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

La nostra ricerca si concentra sulla produzione di radiotraccianti PET utilizzati sia per applicazioni precliniche che di ricerca clinica. Il nostro team si concentra sullo sviluppo e l'ottimizzazione di questi radiotraccianti al carbonio-11 per garantire che venga somministrata una dose sicura e ottimale per uno studio. La marcatura radiofonica con carbonio-11 comporta la sostituzione di un atomo di carbonio-12 con un nuclide di carbonio-11, preservando così le proprietà fisico-chimiche di un composto di interesse.

La maggior parte della marcatura di routine del carbonio-11 comporta l'alchilazione con ioduro di metile C-11 o triflato di metile utilizzando un reattore. La marcatura con solvente vincolato, come esplorato qui, apre la porta a innumerevoli altri metodi per introdurre l'etichetta al carbonio-11, inclusi metodi precedentemente ingombranti come la carbonilazione con anidride carbonica C-11, consentendo l'utilizzo di nuove classi di strutture chimiche nella ricerca di imaging molecolare. Utilizzando il metodo loop per le reazioni di metilazione del carbonio-11, il nostro gruppo è stato in grado di aumentare l'efficienza complessiva per la produzione di diversi radiotraccianti al carbonio-11.

Ciò è stato dimostrato internamente con il tempo complessivo di produzione, la quantità di attività finale e l'aumento dell'attività molare alla fine della sintesi. Questo protocollo consente un metodo aggiuntivo per radiomarcare i radiotraccianti al carbonio-11 tramite ioduro di metile di carbonio-11 o triflato di metile di carbonio-11. Abbiamo incluso il nostro replumbing di un modello automatizzato per rendere questo tipo di routine di radiomarcatura.

Il nostro team ha dimostrato che l'uso del metodo del loop rispetto al tradizionale metodo di marcatura dei recipienti di reazione riduce il tempo di sintesi complessivo, aumentando l'attività del tracciante radiomarcatore, nonché un aumento dell'attività molare alla fine della sintesi. Ottimizzando il noto metodo del loop stabilito dal professor Allen Wilson, speriamo di ispirare altri gruppi a utilizzare questo metodo sulle loro piattaforme esistenti, oltre a pensare fuori dagli schemi per sviluppare nuovi modi in cui i radiotraccianti al carbonio-11 possono essere prodotti di routine per studi di ricerca. Per ricollegare il modulo alla produzione del metodo del loop, collegare una valvola V-8 a un raccordo che si collega direttamente al loop HPLC per bypassare il recipiente di reazione.

Condizionare il forno a metano a 350 gradi Celsius per 20 minuti con un flusso di idrogeno gassoso di 100 millilitri al minuto. Condizionare la trappola per metano a 120 gradi Celsius per 20 minuti con un flusso di gas elio di 50 millilitri al minuto. Quindi condizionare la trappola di ioduro di metile a 190 gradi Celsius per 20 minuti con un flusso di gas elio di 50 millilitri al minuto.

Caricare 100 microlitri della miscela preparata in una siringa e iniettarla attraverso l'adattatore nella posizione di una delle sei valvole di portamento del circuito HPLC interno. Quindi, caricare il serbatoio V-4 con tre millilitri di cloruro di sodio allo 0,9%, il V-5 con un millilitro di etanolo a 200 gradi e il V-6 con 10 millilitri di acqua deionizzata sterile. Aggiungere la cartuccia C-18 al modulo di sintesi.

Riempire il pallone grande con 25 millilitri di acqua deionizzata sterile. Quindi riempire il pallone di formulazione con sei millilitri di cloruro di sodio allo 0,9% per preparazioni iniettabili. Assicurarsi che la linea di erogazione sia collegata a una fiala sterile preassemblata del prodotto finale.

Successivamente, preparare la soluzione in fase mobile e condizionare la colonna HPLC semi-preparativa con quattro volumi di colonna in fase mobile. Circa 20 minuti prima di scaricare l'anidride carbonica radioattiva C-11 dal ciclotrone al modulo, fare clic sul pulsante di avvio per iniziare l'elenco dei tempi convalidati per la sintesi di C-11 ER-176. Successivamente, consentire al metodo incorporato nel modulo di procedere con la conversione dell'anidride carbonica C-11 in ioduro di metile C-11 mediante un processo chimico a secco.

