., Wang, J., Chao, P. H., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+multi-reaction+microdroplet+platform+for+rapid+radiochemistry+optimization%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">A novel multi-reaction microdroplet platform for rapid radiochemistry optimization.</a> RSC Advances. 9 (35), 20370-20374 (2019).</li>
<li>Sergeev, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performing+radiosynthesis+in+microvolumes+to+maximize+molar+activity+of+tracers+for+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Communications+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Performing radiosynthesis in microvolumes to maximize molar activity of tracers for positron emission tomography.</a> Communications Chemistry. 1 (1), 10(2018).</li>
<li>Pascali, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+nucleophilic+18F+radiofluorinations+using+a+microfluidic+reaction+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Optimization of nucleophilic 18F radiofluorinations using a microfluidic reaction approach.</a> Nature Protocols. 9 (9), 2017-2029 (2014).</li>
<li>Lisova, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscale+radiosynthesis%2C+preclinical+imaging+and+dosimetry+study+of+%5B18F%5DAMBF3-TATE%3A+A+potential+PET+tracer+for+clinical+imaging+of+somatostatin+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Nuclear+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Microscale radiosynthesis, preclinical imaging and dosimetry study of [18F]AMBF3-TATE: A potential PET tracer for clinical imaging of somatostatin receptors.</a> Nuclear Medicine and Biology. 61, 36-44 (2018).</li>
<li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+radio-TLC+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nuclear+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">High-throughput radio-TLC analysis.</a> Nuclear Medicine and Biology. 82-83, 41-48 (2020).</li>
<li>Dooraghi, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+microfluidic+PET+tracer+synthesis+with+Cerenkov+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Optimization of microfluidic PET tracer synthesis with Cerenkov imaging.</a> Analyst. 138 (19), 5654-5664 (2013).</li>
<li>Collins, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+diverse+PET+probes+with+limited+resources%3A+24+18F-labeled+compounds+prepared+with+a+single+radiosynthesizer%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Production of diverse PET probes with limited resources: 24 18F-labeled compounds prepared with a single radiosynthesizer.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (43), 11309-11314 (2017).</li>
<li>Lazari, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fully+automated+production+of+diverse+18F-labeled+PET+tracers+on+the+ELIXYS+multireactor+radiosynthesizer+without+hardware+modification%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine+Technology%22%5BJournal%5D)">Fully automated production of diverse 18F-labeled PET tracers on the ELIXYS multireactor radiosynthesizer without hardware modification.</a> Journal of Nuclear Medicine Technology. 42 (3), 203-210 (2014).</li>
<li>Lisova, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid%2C+efficient%2C+and+economical+synthesis+of+PET+tracers+in+a+droplet+microreactor%3A+application+to+O-%282-%5B18F%5Dfluoroethyl%29-L-tyrosine+%28%5B18F%5DFET%29%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Radiopharmacy+and+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Rapid, efficient, and economical synthesis of PET tracers in a droplet microreactor: application to O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine ([18F]FET).</a> EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry. 5 (1), 1(2019).</li>
<li>Wang, J., Holloway, T., Lisova, K., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+and+efficient+synthesis+of+the+radiopharmaceutical+%5B18F%5DFDOPA+using+a+microdroplet+reactor%5BTitle%5D)+AND+%22Reaction+Chemistry+%26+Engineering%22%5BJournal%5D)">Green and efficient synthesis of the radiopharmaceutical [18F]FDOPA using a microdroplet reactor.</a> Reaction Chemistry & Engineering. 5 (2), 320-329 (2020).</li>
<li>Lisova, K., Wang, J., Rios, A., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptation+and+optimization+of+%5BF-18%5D+Florbetaben+%28%5BF-18%5D+FBB%29+radiosynthesis+to+a+microdroplet+reactor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Labelled+Compounds+and+Radiopharmaceuticals%22%5BJournal%5D)">Adaptation and optimization of [F-18] Florbetaben ([F-18] FBB) radiosynthesis to a microdroplet reactor.</a> Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals. 62, 353-354 (2019).</li>
<li>Wang, J., Chao, P. H., Slavik, R., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-GBq+production+of+the+radiotracer+%5B18F%5Dfallypride+in+a+droplet+microreactor%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Multi-GBq production of the radiotracer [18F]fallypride in a droplet microreactor.</a> RSC Advances. 10 (13), 7828-7838 (2020).</li>
</ol>

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).

