$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) - это молекулярная методика визуализации, которая опирается на обнаружение радиоактивного распада изотопов, прикрепленного к биологически активной молекуле, чтобы обеспечить визуализацию биохимических процессов, сигналов и преобразований in vivo . Углерод-11 (т1'2 и 20,3 мин) является одним из наиболее часто используемых радиоизотопов в ПЭТ из-за его изобилия в органических молекул и короткий период полураспада, который позволяет для нескольких контрольных администраций в тот же день к тому же человеку или животному вопросу и снижает радиационную нагрузку на пациентов. Многие трассы помечены с этим изотопом используются в клинических исследованиях и в фундаментальных исследованиях здоровья для in vivo ПЭТ-изображения классических и возникающих биологически значимых целей -11C raclopride для D2/D3 рецепторов,No 11C PiB для амилоидных бляшек,No 11C'PBR28 для белка транслокатора - назвать лишь некоторые из них.
Углерод-11 помечены ПЭТ трассаторы в основном производятся через 11C-метилирования нерадиоактивных прекурсоров, содержащих -OH (алкоголь, фенол и карбоксиловая кислота), -NH (амина и амида) или -SH (тиол) групп. Короче говоря, изотоп генерируется в газовой цели циклотрона через 14N (p, )11C ядерной реакции в химической формеNo 11C'CO2. Последний затем преобразуется в11Сметилйййййййййййййййййййд(No 11C'CH3I) либо с помощью влажной химии (сокращение до11C'CH3OH с LiAlH4, за которым следует закалка с HI)1 или сухой химия (каталитическое снижение до11C'CH4 с последующим радикальным йодинацией с молекулярным I2)2. 11С. CH3Я могу затем быть преобразованы в более реактивные 11C-метил трифлат (No11C CH3OTf), передавая его над серебряной колонкойтрифла3. 11C-метилирование затем выполняется либо восходящей радиоактивный газ в раствор нерадиоактивного предшественника в органическом растворителе или через более элегантный плен растворителя "петля" метод4,5. 11C-tracer затем очищается с помощью HPLC, переформулируется в биосовместимый растворитель, и прошел через стерильный фильтр, прежде чем вводиться к людям. Все эти манипуляции должны быть быстрыми и надежными, учитывая короткий период полураспада углерода-11. Однако использование системы HPLC значительно увеличивает потери трассировщика и время производства, часто требует использования токсичных растворителей, усложняет автоматизацию и иногда приводит к неудачным синтезам. Кроме того, необходимая очистка реакторов и колонны HPLC продлевает задержки между синтезами последующих трассиковых партий и увеличивает подверженность персонала радиации.
Радиохимия фтора-18 (т1'2 и 109,7 мин), другие широко используемые ПЭТ изотоп, недавно была выдвинута через развитие кассетных комплектов, которые излечиваются необходимость очистки HPLC. Используя картриджи из твердой фазы (SPE), эти полностью одноразовые комплекты позволяют надежное рутинное производство 18F-трассеров, в том числе18F-FDG,No 18F'FMISO,No 18F'FMC и др., с более коротким синтезом сокращение участия персонала и минимальное техническое обслуживание оборудования. Одной из причин, по которой углерод-11 остается менее популярным изотопом в ПЭТ-изображении, является отсутствие аналогичных комплектов для обычного производства 11C-трассеров. Их разработка позволит значительно повысить синтетическую надежность, повысить радиохимические урожаи и упростить автоматизацию и профилактическое обслуживание производственных модулей.
Имеющиеся в настоящее время производственные комплекты используют недорогие одноразовые картриджи SPE вместо столбцов HPLC для отделения радиотрактора от неотреагированных радиоактивных изотопов, прекурсоров и других радиоактивных и нерадиоактивных побочных продуктов. В идеале реакция радиомаркировки также происходит на том же картридже; Например, фторметилирование диметиламиноэтана с газообразным газомNo 18F'CH2BrF при производстве пэт-трекера длявизуализации рака простаты 6. Хотя аналогичные процедуры для радиомаркировки нескольких 11C-трассировочных веществ на картриджах были зарегистрированы7,8 и стал особенно мощным для радиосинтезаNo 11C'choline9 и11C'methionine10, эти примеры остаются ограниченными онкологических ПЭТ трассаторов, где отделение от предшественника часто не требуется. Недавно мы сообщили о разработке«11комплектов» для производства11C'CH3I11 и последующего 11C-метилирования, а также твердого фазово-поддерживаемого синтеза12 в наших усилиях по упростить рутинное производство 11C-трассировок. Здесь мы хотим продемонстрировать наш прогресс на примере твердой фазы, поддерживаемой радиосинтезомNo 11C'PiB, радиотрейстом для изображения АЗ, который произвел революцию в области визуализации болезни Альцгеймера (АД), когда она была впервые разработана в 2003 году ( Рисунок 1) 13,14. В этом методе, летучиеNo 11C CH3OTf (bp 100 кв. C) передается через 6-OH-BTA-0 прекурсор на хранение на мели с одноразовым картриджом. ПЭТ-трассировщик No11C'PiB затем отделяется от прекурсора и радиоактивных примесей путем выяснения картриджа с биосовместимым aqueous этанолом. Кроме того, мы автоматизировали этот метод радиосинтеза No11C'PiB с помощью дистанционно управляемого модуля синтеза радиохимии и одноразовых кассетных комплектов. В частности, мы реализовали этот радиосинтез на 20-клапанном радиохимическом модуле, оснащенном шприц-драйвом (дозатором), который подходит для стандартных 20 мл одноразового пластикового шприца, контроллера потока газа, вакуумного насоса и датчика. Благодаря простоте этого метода, мы уверены, что он может быть изменен на ибольшинство коммерчески доступных автоматизированных синтезаторов, либо кассетных или тех, оснащенных стационарными клапанами. Этот метод, поддерживаемый твердой фазой, облегчает производство11C'PiB в соответствии с правилами хорошей производственной практики (GMP) и повышает надежность синтеза. Описанный здесь метод также уменьшает количество прекурсора, необходимого для радиосинтеза, использует только "зеленые" биосовместимые растворители и уменьшает время между последовательными производственными партиями.