Summary
Una procedura per l'isolamento di EOB-DTPA e successiva complessazione con Ga naturale (III) e 68 Ga è presentato qui, nonché un'attenta analisi di tutti i composti e ricerche sull'efficienza etichettatura, la stabilità in vitro e l'ottanolo / acqua coefficiente di distribuzione del complesso radiomarcato.
Abstract
Abbiamo dimostrato un metodo per l'isolamento di EOB-DTPA (3,6,9-triaza-3,6,9-tris (carbossimetil) -4- (etossibenzile) Acido -undecanedioic) dalla sua Gd (III) e protocolli per preparazione del suo romanzo non radioattiva, cioè, naturale Ga (III) così come radioattivo 68 complesso Ga. Il legante, nonche la Ga (III) sono stati caratterizzati mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR), spettrometria di massa e analisi elementare. 68 Ga è stato ottenuto con un metodo eluizione standard da un / 68 generatore 68 Ge Ga. Gli esperimenti per valutare l'efficienza di 68 Ga-etichettatura dei EOB-DTPA a pH sono stati eseguiti 3,8-4,0. tecniche di analisi stabilito la radio TLC (cromatografia su strato sottile) e HPLC della radio (cromatografia liquida ad alte prestazioni) sono stati utilizzati per determinare la purezza radiochimica del tracciante. Come prima indagine di lipofilia 68 Ga traccianti 'la ottanolo / acqua distributioCoefficiente di 68 specie Ga presenti in una soluzione a pH 7,4 è stato determinato mediante un metodo di estrazione. In vitro misure di stabilità del tracciante in vari media a pH fisiologico state eseguite, rivelando diversi tassi di decomposizione.
Introduction
Acido gadoxetico, un nome comune per il complesso di Gd (III) del ligando EOB-DTPA 1, è un agente di contrasto utilizzato frequentemente nell'imaging epatobiliare risonanza magnetica (MRI). 2,3 Grazie al suo assorbimento specifico epatociti del fegato e un'alta percentuale di escrezione epatobiliare consente la localizzazione di lesioni focali e tumori epatici. 2-5 Tuttavia, alcune limitazioni della tecnica MRI (ad esempio, tossicità dei mezzi di contrasto, limitata applicabilità nei pazienti con impianti claustrofobia o metallo) richiedono uno strumento diagnostico alternativa .
Tomografia ad emissione di positroni (PET) è un metodo di imaging molecolare, in cui viene somministrata una piccola quantità di una sostanza radioattiva (tracciante), su cui la sua distribuzione nel corpo è registrato da uno scanner PET. 6 PET è un metodo dinamico che consente per alta risoluzione spaziale e temporale delle immagini così come quantificazione dei risultati, senza doveraffrontare gli effetti collaterali degli agenti di contrasto per MRI. Il valore informativo delle informazioni metaboliche ottenuto può essere ulteriormente aumentata combinazione con dati anatomici ricevuti da metodi di imaging addizionali, come più comunemente realizzato da immagini ibrida con la tomografia computerizzata (CT) in scanner PET / CT.
La struttura chimica di un tracciante adatto per PET deve includere un isotopo radioattivo che funge da emettitore positroni. Positroni hanno una breve durata in quanto si annichilano quasi immediatamente con gli elettroni dei gusci atomo di tessuto circostante. Con annientamento due fotoni gamma 511 keV con direzione opposta del movimento sono emessi, che sono registrati dallo scanner PET. 7,8 Per formare un tracciante, nuclidi PET possono essere legati covalentemente ad una molecola, come avviene in 2-deoxy- 2- [18 F] fluoroglucose (FDG), il PET tracciante più ampiamente utilizzato. 7 Tuttavia, un nuclide può anche formare legami di coordinazione a uno o più leganti (ad esempio, [68 Ga] -DOTATOC 9,10) o essere applicato come sali inorganici disciolti (ad esempio, [18 F] sodio fluoruro 11). Complessivamente, la struttura del tracciante è fondamentale in quanto determina il comportamento biodistribuzione, metabolismo ed escrezione.
Un adatto nuclide PET deve combinare caratteristiche favorevoli come conveniente energia positrone e disponibilità così come un'emivita adeguata per l'indagine previsto. Il 68 Ga nuclide è diventata una forza essenziale nel campo della PET negli ultimi due decenni. 12,13 Ciò è dovuto principalmente alla sua disponibilità attraverso un sistema di generatore, che permette etichettatura sul posto indipendentemente dalle vicinanze di un ciclotrone. In un generatore, la madre nuclide 68 Ge viene assorbito su una colonna da cui figlia nuclide 68 Ga viene eluito e successivamente etichettata per un chelante adeguato. 6,14 Poiché il 68 Ga nuclide esiste come trivalent cazione proprio come Gd (III) 10,13, chelanti EOB-DTPA con 68 Ga invece produrrebbe un complesso con la stessa carica negativa complessiva come acido gadoxetico. Di conseguenza, che il 68 Ga tracciante potrebbe combinare una caratteristica simile specificità del fegato con l'idoneità per l'imaging PET. Sebbene l'acido gadoxetico viene acquistato e somministrato come sale disodico, nel contesto seguente si farà riferimento ad esso come Gd [EOB-DTPA] e dal complesso non radioattivo Ga (III) come Ga [EOB-DTPA], o 68 Ga [ EOB-DTPA] nel caso della componente radiomarcato per motivi di convenienza.