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...

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 automatizzati specializzati che operano dietro la schermatura delle radiazioni e devono essere preparati poco prima dell'uso.
Gli attuali sistemi utilizzati per sintetizzare i radiofarmaci sono progettati per produrre grandi lotti che sono divisi in molte dosi individuali per condividere il costo di produzione. Mentre i sistemi attuali sono adatti per la produzione di radiotraccianti ampiamente utilizzati come [18F]FDG (perché più scansioni dei pazienti ed esperimenti di ricerca possono essere programmati in un solo giorno), questi sistemi possono essere dispendiosi per la produzione di nuovi radiotraccianti durante lo sviluppo in fase iniziale, o radiotraccianti meno comunemente usati. I volumi utilizzati dai sistemi convenzionali sono tipicamente nell'intervallo di 1-5 mL e le reazioni richiedono quantità precursori nell'intervallo da 1-10 mg. Inoltre, l'uso di radiosintesizzatori convenzionali è generalmente ingombrante durante gli studi di ottimizzazione poiché l'apparecchio viene contaminato dopo l'uso e l'utente deve attendere il decadimento della radioattività prima di eseguire l'esperimento successivo. Oltre al costo delle apparecchiature, il costo del radioisotopo e dei reagenti può quindi diventare molto consistente per gli studi che richiedono la produzione di più lotti. Ciò può verificarsi, ad esempio, durante l'ottimizzazione dei protocolli di sintesi per i nuovi radiotraccianti per ottenere una resa e un'affidabilità sufficienti per i primi studi di imaging in vivo.
Le tecnologie microfluidiche sono state sempre più utilizzate nella radiochimica per capitalizzare diversi vantaggi rispetto aisistemi convenzionali 4,5,6. Le piattaforme microfluidiche, comprese quelle basate su volumi di reazione 1-10 μL7,8,9, hanno mostrato una significativa riduzione dei volumi di reagenti e del consumo di costosi precursori, nonché brevi tempi di reazione. Queste riduzioni portano a costi inferiori, passaggi di riscaldamento ed evaporazione più rapidi, purificazione a valle più breve e diretta, un processo di chimica generale "più verde"10e una maggiore attività molare dei radiotracciantiprodotti 11. Questi miglioramenti rendono più pratico eseguire studi di ottimizzazione più approfonditi abbassando il costo di reagente di ogni sintesi. Ulteriori vantaggi possono essere ottenuti eseguendo più esperimenti da un singolo lotto di radioisotopo in un solo giorno. Ad esempio, i radiosintesitori di chimica del flusso microfluidico che operano in "modalità di scoperta" possono eseguire in sequenza dozzine di reazioni, ognuna utilizzando solo 10 s di volume di reazione μL12.
Ispirato da questi vantaggi, è stato sviluppato un chip array di goccioline multi-reazione in cui le reazioni microvolume sono limitate a una serie di trappole di tensione superficiale su una superficie di silicio, create utilizzando un rivestimento in teflon fantasia. Questi chip consentono di eseguire più reazioni alla scala da 1-20 μL contemporaneamente, aprendo la possibilità di esplorare 10 di diverse condizioni di reazione al giorno, ognuna con più repliche. In questo documento viene dimostrata l'utilità di questo nuovo approccio ad alta produttività per l'esecuzione di ottimizzazioni radiochimiche rapide e a basso costo. L'uso di trucioli di goccioline multi-reazione consente una comoda esplorazione dell'impatto delle concentrazioni di reagenti e del solvente di reazione, e l'uso di chip multipli potrebbe consentire lo studio della temperatura e del tempo di reazione, il tutto consumando quantità molto basse di precursore.