Converti l'anidride carbonica C-11 in metano C-11 facendola reagire con idrogeno gassoso a 350 gradi Celsius su un catalizzatore di nichel. Utilizzare una trappola per ascarite per trattenere l'anidride carbonica C-11 non convertita e l'acqua formata. Successivamente, intrappolare il metano C-11 formato su una colonna di carbosfera a meno 75 gradi Celsius per la purificazione e la concentrazione.

Riscaldare la colonna di carbosfera a 80 gradi Celsius per rilasciare il metano C-11 intrappolato. Far reagire il metano C-11 purificato con iodio elementare a 720 gradi Celsius per formare ioduro di metile C-11 attraverso la pompa del gas di ricircolo dell'elio. Assicurarsi che l'idrogeno ioduro formatosi durante il processo venga trattenuto da un'altra trappola di ascarite mentre il metano C-11 non convertito ritorna al processo di circolazione.

Intrappolare lo ioduro di metile C-11 formato a temperatura ambiente sulla colonna di ioduro di metile durante il processo di ricircolo. Una volta completato il processo di circolazione, rilasciare lo ioduro di metile C-11 raccolto dalla trappola dello ioduro di metile riscaldandolo a 190 gradi Celsius sotto il flusso di elio. Bypassare la colonna di triflato methy e guidare lo ioduro di metile C-11 attraverso una valvola di ritegno nell'anello di acciaio inossidabile da 1,5 millilitri contenente la soluzione precursore precaricata.

Dopo che lo ioduro di metile C-11 è passato attraverso l'ansa per 180 secondi, iniettare la miscela di reazione sulla colonna HPLC semi-preparativa per la purificazione. Raccogliere il campione di frazione in un grande pallone di raccolta contenente 25 millilitri di acqua deionizzata sterile. Caricare la miscela diluita su una cartuccia di estrazione in fase solida leggera C-18 o SPE.

Lavare il prodotto con altri 10 millilitri di acqua deionizzata sterile. Quindi, eluire il prodotto desiderato dal C-18 light SPE utilizzando un millilitro di etanolo a 200 gradi. Dirigere l'eluizione in un pallone di formulazione precaricato con sei millilitri di cloruro di sodio allo 0,9% per preparazioni iniettabili.

Sciacquare ulteriormente il C-18 light SPE con altri tre millilitri di cloruro di sodio allo 0,9% per iniezione dal serbatoio V-4. Raccogliere la soluzione finale nel matraccio di formulazione e farla passare attraverso un filtro sterilizzante da 0,22 micrometri in una fiala di vetro sterile apirogena di tipo USP da 50 millilitri preassemblata, sigillata con un setto di gomma e aggraffata con un tappo di alluminio. Successivamente, utilizzare i telemanipolatori per trasferire un campione dalla fiala del prodotto finale in una siringa per la tubercolosi.

Trasferire la siringa nella sala di controllo qualità utilizzando un supporto schermato in piombo. In un'area schermata dal piombo, espellere il campione in una provetta apirogena. Dispensa il campione in fiale di vetro più piccole per analisi HPLC e GC.

Applicare una piccola aliquota su una striscia di pH per determinare il pH del prodotto finale. I profili analitici HPLC per ER-176 hanno mostrato un tempo di ritenzione di picco di 6,103 minuti con una concentrazione di 1,1 microgrammi per millilitro. Il profilo analitico HPLC del radiotracciante per C-11 ER-176 ha mostrato un tempo di ritenzione di picco prominente di 6,356 minuti con una purezza radiochimica superiore al 99% e una radioattività media di fine sintesi di 5,4 G becquerel, nonché un'attività molare media di 194 G becquerel per micromole.

Il tempo di sintesi complessivo per la produzione del carbonio-11 ER-176 è stato di 36 minuti.