Per valutare la loro applicabilità come traccianti per PET, complessi metallici radioattivi devono essere esaminate estesamente in vitro, in vivo o ex vivo esperimenti prima. Per determinare l'idoneità per un rispettivo problema medico, varie caratteristiche traccianti come comportamento biodistribuzione e profilo di liquidazione, la stabilità, la specificità degli organi e delle cellule o Tissue l'assorbimento bisogno di essere indagato. A causa del loro carattere non invasivo, le determinazioni in vitro sono spesso eseguiti prima di esperimenti in vivo. È generalmente riconosciuto che DTPA e suoi derivati sono limitatamente idonee come chelanti per 68 Ga causa di questi complessi privi inerzia cinetica, con conseguente decomposizione comparabilmente veloce quando somministrati in vivo. 14-20 Questo è principalmente causata da apo transferrina fungendo da concorrente per 68 Ga nel plasma. Tuttavia, abbiamo studiato questo nuovo tracciante per quanto riguarda la sua possibile applicazione nel campo dell'imaging epatobiliare, in cui le informazioni di diagnostica possono essere fornite in pochi minuti dopo l'iniezione 3,4,21-23, quindi non necessariamente richiedono stabilità tracciante a lungo termine. A questo scopo abbiamo isolato EOB-DTPA da acido gadoxetico e inizialmente eseguito la complessazione con Ga naturale (III), che esiste come miscela di due isotopi stabili, 69 Ga e 71 68 Ga. Abbiamo usato stabilito metodi e contemporaneamente valutato la loro idoneità per determinare l'efficienza 68 Galabeling di EOB-DTPA e di indagare la lipofilia della nuova 68 Ga tracciante e la sua stabilità in diversi media.
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Protocol
1. Preparazione di EOB-DTPA e Ga [EOB-DTPA]
Attenzione: Si prega di consultare tutte le schede di sicurezza materiale pertinente (MSDS) dei macchinari usati solventi organici, acidi e alcali prima dell'uso. Eseguire tutti i passaggi in una cappa aspirante e utilizzare dispositivi di protezione individuale (occhiali, guanti, camice da laboratorio).
- Isolamento di EOB-DTPA da acido gadoxetico
- Mettere 3 ml di 0,25 M soluzione iniettabile gadoxetico acido in un pallone. Aggiungere 500 mg (5,6 mmol) di acido ossalico alla soluzione agitata.
- Dopo agitazione per 1 ora, filtrare la sospensione attraverso una fritta con pressione ridotta. Lavare il residuo tre volte con 3 ml di acqua, rispettivamente.
- Unire i filtrati acquosi e dotare la soluzione con un elettrodo di pH. Aggiungere 12 M di acido cloridrico al filtrato finché il pH è circa -0.1.
- Rimuovere il solvente sotto vuoto ottenendo un residuo incolore. Conservare sotto gas inerte.
- Lavare accuratamente il residuo (almeno trevolte) con acetato di etile per rimuovere l'eccesso di acido ossalico. Essiccare il residuo sotto vuoto.
- Riprendere il residuo in 2 ml di acqua a temperatura ambiente e poi raffreddare la soluzione in un bagno di ghiaccio. Senza rimuovere il bagno di ghiaccio, si aggiungono 0,5 M di idrossido di sodio acquoso soluzione goccia a goccia fino alla formazione di un incolore collosa solido viene osservato.
- Rimuovere l'acqua per decantazione. Lavare i solidi altre due volte con 1 ml di acqua fredda. Essiccare il solido sotto vuoto ottenendo la prima frazione di prodotto.
- Isolare una seconda frazione del prodotto dalle frazioni combinate di acqua decantata tramite cromatografia su colonna (silice, metanolo / acqua 4/1). 24 Rimuovere il solvente sotto vuoto.
- Se il solido così ottenuto non è bianco puro, scioglierla in 1 ml di acqua, aggiungere 10 ml di etanolo e successivamente 10 ml di etere etilico per far precipitare il prodotto. Filtrare attraverso una fritta con pressione ridotta e secco sotto vuoto.
- combinareentrambe le frazioni solide di EOB-DTPA ed eseguire spettroscopica NMR, 25 spettrometria di massa 26 e 27 elementari analisi.
- Sintesi di Ga [EOB-DTPA]
ATTENZIONE: solido Ga (III) cloruro Conservare in atmosfera inerte, secco, dal momento che al contatto con l'aria, l'umidità o la decomposizione di grasso si svolge, con conseguente fumi corrosivi e la formazione di impurità giallo, marrone o nero.- Preparare una soluzione 0,11 M magazzino sciogliendo 1,94 g (11,0 mmoli) di Ga (III) cloruro in 100 ml di acqua. Diluire 1 ml di 25% soluzione acquosa ammoniacale con 4 ml di acqua.
- Sciogliere 80 mg (0,15 mmoli) di EOB-DTPA in un pallone a 10 ml di acqua. Se necessario, riscaldare il solvente per ottenere la completa dissoluzione.