<table><tbody><tr><td>2,3-dimetil-2-butanolo (alcol tesilico)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>594-60-5</td><td>98%</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>KMG Chemicals</td><td></td><td>Camera bianca LP grado</td></tr><tr><td>Formiato di ammonio (NH4HCO2)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>540-69-2</td><td>97%</td></tr><tr><td>Acetonitrile anidro (MeCN)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>75-05-8</td><td>99,80%</td></tr><tr><td>Riscaldatore in ceramica</td><td>Watlow</td><td>Utramic CER-1-01-0093</td> Camera di imaging Cerenkov <td>25 mm x 25 mm</td></tr><tr><td></td><td>Costruito</td><td></td> su misura <td>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</td></tr><tr><td>acqua deionizzata</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7732-18-5</td><td></td></tr><tr><td>Pipette di trasferimento monouso, 3 mL</td><td>Falcon</td><td>13-680-50</td><td></td></tr><tr><td>Calibratore di dose</td><td>Capintec, Inc.</td><td>CRC-25 PET</td><td></td></tr><tr><td>Fallypride</td><td>ABX Composti biochimici avanzati</td><td>1560.0010.000</td><td>Standard di riferimento Fallypride, >95%</td></tr><tr><td>[18F]fluoruro in [18O]H2O</td><td>UCLA Ahmanson Biomedical Cyclotron Facility</td><td></td><td>A causa della breve emivita, questo deve essere ottenuto dal laboratorio di radiochimica locale o dalla radiofarmacia commerciale</td></tr><tr><td>Piastre di copertura in vetro (76,2 mm x 50,8 mm x 1 mm di spessore)</td><td>C& A Scientific</td><td>6101</td><td></td></tr><tr><td>Headway spin coater</td><td>Headway Research, Inc.</td><td>PWM50-PS-R790 Sistema Sipinner</td><td>Scatola di controllo PWM50, motore PS, vasca R790</td></tr><tr><td>Forno ad alta temperatura</td><td>Carbolite</td><td>HTCR 6 28</td><td></td></tr><tr><td>Piastra riscaldante</td><td>Thermo Scientific</td><td>Super-Nuova HP133425</td><td></td></tr><tr><td>Isopropanolo (IPA)</td><td>KMG Chemicals</td><td></td><td>Camera bianca Allineatore</td></tr><tr><td>per maschere</td> di grado LP <td>Karl Suss</td><td>MA/BA6</td><td></td></tr><tr><td>Metanolo (MeOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-56-1</td><td>&ge; 99,9%</td></tr><tr><td>Provetta per microcentrifuga</td><td>Eppendorf</td><td>0030 123.301</td><td>500 &micro; L, incolore, in polipropilene</td></tr><tr><td>Micropipetta (0,5-10 &5; L)</td><td>Labnet</td><td>BioPette P3940-10</td><td></td></tr><tr><td>Micropipetta (100-1000 &micro; L)</td><td>Labnet</td><td>BioPette P3940-1000</td><td></td></tr><tr><td>Micropipetta (10-100 &micro; L)</td><td>Labnet</td><td>BioPette P3940-100</td><td></td></tr><tr><td>Puntali per micropipette (0,1-10 &micro; Puntali L)</td><td>USA Scientific Inc</td><td>11113810</td><td></td></tr><tr><td>Puntali per micropipette (2-200 &; micro; L)</td><td>BrandTech</td><td>13-889-143</td><td></td></tr><tr><td>Puntali per micropipette (50-1000 &; L)</td><td>BrandTech</td><td>13-889-145</td><td></td></tr><tr><td>Soluzione di sviluppo per fotoresist</td><td>MicroChem</td><td>MEGAPOSIT MF-26A</td><td></td></tr><tr><td>Fotoresist positivo</td><td>MicroChem</td><td>MEGAPOSIT 220-7.0</td><td></td></tr><tr><td>Incisore di ioni reattivi (RIE)</td><td>Oxford Instruments</td><td>Plasma Lab 80 Plus</td><td></td></tr><tr><td>Taglierina per wafer di silicio</td><td>Euro Tool</td><td>CSCB-431.00</td><td></td></tr><tr><td>Wafer di silicio; 4" diametro</td><td>Silicon Valley Microelectronics Inc.</td><td>0017227-048</td><td>Tipo P, drogato con boro, spessore 525 &plusmn; 25 &; micro; m</td></tr><tr><td>Teflon AF 2400</td><td>Chemours&nbsp;</td><td>D14896765</td><td>1% di solidi</td></tr><tr><td>Bicarbonato di tetrabutilammonio (TBAHCO3)</td><td>ABX Advanced Biochemical Compounds</td><td>808</td><td>Soluzione acquosa stabilizzata con etanolo, 0,075 M</td></tr><tr><td>Pasta conduttiva tematica</td><td>OMEGA</td><td>OT-201-2</td><td></td></tr><tr><td>Piastre TLC</td><td>Merck KGaA</td><td>1.05554.0001</td><td>Gel di silice 60 F254, 50 mm x 60 mm, retro</td></tr> <tr><td>in alluminioTosyl-fallypride</td><td>ABX Advanced Biochemical Compounds</td><td>1550.004.000</td><td>Precursore di Fallyprimer, >90%</td></tr><tr><td>Trimetilammina (TEA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>75-50-3</td><td>&ge; 99%</td></tr><tr><td>Pinzette</td><td>Cole-Parmer</td><td>UX-07387-08</td><td>Acciaio inossidabile, punta fine</td></tr></tbody></table>

