1-(2-[18F]플루오로에틸)-L-트립토판의 방사 합성 1-포트, 2단계 프로토콜 사용

요약

여기에서는 트립토판 대사를 연구하기위한 양전자 방출 단층 촬영 이미징 제 인 1-(2-[^18F]Fluoroethyl)-L-트립토판의 방사 합성을 설명하며, 우수한 방사 화학적 수율, 높은 거울상 이성질체 과잉 및 높은 신뢰성을 갖춘 방사선 화학 합성 시스템에서 1 포트, 2 단계 전략을 사용합니다.

초록

키누레닌 경로 (KP)는 트립토판 대사를위한 주요 경로입니다. 증거는 KP의 대사 산물이 면역 조절, 신경 조절 및 신경 독성 효과로 인해 종양 증식, 간질, 신경 퇴행성 질환 및 정신 질환에 중요한 역할을한다는 것을 강력하게 시사합니다. 트립토판 대사를 매핑하기 위해 가장 광범위하게 사용되는 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 제제 인 α-[^11C]methyl-L-tryptophan ([^11C]AMT)은 힘든 방사 합성 절차로 20 분의 짧은 반감기를 가지고 있습니다. 현장 사이클로트론은 [^11C]AMT를 방사성합성하는 데 필요합니다. 제한된 수의 센터 만이 전임상 연구 및 임상 조사를 위해 [^11C] AMT를 생산합니다. 따라서, 더 긴 반감기를 가지며, 생체내 동역학에 유리하고, 자동화가 용이한 대체 영상화제의 개발이 절실히 요구된다. 불소-18-표지된 트립토판 유사체인 1-(2-[^18F]플루오로에틸)-L-트립토판의 유용성 및 가치는 세포주 유래 이종이식편, 환자 유래 이종이식편 및 형질전환 종양 모델에서의 전임상 적용에서 보고되었다.

이 논문은 1-포트, 2-스텝 전략을 사용하여 1-(2-[^18F]플루오로에틸)-L-트립토판의 방사성 합성을 위한 프로토콜을 제시한다. 이 프로토콜을 사용하여, 방사성 추적기는 20 ± 5 % (합성 끝에서 감쇠 보정, n > 20) 방사성 화학 수율로 생성 될 수 있으며 방사성 화학적 순도와 거울상 이성질체 초과 모두 95 % 이상입니다. 이 프로토콜은 각 단계에서 0.5 mL 이하의 반응 용매를 가진 작은 전구체 양, 잠재적으로 독성이 있는 4,7,13,16,21,24-헥사옥사-1,10-디아자비시클로[8.8.8]헥사코산(K222)의 낮은 로딩, 정제를 위한 환경 양성 및 주사 가능한 이동상을 특징으로 한다. 상기 프로토콜은 상용화된 모듈에서 임상 조사를 위해 1-(2-[^18F]플루오로에틸)-L-트립토판을 생산하도록 용이하게 구성될 수 있다.

서론

인간에서 트립토판은 매일식이 요법의 필수 구성 요소입니다. 트립토판은 주로 키누레닌 경로(KP)를 통해 대사된다. KP는 2개의 속도 제한 효소인 인돌아민 2, 3-디옥시게나제(IDO) 및 트립토판 2,3-디옥시게나제(TDO)에 의해 촉매된다. 트립토판의 95% 이상이 키뉴레닌과 그 하류 대사산물로 전환되어 궁극적으로 세포 에너지 전달에 필수적인 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오타이드를 생성합니다. KP는 면역 체계의 핵심 조절자이며 신경 가소성 및 신경 독성 효과의 중요한 조절자입니다^1,2. 비정상적인 트립토판 신진 대사는 다양한 신경 학적, 종양학적, 정신과 적 및 대사 장애에 연루되어 있습니다. 따라서, 방사성 표지된 트립토판 유사체는 임상 조사에 광범위하게 사용되어 왔다. 가장 흔한 두 가지 임상적으로 조사된 트립토판 방사성 추적제는 11C-α-메틸-L-트립토판 ([11C]AMT) 및 11C-5-하이드록시트립토판 (^11C-5-HTP)3이다.

1990년대에 1....

프로토콜

주의: 프로토콜에는 방사성 물질이 포함됩니다. 방사성 물질의 추가 복용량은 암과 같은 건강에 악영향을 미칠 가능성이 비례적으로 증가 할 수 있습니다. 연구원은 뜨거운 세포 또는 납 후드에서 적절한 보호와 함께 방사성 합성 프로토콜을 안내하기 위해 '합리적으로 달성 할 수있는만큼 낮은'(ALARA) 용량 관행을 따라야합니다. 직접 접촉 시간을 최소화하고, 리드 실드를 사용하며, 방사성 합성 공정에서 방사선 노출 단계를 위한 최대 거리를 유지하는 것이 필수적입니다. 전체 실험에 걸쳐 방사선 선량 측정 배지와 손 모니터링 링을 착용하고 장갑, 슬리브 및 발과 같이 잠재적으로 오염 된 표면을 자주 모니터링하십시오. 방사성 물질의 사용, 운송 및 폐기를 위해 원자력 규제위원회 (NRC), 지역 및 기관 규정을 준수해야합니다.

1. 초기 준비

1. 반분취용 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 위해 50mM 아세트산나트륨/아세트산 이동상으로 10% 에탄올을 준비합니다.
   1. 빙초산 3 mL를 깨끗한 1000 mL 용적 플라스크에 넣는다. 900 mL의 초순수 (25°C에서 18백만 옴-cm 저항률)를 용적 플라스크에 첨가하는 단계; 약 8 mL의 6 M 수산화나트륨 용액을 첨가하고, 보정된 pH 측정기 및 pH 스트립을 사용하여 ....