- Aggiungere 1,4 ml (0,15 mmol) del Ga (III) cloruro soluzione madre. Dotare il pallone con un agitatore e pH-elettrodo. Aggiungere diluita soluzione acquosa di ammoniaca goccia a goccia fino a che il pH della soluzione è circa 4,1. Mescolare a rotemperatura om per 30 min.
- Rimuovere il solvente sotto vuoto. Posizionare il residuo in un pallone munito di un stillhead con un collo lato centrale e parallelo. Dotare collo centrale con un dito di raffreddamento e il collo laterale con una presa di pompa da vuoto
- Riscaldare il residuo a pressione ridotta (125 ° C, 0,6 mbar). Periodicamente rimuovere il cloruro di ammonio sublimata (visibile come rivestimento bianco della superficie di vetro) dal dito di raffreddamento ed ancora testa, nonché dalle parti superiori del pallone con un panno leggermente bagnato. Continuare il processo fino a quando non vi è alcuna formazione visibile di nuovo sublimato.
- Per rimuovere le ultime tracce di cloruro di ammonio lavare il residuo tre volte con 0,5 ml di metanolo caldo, rispettivamente. Essiccare il residuo incolore sotto vuoto. Eseguire NMR spettroscopica, 25 di massa spettrometria di 26 e 27 elementari analisi.
2. Procedura generale Labeling
ATTENZIONE: tutti gli exesperi- compreso il contatto diretto o indiretto con le sostanze radioattive devono essere effettuate solo da personale qualificato. Si prega di utilizzare apparecchiature schermatura appropriata. Raccogliere tutte le scorie radioattive a parte e conservare e smaltire secondo le norme vigenti.
- Eluizione del generatore
Nota: A 40 mCi 68 Ge / 68 Ga generatore con il nuclide madre vincolati come ossido di silice dodecil-3,4,5-trihydroxybenzoate è stato utilizzato. Elution e purificazione possono essere eseguite manualmente o, come nel caso in questa procedura, come un processo automatizzato combinati utilizzando una pompa peristaltica e dispositivo erogatore.- Preparare soluzioni di 5,5 M, 1,0 M e 0,05 M di acido cloridrico. Preparare una soluzione di 5,0 M di cloruro di sodio contenente 25 ml di 5,5 M di acido cloridrico per ml. Preparare una soluzione tampone a pH 4,6 combinando 4,1 g di acetato di sodio, 1 ml di HCl (30%) e 2,5 ml di acido acetico glaciale e diluendo la miscela con acqua a 50 ml.
- precondition PS-H + cartuccia lavaggio lentamente con 1 ml di 1,0 M di acido cloridrico e poi 5 ml di acqua.
- Eluire la colonna di silice del generatore con 4 ml di 0,05 M HCl. 12 Caricare il 68 Ga eluato sulla PS-H + cartuccia.
- Lavare la cartuccia con 5 ml di acqua e successivamente asciugare con 5 ml di aria. Eluire il 68 Ga dalla cartuccia con 1 ml 5.0 M acidificato soluzione di cloruro di sodio. 28
- Etichettatura di EOB-DTPA con 68 Ga
- Sciogliere 1 mg (1,9 mmol) di EOB-DTPA in 1 ml di acqua. Da questa soluzione prendere 100 ml (0,19 mmol) e diluire con 9,9 ml di acqua per preparare un 19 micron (10 mg / ml) soluzione madre di EOB-DTPA.
- Rimuovere 50 ml (pari 22-29 MBq) della soluzione contenente 68 Ga e messi in una fiala. Aggiungere 50 ml (0,5 mg) di mm soluzione stock di EOB-DTPA 19 e 300 ml of tampone per aumentare il pH a 4,0. Agitare brevemente e incubare la soluzione a temperatura ambiente per 5 min. Rimuovere una aliquota di 1-5 ml e mettere a un'analisi HPLC o TLC.
- Eseguire l'analisi HPLC la radio su una fase inversa (RP) C18 colonna 29 Utilizzare la seguente fase mobile:. A - acqua / acido trifluoroacetico (99,9% / 0,1%), B - Acido acetonitrile / trifluoroacetico (99,9% / 0,1%), pendenza : 06 min 80% A → 0% A (0,5 ml / min), 610 min 0% A (0,5 ml / min).
- Determinare l'intensità dei picchi dei segnali radio HPLC come area sotto la curva. Calcolare la resa di etichettatura radiochimica purezza (RCP) del tracciante come segue:
RCP = A Ga-EOB-DTPA / (A + A Ga Ga-EOB-DTPA) ∙ 100%
Un Ga-EOB-DTPA: area sotto la curva di 68 Ga [EOB-DTPA]
A Ga: area sotto la curva del libero 68 Ga
3. etichettatura dell'efficienza
- Eseguire procedure di etichettatura come descrittod nella sezione 2. Utilizzare una serie coerente di avviare l'attività di 68 Ga eluato, ad esempio, 22-29 MBq (40-140 ml, a seconda della freschezza del eluato).
- Aggiungere la quantità richiesta di soluzione tampone per regolare il pH a 3,8-4,0 (40-190 microlitri, a seconda del volume di 68 Ga eluato). Aggiungere la quantità richiesta di soluzione di legante magazzino (10-70 ml di una soluzione di 19 mm).