ottimizzazione delle reazioni radiochimiche utilizzando array di goccioline

Optimization of Radiochemical Reactions using Droplet Arrays

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.

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...

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.

Ottimizzazione delle reazioni radiochimiche utilizzando array di goccioline

Current automated radiosynthesizers are designed to produce large clinical batches of radiopharmaceuticals. They are not well suited for reaction ...

Gli attuali sintetizzatori radio automatizzati sono progettati per produrre grandi lotti di radiofarmaci ampiamente utilizzati, come l'FDG. A causa del numero limitato di sintesi possibili al giorno e del consumo relativamente elevato di reagenti, questi sistemi, tuttavia, non sono adatti per eseguire studi di ottimizzazione della sintesi. Con questa tecnica, la produttività è significativamente aumentata eseguendo fino a 16 reazioni simultanee in parallelo e il consumo di reagenti è ridotto di cento volte.Inoltre, eseguendo reazioni in parallelo, sono necessari lotti equi di radioisotopi per completare uno studio. L'aumento della produttività consente un'esplorazione più ampia delle condizioni di reazione con un numero maggiore di repliche ciascuna rispetto all'uso di strumenti convenzionali. Mentre questo protocollo mostra l'ottimizzazione della concentrazione precursore nella sintesi del fallypride, la tecnica può essere utilizzata per ottimizzare altre condizioni e altri radiofarmaci.Inizia fabbricando lotti di chip di microdroplet multi-reazione da wafer di silicio da quattro pollici utilizzando tecniche di fotolitografia standard. In questo protocollo, l'ottimizzazione ad alta produttività della concentrazione precursore è dimostrata con la sintesi del Fallypride radiofarmaceutico. 16 reazioni simultanee possono essere eseguite su un singolo chip.Le condizioni da confrontare sono mappate ai siti di reazione. Preparare una soluzione stock del solvente di reazione costituita da alcol di lino e acetonitrile in una miscela uno a uno per volume. Assicurarsi che il volume sia sufficiente per creare la serie di diluizione pianificata.Preparare una soluzione di 30 microlitri di precursore nel solvente di reazione con la massima concentrazione da esplorare. Dalla soluzione del materiale precursore e dal solvente di reazione eseguire diluizioni seriali due volte superiori in un insieme di tubi a microcentrifugo per preparare le diverse concentrazioni della soluzione precursore. Preparare un altro set di tubi a microcentrifugo per raccogliere ogni prodotto di reazione grezzo utilizzando un marcatore permanente per etichettare ogni tubo con un numero univoco.Assicurarsi che il numero totale di tubi a microcentrifugo corrisponda al numero di condizioni moltiplicate per il numero di repliche. Preparare uno stock di 10 millilitri di soluzione di raccolta composto da nove a uno metanolo per l'acqua deionizzata. Aliquot 50 microlitri di ciascuno in un set aggiuntivo di 16 tubi a microcentrifugo etichettati come soluzione di raccolta.Preparare una soluzione stock di fluoruro mescolando circa sette millicurie della sorgente di fluoruro con 56 microlitri di bicarbonato di tetrabutilammonio millimolare e diluindo con acqua DI fino a 140 microlitri. Utilizzando una micropipetta, caricare una goccia di otto microliter di soluzione stock di fluoruro sul primo punto di reazione di un chip multi-reazione. Misurare l'attività del chip posizionandolo in un calibratore di dose e registrare il momento in cui viene effettuata la misurazione.Rimuovere il chip dal calibratore di dose e caricare una goccia di otto microliter di soluzione di fluoruro sul secondo punto di reazione. Misurare l'attività sul chip e registrare il momento in cui viene effettuata la misurazione. Ripetere questo processo per tutti gli altri siti di reazione.Calcolare l'attività caricata per punto di reazione prendendo la misurazione dell'attività dopo aver caricato il radioisotopo e sottratto la misurazione precedente prima del caricamento del sito. Per allineare il chip multireazione sul riscaldatore, aggiungere un sottile strato di pasta termica sopra il riscaldatore ceramico. Posizionare con cura il chip sopra il riscaldatore utilizzando una pinzetta allineando l'angolo di riferimento del truciolo con l'angolo di riferimento del riscaldatore.Il chip dovrebbe sovrascriva il riscaldatore di una piccola quantità. Riscaldare il chip per un minuto impostando il riscaldatore a 105 gradi Celsius nel programma di controllo per evaporare le goccioline, lasciando un residuo essiccato di fluoruro e bicarbonato di tetrabutilammonio. Quindi, raffreddare il chip impostando il riscaldatore a 30 gradi Celsius e accendendo la ventola di raffreddamento con il programma di controllo.Utilizzando una micropipetta, aggiungere una soluzione di sei microlitri di precursore del fallypride sopra il residuo essiccato sul primo sito di reazione. Ripeti questo per tutti gli altri siti di reazione sul chip. Utilizzare il piano di ottimizzazione