결과

반응식은 도 1에 나타내었다. 방사성 표지는 다음의 두 단계를 포함한다: 1) 토실레이트 방사성 표지 전구체와 [18F]플루오라이드의 반응은 18F 표지된 중간체를 제공하고, 2) 중간체에서 tert-부틸옥시카르보닐 및 tert-부틸 보호기의 탈보호는 최종 생성물 L-[^18F]FETrp를 제공한다. 두 반응 단계 모두 100°C에서 10분 동안 계속된다.

상업 공급 업체로부터 [^18F] 플루오라이드를 받기 전에 시약 바이알, 제제 바이알 및 카트리지를 조립하십시오. 반-제조제, QC 시스템을 평형화시키고; QC 시스템 적합성 테스트를 실행합니다. L-[^18F]FETrp의 방사성 합성을 위한 상세한 워크플로우는 그림 2에 요약되어 있다. 간단히 말.......

토론

트립토판은 인간에게 필수적인 아미노산입니다. 그것은 기분,인지 기능 및 행동의 조절에 중요한 역할을합니다. 방사성 표지된 트립토판 유도체, 특히 탄소-11-표지된 [^11C]AMT는 세로토닌 합성^38,39 매핑, 종양 검출 및 등급화40, 간질 수술 안내^41,42, 당뇨병에서의 치료 반응 평가⁴³에서의 독특한 역할로 인해 광범위하게 연구되어 왔다. 그러나 짧은 반감기와 힘든 방사성 표지 절차는 [^11C]AMT의 광범위한 적용을 제한합니다. 트립토판 대사를위한 불소 -18 표지 제제를 개발하기위한 노력이 진행 중입니다. 최근의 두 검토 논문은 불소-18-표지된 트립토판 영상화제

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
[18F]불소[18O]H2O	PETNET Solutions Inc.	N/A
4,7,13,16,21,24-헥사옥사-1,10-디아자비시클로[8.8.8]헥사코산	아크로스	291950010	크립토픽스 222 또는 K222, 98%
아세트산	아크로스	222142500	99.8%
세토니트릴	시그마-알드리치	271004	무수, 99.8%
애질런트 1260 HPLC 시스템	애질런트 테크놀로지	애질런트 1260	애질런트 1260 시리즈
분석 카이랄 HPLC 컬럼	Sigma-Aldrich	12024AST	Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm × 4.6 mm
이산화탄소, 60 LBS	에어가스	REFR744R200S	99.99%
D-FETrp 표준 참조	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	맞춤형 합성
빈 멸균 바이알	Jubilant HollisterStier	7515	20 mm 클로저, 10 mL
에탄올	Decon Labs	2716	200 프루프, USP 등급. 99.9%
Fisherbrand 13mm 주사기 필터, 0.22 & 마이크로; m, PVDF, 멸균	Fisher Scientific	09-720-3
염산	Sigma-Aldrich	30721	≥ 37%
Isopropanol	Decon Labs	8316	70%, sterile
L-[18F]FETrp 방사성 라벨링 전구체	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	맞춤형 합성
L-FETrp 표준 참조	Affinity Research Chemicals Inc	N/A	맞춤형 합성
Light C8 카트리지	Waters	WAT036770	Sep-Pak  C8 플러스 라이트 카트리지
바늘, 20G× 1	Becton-Dickinson & Co.
305175 바늘, 20 G x 1 ½	Becton-Dickinson & Co. (벡턴-디킨슨 & 컴퍼니)
바늘, 21 G x 2	Becton-Dickinson & Co.
중성 알루미늄 산화물	Waters	WAT023561	Sep-Pak 알루미나 N 플러스 라이트
나일론 멤브레인 (0.20 µ m )	MilliPore	GNWP04700	47 mm
Pall Acrodisc 25 mm 주사기 멸균 필터	Pall Corporation	4907
PETCHEM 방사 화학 합성 시스템	PETCHEM Solutions Inc. Pinckney, MI	N / A	방사선 합성기
pH 스트립 2.0 - 9.0	EMD Millipore	1.09584.0001
탄산 칼륨	시그마 - 알드리치	367877	99.995%
Quaternary 메틸암모늄 라이트 카트리지	Waters	186004051	Sep-Pak QMA 라이트
반준비 C18 HPLC 컬럼	Phenomenex	00D-4253-N0	100 × 10 mm
반준비 카이랄 HPLC 컬럼	Sigma-Aldrich	12034AST	Astec CHIROBIOTIC T, 25 cm × 10 mm
염화나트륨 주입 23.4%	APP Pharmaceutical, LLC	18730	USP 등급
염화나트륨 주사 0.9%	호스피라	NDC 0409-4888-10	USP 등급
수산화나트륨	Honeywell	306576	99.99%
척추 바늘, 20 G x 3 ½	Becton-Dickinson & Co. (벡턴-디킨슨 & 컴퍼니)
멸균 알코올 준비 패드	BioMed Resource Inc.	PC661
멸균 빈 바이알, 2mL	Hollister Stier	7505ZA	13mm 마개
멸균 빈 바이알, 30mL	Jubilant HollisterStier	7520ZA	20mm 마개
주사기 PP/PE, 3mL, Luer Lock	Air-Tite	4020-X00V0
주사기 PP/PE, 5mL, Luer Lock	Becton-Dickinson & Co.
주사기,  PP/PE, 10mL, NORM-JECT	Air-Tite	4100-000V0
주사기, 1mL, 루어 슬립	Becton-Dickinson & Co.
주사기, 3mL, Luer-Lock	Becton-Dickinson & Co.
초고순도 아르곤	Airgas	AR UHP300	99.999%
초순수	MilliporeSigma	ZRQSVP300	Direct-Q 3 탭 순수 및 초순수 정수 시스템

아스 305176305129405182309646309659309657