- Aggiungere la quantità necessaria di acqua per regolare il volume complessivo di ogni sonda etichettatura a 1,75 ml. Mescolare accuratamente e lasciare riposare il campione per 5 minuti a temperatura ambiente. Effettuare analisi HPLC come descritto al punto 2 per determinare la resa di etichettatura.
- Eseguire le procedure di etichettatura con quantità di legante tra 0,1 mg e 0,7 mg a passi di 0,1 mg. Effettuare esperimenti in triplicato per ciascuna concentrazione ligando. Calcolare la resa media e deviazione standard.
4. In Vitro stabilità
- p GeneraleROCEDURA e preparati
- Sciogliere una compressa di tampone fosfato salino (PBS) in 200 ml di acqua deionizzata per preparare una soluzione madre PBS con una concentrazione di fosfato 10 mM.
- Eseguire etichettatura di 22-29 MBq 68 Ga con 0,5 ml di soluzione stock EOB-DTPA, come descritto nella sezione 2. A seconda del volume del 68 Ga eluato, regolare la quantità di tampone, come descritto nella sezione 3. Prelevare campioni di soluzione di etichettatura contenente 6-12 MBq di tracciante per eseguire misure di stabilità.
- Eseguire la radio analisi TLC su piastre di alluminio 80 mm di gel di silice rivestite con 0,1 M citrato di sodio acquoso come eluente e analizzare le piastre con uno scanner radioattività TLC. 30 Determinare le intensità dei segnali TLC come area sotto la curva. Calcolare la RCP del tracciante come segue:
RCP = A Ga-EOB-DTPA / (A-Ga libero + A Ga-EOB-DTPA + A Ga-colloidale) ∙ 100%
Un Ga-EOB-DTPA: area sotto la curva di 68 Ga [EOB-DTPA]
Un Ga-libera: area sotto la curva del libero 68 Ga
Un Ga-colloidale: area sotto la curva di colloidale 68 Ga - Calcolare RCP t / RCP 0 per ogni punto di tempo. Tracciare la RCP in tal modo standardizzato rispetto differenza di tempo da quando il punto di partenza t = 0 min.
RCP t = RCP di 68 Ga [EOB-DTPA] al punto di tempo t.
RCP = 0 RCP di 68 Ga [EOB-DTPA] al tempo t = 0 min.
- Stabilità in tampone fosfato (A)
- Per 65 ml di soluzione di etichettatura aggiungere 150 ml di soluzione madre PBS e 60 ml di soluzione di idrossido di sodio (0,1 M) per sollevare il pH a 7,4. Mescolare accuratamente.
- Rimuovere una aliquota di 1-5 microlitri per effettuare analisi TLC ( 'punto di partenza'). memorizzare immediatamente la soluzione in un incubatore a 37 ° C e rimuovere aliquote di effettuare analisi TLC a rappresentareative punti di tempo più di 3 ore.
- Stabilità verso eccesso di apo -transferrin in PBS (B)
- Per 120 ml di soluzione di etichettatura aggiungere 50 ml di soluzione madre PBS e 430 ml di soluzione di idrossido di sodio (0,1 M) per sollevare il pH a 7,4. Aggiungere 40 ml di una soluzione di apo -transferrin (25 mg / ml). Mescolare accuratamente.
- Rimuovere una aliquota di 1-5 microlitri per effettuare analisi TLC ( 'punto di partenza'). memorizzare immediatamente la soluzione in un incubatore a 37 ° C e rimuovere aliquote di effettuare analisi TLC in punti temporali rappresentativi oltre 3 ore.
- Stabilità in siero umano (C)
- Per 500 ml di siero umano aggiungere 25 ml di soluzione di etichettatura e 45 ml di soluzione di idrossido di sodio (0,1 M) per sollevare il pH a 7,4. Mescolare accuratamente.
- Rimuovere una aliquota di 1-5 microlitri per effettuare analisi TLC ( 'punto di partenza'). memorizzare immediatamente la soluzione in un incuBator a 37 ° C e rimuovere aliquote di eseguire analisi TLC in momenti rappresentativi di oltre 3 ore.
5. Determinazione del coefficiente di ripartizione LoGD
- Eseguire procedure di etichettatura, come descritto nella sezione 2. Per 50 ml di soluzione di etichettatura aggiungere 20 ml di soluzione madre PBS e 170 ml di soluzione di idrossido di sodio (0,1 M) per sollevare il pH a 7,4.
- Prelevare 200 ml di questa soluzione e metterla in una plastica V-fiala. Aggiungere 200 ml di n-ottanolo. Chiudere la fiala e vortex per 2 min. Poi centrifugare il campione a 1.600 xg per 5 min.
- Rimuovere triplicato da 40 ml dalla fase n n-octanolo e la fase acquosa ogni e metterli in V-flaconcini separati. Fare attenzione a non mischiare gli strati.
- Misurare l'attività di ciascun campione in un contatore gamma bene per 30 sec. Per ogni campione ripetere la misurazione immediatamente due volte e ne calcola la media dell'attività Ᾱ t t così guadagnato, W1, Ᾱ t, W2 e Ᾱ t, W3 (attività in campioni acquosi) e Ᾱ t, O1, Ᾱ t, O2, Ᾱ t, O3 (attività in n- ottanolo) insieme con il rispettivo punto t momento della loro determinazione.