per determinare quale concentrazione della serie di diluizione viene utilizzata per ogni sito di reazione.Riscaldare il chip a 110 gradi Celsius per sette minuti utilizzando il programma di controllo per eseguire la reazione di radiofluorizzazione, quindi raffreddare il chip impostando il riscaldatore a 30 gradi Celsius e accendendo la ventola di raffreddamento con il programma di controllo. Raccogliere il prodotto grezzo nel primo sito di reazione aggiungendo 10 microlitri di soluzione di raccolta dal tubo di microcentrifugo designato. Dopo aver atteso cinque secondi, aspirare il prodotto grezzo diluito e trasferirlo sul corrispondente tubo di microcentrifugo di raccolta.Ripetere questo processo per un totale di quattro volte utilizzando la stessa punta della pipetta e quindi chiudere il tubo di microcentrifugo. Ripetere questi passaggi per raccogliere il prodotto grezzo da tutti gli altri siti di reazione sul chip. Per determinare l'efficienza di raccolta per la prima reazione sul chip, posizionare il tubo di microcentrifugo con il prodotto grezzo raccolto del primo punto di reazione nel calibratore di dose per misurare l'attività.Registrare la misurazione e il tempo della misurazione. Ripetere questo processo per ciascuno dei prodotti grezzi raccolti. Calcolare l'efficienza di raccolta dividendo l'attività del prodotto grezzo raccolto per l'attività iniziale misurata per lo stesso sito di reazione.Ripeti questo per tutti gli altri siti di reazione sul chip. Quindi, analizzare la composizione di ogni prodotto grezzo raccolto. Con una matita, disegna una linea a 15 millimetri di distanza dal bordo inferiore della piastra TLC e un'altra linea a 50 millimetri di distanza dallo stesso bordo.La prima linea è la linea di origine e la seconda è la prima linea del solvente. Disegna otto piccole X lungo la linea di origine con una spaziatura di cinque millimetri per definire la posizione di avvistamento del campione per ciascuna delle otto corsie. Utilizzando una micropipetta, trasferire 0,5 microlitri del primo prodotto grezzo sulla piastra TLC alla X per la prima corsia.Ripetere questo per ulteriori prodotti grezzi, quindi attendere che i punti si asciughino. Sviluppare ogni piastra TLC utilizzando una fase mobile del 60% di acetonitrile in formato ammonio millimolare da 25 millimolare con 1%TEA fino a quando il fronte solvente raggiunge la prima linea del solvente. A quel tempo, rimuovere la piastra TLC dalla camera e attendere che il solvente sulla piastra TLC si asciughi, quindi posizionare la piastra TLC nel sistema di imaging Cerenkov e coprirla con uno scivolo al microscopio di vetro.Ottenere un'immagine di radioattività di ogni lastra TLC impostando il sistema di imaging Cerenkov su un'esposizione di cinque minuti, quindi selezionare il file prodotto dell'immagine su una piastra TLC ed eseguire correzioni standard dell'immagine. Utilizza l'analisi della regione di interesse per la prima corsia della prima piastra TLC. Disegna le regioni attorno a ogni banda visibile nella corsia, quindi calcola la frazione di intensità integrata di ogni regione rispetto all'intensità integrata totale di tutte le regioni.Determinare l'efficienza di fluorinazione come frazione di attività nella banda di Fallypride. Ripeti questa analisi per tutte le altre corsie su tutte le piastre TLC. Quindi, calcolare la resa radiochimica grezza per ogni reazione e scegliere la concentrazione ottimale del precursore esaminando la resa radiochimica grezza in funzione della concentrazione precursore.Studi di ottimizzazione del Fallypride radiofarmaceutico sono stati eseguiti vari livelli di concentrazione precursore nell'acetonitrile di alcole di lino. Le reazioni sono state eseguite a 110 gradi Celsius ogni sette minuti. L'efficienza della raccolta e la composizione del campione sono mostrate qui.L'efficienza di fluorinazione è aumentata con l'aumentare della concentrazione di precursori e la concentrazione di fluoruro non transazionato è diminuita. C'era una piccola quantità di prodotto collaterale radioattivo a basse concentrazioni precursori, che non si formava alle concentrazioni più elevate di precursori. L'efficienza di raccolta era quasi quantitativa per la maggior parte delle condizioni, anche se è leggermente diminuita a basse concentrazioni precursori.La più alta resa radiochimica grezza è stata raggiunta con una concentrazione precursore di 39 millimolare. A questa condizione, l'efficienza di fluorinazione era del 96%Il RCY grezzo era dell'87% e non vi era alcuna formazione di prodotti collaterali radioattivi osservati. È fondamentale avere un piano di mappa di quale condizione di reazione corrisponde a quale goccia di reazione sul chip e avere tubi di reagente opportunamente etichettati e tubi di raccolta del prodotto che possono essere ricontrollati durante l'esperimento.La procedura può essere utilizzata per l'ottimizzazione di altre condizioni di reazione, come quantità di base, tipo di solvente o volume di reazione. Può anche essere utilizzato per ottimizzare la sintesi di altri radiofarmaci.

