^18年陽電子放射断層撮影用フッ化ケイ素アクセプタ(SiFA)で機能化した放射性トレーサーのFラベリング

以下の手順の全体的な目的は、放射性核種フッ素-18、またはF-18を用いたリガンドの標識を実証すること、フッ化ケイ素アクセクサ化合物を用いて、以下SiFAと呼ぶ。F-18でリガンドを標識し、体内に注入すると、陽電子放出断層撮影(PET)を有する多数の疾患のイメージングが可能になります。フッ素-18は、PETイメージングのための最も重要な放射性核種の一つです。

それは109分の半減期を有し、その崩壊の97%は陽電子放出によるものであり、PETのイメージ投射にはほぼ完璧である。ペプチドやタンパク質は、多段階合成によって形成されたビルディングブロックを必要とするため、F-18でラベル付けすることは特に困難です。さもなければ、高分子は利用可能なPETトレーサーの大部分を構成する。

F-18の放射標識の複雑さを減らすために、信頼性の高いツールとしてフッ化ケイ素アクセクサが導入されました。SiFA群は、2つの第三次ブチル基に接続された中央シリコン原子、誘導体化フェニル部分、およびフッ素原子から構成される。この2つの三次ブチル基は、フッ化ケイ素結合に加水分解安定性を付与し、これはイメージング剤としてのSiFAコンジュゲートの生体内適用にとって重要な特徴である。

フェニル部分は、放射性核種と生物学的に活性な分子との間のリンカーとして機能し、この図ではRとして表される。生体分子に結合すると、SiFAビルディングブロックは、同位体交換反応の活性化エネルギーが低いため、フッ素-19を放射性フッ素-18と容易に交換します。標識前駆体とF-18標識化合物は化学的に同一であり、精製は比較的簡単です。

SiFAで使用される非正規同位体交換標識技術は、トリフルオロポリエン酸同位体交換およびフッ化アルミニウムキレート化などの他の新規標識技術とのラベル化を容易にするため同等である。F-18は放射性同位体であることを覚えておいてください。したがって、適切なシールドの背後にあるすべての手順を実行する必要があります。

鉛遮蔽は、このタイプの放射線に適しています。この手順全体を通して放射線検出バッジを着用してください。さらに、放射能で汚染される可能性があるため、合成後に何かに触れる前に手袋を直ちに処分します。

手/足のモニターだけでなく、袖、手、足の汚染をチェックするためにパンケーキガイガーカウンターを利用します。かなりの数の小さな有機分子がフッ素-18で標識されています。しかし、介入有機化学は、典型的には、これらの分子にF-18を組み込むために厳しい反応条件を必要とします。

これらの条件は、通常、タンパク質やペプチドなどの敏感な化学的機能性および繊細な高分子と互換性がありません。したがって、これらの分子を標識する新規の方法が求められている。SiFA技術の主な利点は、F-18ラジオ医薬品がより少ないトレーニングと経験で調製できるように、最小限の精製で1つまたは2つのステップ内で複雑な手順を完了できることです。

この技術の意味は、実験的生体分子の生体内応用に関心を持つ研究グループにも及ぶ。SiFA標識方法論はO-18水の陽子爆撃によってサイクロトロン施設で日常的に生産されるF-18フッ化物を利用する。ほとんどのF-18反応では、F-18フッ化物をシクロトロン水から分離して、反応のために高求核性F-18陰イオンの無水有機ストック溶液を調製する必要があります。

これは一般的に、アニオン交換カートリッジ上のF-18フッ化物の捕捉を通じて達成され、フッ化物を塩基で溶出し、アセトニトリルに溶解し、乾燥反応溶媒中で再懸濁する前に得られた溶液をアゼオトロピカルに乾燥させる。QMA交換カートリッジに5モル炭酸カリウムを加え、続いて脱イオン水をプレコンディショニングします。次に、図のように男性から男性へのアダプタを使用して、事前調整されたQMAカートリッジを通してF-18フッ化物の水溶液を逆に渡します。

大量の放射能を処理する場合、これらのステップは、自動合成モジュールを使用するか、シリンジに追加のシールドを使用して実行することができます。酸素-18水を捨てます。クリプトフィックス、炭酸カリウム、アセトニトリルの溶液を用いてQMAカートリッジから固定F-18陰イオンの最初の4滴を厚い壁のVバイアルに放出し、バイアルを密封する。

90度に加熱されたオイルバスにバイアルを置きます。放射性フッ化物の大部分がこれらの滴でQMAから溶出するので、最初の4滴のみが使用されます。これにより、SiFA部分の劣化を避けるために必要なF-18ストック溶液に繰り越されるベースの量が減少します。

ベント針とアルゴンガスの流れに接続された針を挿入し、その後、溶媒を蒸発させるために5分待ちます。水の痕跡を除去するには, アセトニトリルを追加して共沸蒸発を容易にします。.乾燥を確実にするために、このステップを2回完了します。

アルゴンおよびベント針を除去した後、乾燥フッ化物残渣を選択した溶媒中に再懸濁し、この場合はアセトニトリル、反応性の高いF-18のストック溶液を作成する。このソリューションは、ラベル付けに使用できるようになりました。C18ライトカートリッジをエタノールと蒸留水でリンスして事前調整します。

F-18フッ化物ストック溶液をSiFA標識前駆体を含む反応バイアルに添加する。反応に必要な活性量に応じて、全体のストック溶液を追加するか、またはアリコートを加えることができます。攪拌せずに室温で5分間反応を進行させます。

反応混合物をリン酸モル1個を含むシリンジにドロップします。事前に調整された C18 カートリッジを通して、ラベル付きトレーサをトラップして、ソリューションを渡します。次に、カートリッジを蒸留水で洗い、次にトレーサーをエタノールで溶かします。

注射用の無菌リン酸バッファーで希釈します。得られた精製F-18標識トレーサーを滅菌フィルターを通して渡す。小動物イメージング用の明確なPET画像を得るためには、分割された患者の用量は5〜8メガベクレルの間でなければなりません。

人間の使用のために、分割された患者の線量は200〜300メガベクレルの間でなければならない。逆相C18カラムを搭載したHPLCシステムにF-18ラベルトレーサーの小さなアリコートを収集して注入し、放射性化学的純度が95%を超えることを確認し、F-18ラベル付きSiFAトレーサーを動物または人間の被験者に注入することができ、PETスキャナから収集された動的データを再構築して3次元PET画像の時系列を作成することができます。一例では、前立腺癌イメージング用に開発されたこのSiFAタグ付き低分子トレーサーは、前臨床試験のためにマウスに移植された腫瘍を可視化するためにうまく利用されている。

SiFAタグは、チロシン-3-オクトレオテートまたはTATEなどの放射性標識、癌標的ペプチドに適していることも示されている。ここに示すSiFAlin-TATEトレーサーとラベル付けされたF-18は、癌患者の神経内分泌腫瘍を視覚化するために使用されてきた。トリフルオロポリアおよびアルミニウムフッ化物キレートと並ぶSiFA標識化学は、室温以下で非常に効率的な同位体交換反応を採用した最初のF-18標識方法の1つを表す。

この方法は、従来の放射表示手順と比較して、化学消費量と放射性暴露を最小限に抑える、わずか30分で完了することができます。