- Definire il punto di tempo della misurazione dell'ultimo campione come t 0. Determinare ed elencare Dt in min calcolando At = TT 0. Eseguire la correzione di decadimento Ᾱ t, utilizzando la seguente formula:
Ᾱ 0 = Ᾱ t · 2 (Dt / 68 min). - Calcolare Ᾱ 0, W come media di Ᾱ 0, W1, Ᾱ 0, W2 e Ᾱ 0, W3 e Ᾱ 0, O come media di Ᾱ 0, O1, Ᾱ 0, O2 e Ᾱ 0, O3. Calcolare LoGD utilizzando la seguente formula:
LoGD = log [(Ᾱ - Eseguire l'intero esperimento in triplicato e calcolare la media LoGD insieme con la sua deviazione standard.
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Representative Results
Il ligando EOB-DTPA e Ga non radioattivo (III) sono stati analizzati mediante 1 H e 13 C {1} H spettroscopia NMR, spettrometria di massa e analisi elementare. I risultati riportati in Tabella 1 e rappresentati nelle figure 1-6 verifica la purezza delle sostanze.
Eluizione del generatore 68 Ge / 68 Ga ha prodotto soluzioni di 400-600 MBq 68 Ga. I risultati descritti procedura di etichettatura nella formazione della desiderata tracciante 68 Ga [EOB-DTPA], indicati come Radio HPLC picco esibendo un tempo di ritenzione di 2,8 min (Figura 7). Il confronto con il tempo di ritenzione del campione Ga [EOB-DTPA] nel rivelatore UV-vis a 220 nm (2,7 min, Figura 8) conferma etichettatura successo. Mancanza di coordinamento 68 Ga è rilevato come la radio picco al 2,1 min (Figura7). L'efficienza 68 Ga-etichettatura di EO-BDTPA è stata studiata determinando la resa etichettatura in funzione della concentrazione di ligando mediante HPLC (Figura 9). Le rese sono state determinate in triplice copia e deviazioni standard sono state calcolate.
A seconda del pH e la concentrazione di anioni presenti in soluzione, non coordinate o non etichettati 68 Ga può esistere in varie specie, ad esempio, gallati o idrossido insolubile. 31 L'espressione generica "connessione 68 Ga" 32 viene utilizzato per tutti etichettati non specie in soluzione se l'idrossido, che è generalmente indicato come "colloidale 68 Ga". Sotto le condizioni di analisi descritte, libera 68 Ga muove con il solvente (R f = 1,0) su una lastra TLC. Colloidale 68 Ga non può essere rilevato tramite HPLC, mentre su una piastra TLC appare come un'attivitàall'origine (R f = 0). Un cromatogramma rappresentativo di una piastra TLC analizzato con uno scanner di radioattività TLC è mostrato in Figura 10. Il tracciante presenta il comportamento di ritenzione diversa, a seconda che un campione di soluzione di etichettatura (pH 3,8-4,0, R f = 0,3) o un campione fisiologico pH (R f = 0.5) è stato analizzato.
Per studiare la stabilità del tracciante, appena etichettati 68 Ga [EOB-DTPA] è stato aggiunto a campioni di pH fisiologico, contenente diluito PBS (phosphate concentrazione 5,5 mM, A), eccesso di apo transferrina (1,6 mg / ml in PBS diluito con una concentrazione di fosfato di 0,8 mM, B) e siero umano (C) rispettivamente. Nel corso del tempo, la purezza radiochimica (RCP t) di tracciante nei campioni è stata determinata mediante TLC. La percentuale di tracciante intatto è stato calcolato come rapporto tra RCP tai rispettivi punti di tempo e RCP 0 al punto di partenza (Tabella 2). Questo è stato necessario a causa delle soluzioni di etichettatura contenenti tracciante delle diverse RCP 0 (93-96%). La percentuale così standardizzata di tracciante intatto è raffigurata come una funzione del tempo nella Figura 11.
Per la determinazione dei campioni acquosi LoGD di tracciante in una soluzione PBS diluito sono stati preparati. I campioni sono stati mescolati con n-ottanolo, centrifugati e successivamente aliquote sono state rimosse per determinare la concentrazione di attività in entrambe le fasi. Valori di attività e successivo calcolo LoGD ne vengono illustrate nella Tabella 3. Il valore medio LoGD è 3.54 ± 0.08.