optimization-of-radiochemical-reactions-using-droplet-arrays

Research

Ricerca

JoVE Journal

Chemistry

Chimica

La reazione di Ugi ha dimostrato di essere un modo conveniente per creare velocemente librerie di composti diversi. Coinvolge la reazione di un ammina, un'aldeide, un acido carbossilico e un isonitrile tipicamente in metanolo a temperatura ambiente. In questo video, utilizziamo un 48-slot per Mettler-Toledo MINIBLOCK dotato di tubi di filtraggio e di un Mettler-Toledo liquid handler MiniMapper automatizzato è stato utilizzato per fornire i reagenti e solventi. I parametri di interesse sono...

Ottimizzazione della reazione Ugi Con Sintesi parallela e automatica Gestione liquidi

Piattaforme microfluidica gocce a base sono candidati promettenti per la sperimentazione ad alto rendimento in quanto sono in grado di generare picolitri, auto-compartimenti imbarcazioni a buon mercato a prezzi kHz. Attraverso l'integrazione con veloce, sensibile e ad alta risoluzione metodi di spettroscopia di fluorescenza, la grande quantità di informazioni generate all'interno di questi sistemi possono essere estratte in modo efficiente, sfruttato ed utilizzato.

Metodi di rilevamento a fluorescenza per piattaforme goccia microfluidica

Viene descritto il protocollo per la fabbricazione e il funzionamento dei dispositivi di deumidificazione sul campo (Field-DW), così come gli studi preliminari sugli effetti dei campi elettrici sul contenuto delle goccioline.