Figura 1. 1 H-NMR Spettro di EOB-DTPA. < / strong> Lo spettro è stato registrato in D 2 O a 400.1 MHz. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 2. 13 C {1} H-NMR spettro di EOB-DTPA. Lo spettro è stato registrato in D 2 O a 100,6 MHz. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 3. MS di EOB-DTPA (Elettrospray (ESI), metanolo, modalità negativa).54334fig3large.jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 4. 1 H-NMR spettro di Ga [EOB-DTPA]. Lo spettro è stato registrato in D 2 O a 400.1 MHz. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 5. 13 C {1} H-NMR spettro di Ga [EOB-DTPA]. Lo spettro è stato registrato in D 2 O a 100,6 MHz. Si prega di fare clic su di lei e per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 6. MS di Ga [EOB-DTPA] (ESI, metanolo, modalità negativa), insieme ad una rappresentazione dettagliata del modello isotopo del picco molecolare. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 7. Rappresentante HPLC cromatogramma di un campione di 68 Ga [EOB-DTPA] contenente in parti scoordinato 68 Ga, registrata dal rivelatore di radioattività. Non coordinata 68 Ga presenta un tempo di ritenzione di 2,1 min, mentre viene rilevato il tracciante al 2,8 min .target = "_ blank"> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 8. Rappresentante HPLC cromatogramma della sostanza di riferimento Ga [EOB-DTPA], come rilevato nel canale UV-vis a 220 nm. Il tempo di ritenzione dello standard freddo è 2.7 min. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 9. Rappresentazione di 68 efficienza Ga-etichettatura dei EOB-DTPA. La resa di etichettatura, come determinato mediante HPLC viene tracciata in funzione della concentrazione di EOB-DTPA (22-29 MBq attività di partenza, pH 3,8-4.0, 5 min, RT). La deviazione standard è rappresentato da barre di errore. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 10. Rappresentante TLC cromatogramma rivelando diverse 68 specie Ga. Un campione di 68 Ga [EOB-DTPA] a diluito PBS (concentrazione di fosfati 5,5 mm, pH = 7.4) è stata analizzata dopo 110 minuti di incubazione. Distribuzione Esempi di colloidale 68 Ga (R f = 0), 68 Ga [EOB-DTPA] (R f = 0,5) e la connessione 68 Ga (R f = 1,0) su una lastra TLC 70 millimetri, come rilevato da uno scanner radioattività TLC è presentata. Conti sono decadimento corretti. Cliccate qui per visualizzare un più grandeversione di questa figura.
Figura 11. Determinazioni di stabilità di 68 Ga [EOB-DTPA] in diversi media. Il decadimento corretti percentuale standardizzata di tracciante intatto come determinato tramite TLC, è raffigurato come una funzione del tempo. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura .
Tabella 1. Risultati delle NMR spettroscopica, MS e analisi elementari eseguite per EOB-DTPA e Ga [EOB-DTPA]. Intensità relative dei picchi MS sono espressi in%, l'assegnazione a picchi vengono riportate tra parentesi quadre. I valori CHN Elemental erano calculata per C 23 H 33 N 3 O 11 · H 2 O (EOB-DTPA) e (NH 4) 0.75 H 1.25 [C 23 H 28 GaN 3 O 11] · 2H 2 O (Ga [EOB-DTPA]).
Tabella 2. determinazione di stabilità di 68 Ga [EOB-DTPA] in diversi mezzi di comunicazione. L'RCP di 68 Ga [EOB-DTPA] nei media A, B e C è stata determinata mediante TLC in determinati intervalli di tempo. La composizione dei campioni è dato come percentuali in% del tracciante / libera 68 Ga / colloidali 68 Ga. La percentuale di tracciante intatto è standardizzato come rapporto di RCP t / RCP 0. RCP 0 è la rispettiva RCP del tracciante at = 0 min.
. Tabella 3. Determinazione LoGD Decay corretti valori alfa 0, X di tre aliquote (x = 1, 2, 3) rimosso da ogni fase (W: acquosa, O: n n-octanolo) di un campione. Tutte le attività sono espressi in cpm. LoGD è calcolato come descritto nel paragrafo 5 del protocollo. L'esperimento è stato ripetuto due volte.
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Discussion
EOB-DTPA è accessibile attraverso una sintesi multi-step 33, ma può benissimo essere isolato dagli agenti di contrasto disponibili contenenti acido gadoxetico. Per questo scopo, lo ione centrale di Gd (III) può essere precipitato con un eccesso di acido ossalico. Dopo aver rimosso Gd ossalato (III) e acido ossalico il legante può essere isolato mediante precipitazione in acqua fredda a pH 1.5. Tuttavia, al fine di migliorare le rese colonna cromatografica del filtrato può essere eseguita preferibilmente o come una procedura di follow-up. Entrambi i metodi produce il ligando analiticamente puro in rese globali del 70% (Figure 1-3, Tabella 1).
Abbiamo trovato che per isolare Ga [EOB-DTPA] regolando il pH con una soluzione di ammoniaca viene confrontato vantaggioso l'uso di idrossido di sodio, poiché il cloruro di ammonio sottoprodotto può essere rimosso dal residuo molto idrofila mediante sublimazione. Nelle condizioni di cui sopra questo processo avviene lentamentely. Dal momento che quantità non trascurabili di cloruro erano ancora rilevabili dopo cinque giorni, il sale residuo è stato lavato con metanolo. Sebbene questo lavoro-up procedura comporta perdita parziale di Ga [EOB-DTPA], il prodotto è stato ottenuto in purezza analitica con una resa complessiva del 46% (Figure 4-6, Tabella 1). Per l'isolamento di entrambi EOB-DTPA e la sua Ga (III), l'uso della cromatografia in fase inversa dovrebbe essere considerato come un metodo alternativo di purificazione, particolarmente poiché la decomposizione di gel di silice è probabile quando si usano solventi altamente polari.
Il processo di etichettatura di EOB-DTPA richiesto l'uso di elevata purezza solventi, prodotti chimici e attrezzature senza metalli per evitare la presenza di ioni metallici in competizione, a causa di 68 Ga essendo presente in quantità nanomolari (2 MBq di 68 Ga in un campione 1,75 ml uguale a una concentrazione nuclide di 0,14 nm). Etichettatura di EOB-DTPA a 68 Ga avviene a pH 3,8-4,0 entro cinque minutisce a temperatura ambiente. Ricerche sull'efficienza 68 Ga-etichettatura richiedono la determinazione della resa di etichettatura, mantenendo le condizioni di reazione pH, temperatura e tempo di reazione e di avviare l'attività di 68 Ga costante o in un intervallo giustificabile. Per ciascun punto di dati (cioè, concentrazione ligando) dell'esperimento dovrebbe essere eseguito almeno tre volte per fornire un livello ragionevole sicurezza, poiché le concentrazioni sia di ligando e 68 Ga sono molto bassa e la resa etichettatura quindi sensibili anche lievi deviazioni del condizioni di reazione. Ad esempio, i 68 Ga età eluato, aliquote di volume crescente bisogno di essere ritirato per fornire un'attività iniziale costante, rendendo quindi necessario crescenti volumi di tampone. Inoltre, l'invecchiamento dei risultati eluato a concentrazioni crescenti del prodotto di decadimento 68 Zn, che si potrebbe agire come un concorrente per 68 Ga, in tal modo negativamente influenzare labeling efficienza. 13,34,35 etichettatura praticamente quantitativa di 22-29 MBq 68 Ga è realizzato secondo le condizioni di cui sopra, con quantità di EOB-DTPA ≥ 0,7 mg (Figura 9), con contenuti di libera 68 Ga ≤ 2% e circa 5 % di colloidale 68 Ga presenti nei campioni.
Mentre HPLC fornito la separazione della linea di base superiore della libera 68 Ga Ga e 68 [EOB-DTPA], non è adatto per rilevare colloidale 68 Ga. Abbiamo quindi scelto di TLC per determinare la RCP durante le misure di stabilità, in cui era richiesta la quantificazione della transferrina o di proteine-bound 68 Ga. Abbiamo trovato separazione basale accettabile per questo scopo (figura 10); Tuttavia, l'uso di cromatografia ad esclusione sterica o filtrazione metodi 15,36 per rimuovere frazioni colloidali, seguita da analisi HPLC, potrebbero essere considerati alternativi. Il complesso 68 Ga presenta una forte retenzione su piastre TLC (R f = 0.3) se il campione viene prelevata direttamente dalla soluzione di etichettatura rispetto a campioni a pH fisiologico (R f = 0,5). Consigliamo questa osservazione potrebbe essere spiegata da diversi stati di protonazione del complesso.
In determinazioni stabilità in vitro di 68 traccianti Ga sono di solito eseguite in PBS 15,17 o sistemi tampone alternativi mimano il pH fisiologico 37, nonché in soluzioni contenenti apo transferrina 37, che è il principale concorrente per 68 Ga nel sangue, o 15,17 siero umano. Nei nostri esperimenti l'aggiunta di soluzione di idrossido di sodio 0,1 M di PBS è stato richiesto di regolare il pH dei campioni a 7,4. Non abbiamo potuto affermare che la concentrazione di fosfato influenza la velocità di degradazione, dal momento che gli esperimenti di stabilità in soluzioni di varia concentrazione di fosfati (0,8 mm e 5,5 mm (A)) ha prodotto non reprodurisultati cible. Tuttavia, abbiamo scoperto che una soluzione B, contenenti apo -transferrin (1,6 mg / ml, che è nel raggio d'azione il normale contenuto di plasma 38) e 0,8 mm di fosfato (sangue umano di solito presenta un livello di fosfato di 0,8-1,5 mM 39,40 ), provoca la decomposizione ad una velocità paragonabile a quello osservabile nel siero umano (C). Nelle soluzioni AC, dopo 185 min il contenuto colloidale 68 Ga è aumentata di circa il 24%, mentre il contenuto del libero 68 Ga aumentato del 11% in soluzione A, 17% in soluzione B e 27% in soluzione C (Tabella 2 ). Il fatto che il 68 Ga formata da decomposizione tracciante è prevalentemente presente come libero 68 Ga al contrario di colloidali o legato alle proteine 68 Ga in B e C potrebbe essere a causa della saturazione della transferrina o tassi di legame della transferrina relativamente lenti.