Approfittando di ridotta interazione Droplet-superficie per ottimizzare il trasporto di Bioanalytes in microfluidica digitale

Vi presentiamo un sistema di introduzione del campione goccia discreto per accoppiamento induttivo spettrometria di massa di plasma (ICPMS). Si basa su un chip microfluidico economico e getta che genera goccioline altamente monodisperse in una gamma di dimensioni di 40-60 micron a frequenze da 90 a 7.000 Hz.

Un chip microfluidico per ICPMS introduzione del campione

Sistemi di laboratorio-in-a-goccia reazione consentono l'implementazione versatile di reazioni complesse in una scala di microfluidica. Una piattaforma di azionamento automatico costituito da una matrice 3 x 3 di bobine elettromagnetiche è stata sviluppata e utilizzato con successo per Unione due 10 µ l microreattori e quindi avvia una reazione enzimatica nei marmi liquidi risultante.

Acquose goccioline utilizzate come microreattori enzimatica e loro attuazione elettromagnetica

Qui presentiamo indirizzabile gocciolina microarrays (ADMs), un metodo di matrice basata gocciolina in grado di determinare l'abbondanza assoluta della proteina in cellule singole. Dimostriamo la capacità di ADMs per caratterizzare l'eterogeneità nell'espressione della proteina oncosoppressore p53 in una linea cellulare di cancro umano.

Proteine in singole cellule con gocciolina indirizzabile Microarrays di conteggio

L'obiettivo generale del protocollo è quello di preparare oltre un milione di goccioline di femminiter ordinate, uniformi, stabili e biocompatibili su un substrato di 1 cm2 planari che può essere utilizzato per la sintesi proteica priva di cellule.

Un array di gocciole del femtolitro per sintesi proteica massicciamente parallela da molecole di DNA singolo

Presentiamo un sistema microfluidico per studi ad alta produttività su macchinari di vita complessi, composto da 1500 unità di coltura, una serie di pompe peristaltiche potenziate e un modulo di miscelazione in loco. Il chip microfluidico consente l'analisi delle condizioni micro-ambientali altamente complesse e dinamiche in vivo.

Generazione di condizioni ambientali dinamiche utilizzando un dispositivo microfluidico ad alta produttività

I saggi di goccioline acqua-in-olio sono utili per la chimica analitica, l'evoluzione enzimatica e l'analisi di singole cellule, ma in genere richiedono microfluidica per formare le goccioline. Qui, descriviamo l'emulsificazione modellata con particelle, un approccio privo di microfluidi per eseguire saggi di goccioline.

L'emulsione con modellazione di particelle consente saggi di goccioline prive di microfluidi

Qui viene presentata la fabbricazione di un dispositivo a doppio strato basato su polidimetilsilossano (PDMS) per la produzione di librerie combinatorie in emulsioni acqua-in-olio (tappi). L'hardware e il software necessari per automatizzare la produzione di tappi sono dettagliati nel protocollo e viene dimostrata anche la produzione di una libreria quantitativa di tappi fluorescenti.

Dispositivo microfluidico a doppio strato per la produzione di tappi combinatori

Questo protocollo presenta una procedura dettagliata per preparare quattro radiotraccianti al carbonio-11 mediante il "metodo loop" [11C]metilazione. Descriviamo la procedura per sintetizzare [11C]ER-176, con dati per tre radiotraccianti aggiuntivi: [11C]MRB, [11C]mHED e [11C]PiB. Il metodo ad anello fornisce una sintesi efficiente con maggiori rese radiochimiche contro la tradizionale metilazione dei recipienti di reazione [11C].

Miglioramento dell'efficienza e della resa di radiomarcatura dei radioligandi al carbonio-11 per la ricerca clinica utilizzando il metodo Loop

Scopri come ottimizzare le reazioni radiochimiche per lo sviluppo di radiofarmaci utilizzando array di goccioline su chip di silicio. Questo metodo ad alto rendimento consente di eseguire fino a 16 reazioni parallele simultanee, riducendo il consumo di reagenti di cento volte rispetto ai sintetizzatori convenzionali.

Ottimizzazione delle reazioni radiochimiche utilizzando array di goccioline

Esplora altri video