Per prevedere una distribuzione tissutale traccianti ottanolo partizione / acqua log coefficientiP o distribuzione coefficienti LoGD può essere determinato come rapporto tra concentrazioni di attività nelle due fasi. Per definizione, il parametro LoGD non distingue tra le specie più presenti in un mezzo, che lo rende adatto per i nostri esperimenti a causa della possibilità di diversi stati di protonazione del tracciante e sua decomposizione nella fase acquosa. Per determinare LoGD per estrazione del mezzo acquoso viene generalmente tamponata con PBS per simulare condizioni di sangue. 17,43-45 Per ragioni di cui sopra abbiamo usato diluito PBS, esibendo una concentrazione di fosfato di 0,8 mm e pH fisiologico. Dopo estrazione con n n-octanolo e centrifugazione, la rimozione di diversi aliquote sulla stessa fase consente imprecisioni dovute pipettamento per essere ridotto. A causa delle concentrazioni molto basse di attività in n- ottanolo si dovrebbe fare attenzione ad evitare la contaminazione incrociata con la fase acquosa e per garantire il trasferimento quantitativa in un flacone separato. Distribcoefficienti ution determinati da questa procedura sono riproducibili, e mentre consentono una stima approssimativa di lipofilia, un confronto diretto ad un logP di Gd [EOB-DTPA] non è possibile. A causa della specificità della Gd [EOB-DTPA] risultante non principalmente dalla lipofilia ma piuttosto sarebbe necessario fornire più ampie informazioni sulla biodistribuzione così come la stabilità in vivo di 68 Ga [EOB suoi epatobiliare di assorbimento ulteriori esperimenti in soggetti o cellule viventi -DTPA]. Complessivamente, la domanda come agente di imaging per la perfusione e la fase epatobiliare precoce è immaginabile.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| primovist | Bayer | - | 0.25 M |
| gallium(III) chloride | Sigma-Aldrich Co. | 450898 | |
| water (deionized) | - | - | tap water deionizing equipment by Auma-Tec GmbH |
| hydrochloric acid 12 M | VWR | 20252.29 | |
| sodium hydroxide | Polskie Odczynniki Chemiczne S.A. | 810925429 | |
| oxalic acid | Sigma-Aldrich Co. | 75688 | |
| ethyl acetate | Brenntag GmbH | 10010447 | |
| silica gel | Merck KGaA | 1.10832.9025 | Geduran Si 60 0.063-0.2 mm |
| TLC silica gel 60 F254 | Merck KGaA | 1.16834.0001 | |
| methanol | VWR | 20903.55 | |
| ethanol | Brenntag GmbH | 10018366 | |
| eiethylether | VWR | 23807.468 | stored over KOH plates |
| ammonia solution (25%) | VWR | 1133.1 | |
| pH electrode | VWR | 662-1657 | |
| stirring and heating unit | Heidolph | 505-20000-00 | |
| pump | Ilmvac GmbH | 322002 | |
| frit | - | custom design | |
| NMR spectrometer | Bruker Coorporation | - | Ultra Shield 400 |
| mass spectrometer | Thermo Fisher Scientific Inc. | - | |
| elemental analyser | Hekatech GmbH Analysentechnik | - | EuroVector EA 3000 CHNS |
| deuterated water D2O | euriso-top | D214 | 99.90% D |
| Material/Equipment required for labeling procedures | |||
| 68Ge/68Ga generator | ITG Isotope Technologies Garching GmbH | A150 | |
| pump and dispenser system | Scintomics GmbH | - | Variosystem |
| hydrochloric acid 30% (suprapur) | Merck KGaA | 1.00318.1000 | |
| water (ultrapur) | Merck KGaA | 1.01262.1000 | |
| sodium chloride (suprapur) | Merck KGaA | 1.06406.0500 | |
| sodium acetate (suprapur) | Merck KGaA | 1.06264.0050 | |
| glacial acetic acid (suprapur) | Merck KGaA | 1.00066.0250 | |
| sodium citrate dihydrate | VEB Laborchemie Apolda | 10782 | >98.5% |
| PS-H+ Cartridge (S) | Macherey-Nagel | 731867 | Chromafix |
| apo-Transferrin | Sigma-Aldrich Co. | T2036 | |
| PBS buffer (tablets) | Sigma-Aldrich Co. | 79382 | |
| human serum | Sigma-Aldrich Co. | H4522 | from human male AB plasma |
| flasks, columns, etc. | custom design | ||
| pH electrode | Knick Elektronische Messgeräte GmbH & Co. KG | 765-Set | |
| binary pump (HPLC) | Hewlett-Packard | G1312A (HP 1100) | |
| UV Vis detector (HPLC) | Hewlett-Packard | G1315A (HP 1100) | |
| radioactive detector (HPLC) | EGRC Berthold | ||
| HPLC C-18-PFP column | Advanced Chromatography Technologies Ltd. | ACE-1110-1503/A100528 | |
| HPLC glass vials | GTG Glastechnik Graefenroda GmbH | 8004-HP-H/i3µ | |
| pipette | Eppendorf | - | |
| plastic vials | Sarstedt AG & Co. | 6542.007 | |
| plastic vials | Greiner Bio-One International GmbH | 717201 | |
| activimeter | MED Nuklear-Medizintechnik Dresden GmbH | - | Isomed 2010 |
| tweezers | custom design | ||
| incubator | Heraeus Instruments GmbH | 51008815 | |
| vortex mixer | Fisons | - | Whirlimixer |
| centrifuge | Heraeus Instruments GmbH | 75003360 | |
| gamma well counter | MED Nuklear-Medizintechnik Dresden GmbH | - | Isomed 2100 |
| water for chromatography | Merck KGaA | 1.15333.2500 | |
| acetonitrile for chromatography | Merck KGaA | 1.00030.2500 | |
| trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | 91707 | |
| TLC radioactivity scanner | raytest Isotopenmessgeräte GmbH | B00003875 | equipped with beta plastic detector |
References
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