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Chemistry

用于生产PET示踪剂的固体阶段11C甲基化、纯化和配方

Published: October 24, 2019 doi: 10.3791/60237
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1, 1, 1,2
1McConnell Brain Imaging Centre, Montreal Neurological Institute, McGill University, 2Department of Neurology and Neurosurgery, McGill University
* These authors contributed equally

Summary

我们报告一种高效的碳-11放射性标签技术，使用固体相提取盒生产与正电子发射断层扫描（PET）相关的临床示踪剂。11C甲基化剂通过预装前体的盒，并连续用水乙醇洗脱提供高放射性化学产量的化学和放射化学纯PET示踪剂。

Abstract

用于正电子发射断层扫描（PET）的放射性跟踪器的常规生产主要依靠湿化学，其中放射性合成素与溶液中的非放射性前体发生反应。这种方法需要通过高性能液相色谱法（HPLC）对示踪剂进行纯化，然后重新配方在生物相容性溶剂中用于人体管理。我们最近开发了一种新型的 11C 甲基化方法，用于高效合成碳-11 标记 PET 放射性药物，利用固相盒作为一次性"三合一"单元进行合成、纯化和重新制定示踪剂。这种方法消除了对预准备HPLC的使用，并减少了示踪剂在传输线和放射性衰变造成的损失。此外，基于墨盒的技术提高了合成可靠性，简化了自动化流程，并便于符合良好制造规范 （GMP） 要求。在这里，我们演示了这项技术，在生产PET示踪剂匹兹堡化合物B（=11C_PiB）的例子，一个金标准在体内的淀粉样斑块在人脑中。

Introduction

正电子发射断层扫描（PET）是一种分子成像模式，它依赖于检测附着在生物活性分子上的同位素的放射性衰变，从而能够对生化过程、信号和转化进行体内可视化.碳-11（t1/2 = 20.3分钟）是PET中最常用的放射性同位素之一，因为它在有机分子中丰富，而且半寿命短，允许在同一天对同一人类或动物主体进行多次示踪剂，并且减轻病人的辐射负担。许多标有这种同位素的示踪剂用于临床研究和基础健康研究，用于经典和新兴生物相关靶点体内 PET 成像 - [11C]d2/D3受体的 raclopride，[11 C]用于淀粉样斑块的 PiB， =11C_PBR28 用于转位蛋白 - 仅举几例。

碳-11标记的PET示踪剂主要通过11个C-甲基化的非放射性前体生产，这些前体含有-OH（酒精、苯酚和甲氧乙酸）、-NH（胺和酰胺）或-SH（二醇）组。简单地说，同位素通过14N（p，α）11C核反应在回旋加速器的气体靶中生成，化学形式为11C+CO2。后者然后通过湿化学（减少至+ 11 C_CH 3 I）转化为11C_甲基碘化物 （=11C_CH3I），减少至 +11C_CH3OH，LiAlH4，然后用 HI 淬火）1或干燥化学（催化还原到+11C_CH4，然后是分子 I2的基基碘化 ）2。[11C]CH3I 然后可以通过在银三聚苯甲柱3上将其转换进一步转换为反应性更强的 11C-甲基三聚醚（=11C_CH3OTf）。然后，通过将放射性气体冒泡成有机溶剂中的非放射性前体溶液，或通过更优雅的自有溶剂"循环"方法4、5进行11C甲基化。然后，通过HPLC对11种C-示踪剂进行纯化，在生物相容性溶剂中重新配制，并通过无菌过滤器，然后施用给人体。鉴于碳-11的半寿命很短，所有这些操作都必须快速可靠。然而，使用HPLC系统会大大增加示踪剂的损失和生产时间，通常需要使用有毒溶剂，使自动化复杂化，偶尔会导致合成失败。此外，对反应器和HPLC柱进行必要的清洁延长了后续示踪剂批次合成之间的延迟，并增加了人员对辐射的暴露。

氟-18（t1/2 = 109.7分钟）的放射性化学，另一种广泛使用的PET同位素，最近通过开发基于盒式试剂盒的试剂盒，消除了对HPLC纯化的需要而得到推进。通过采用固相萃取 （SPE） 盒，这些完全一次性试剂盒可实现18 种F 示踪剂的可靠常规生产，包括18F_FDG、18 F_FMISO、18 F_FMC 等，合成更短时间、减少人员参与和最少的设备维护。碳-11在PET成像中仍然不太受欢迎的同位素的原因之一是缺乏用于常规生产11种C示踪剂的类似试剂盒。它们的开发将大大提高合成可靠性，提高放射性化学产量，并简化生产模块的自动化和预防性维护。

目前可用的生产套件利用廉价的一次性 SPE 墨盒，而不是 HPLC 柱，用于将放射性追踪器与未反应的放射性同位素、前体和其他放射性和非放射性副产品分离。理想情况下，无线电标记反应也在同一墨盒上进行;例如，在生产前列腺癌成像PET示踪剂PET示踪剂时，二甲基氨基甲醇的18F_氟甲基化与气态性 =18F_CH2BrF发生于阳离子交换树脂盒上6.虽然已报告在墨盒上对几个11个C示踪剂进行放射性标记的类似程序7，8，并且对11C_choline9的放射合成特别强大和[11C_美色氨酸10，这些例子仍然限于肿瘤PET示踪剂，其中通常不需要从前体分离。我们最近报告了用于生产[11C]CH3I11和随后11 C甲基化以及固体相支持合成12的"[11 C]基套"的开发，简化了11种C示踪剂的常规生产。在这里，我们希望以固相支持放射性合成的11C_PiB为例来展示我们的进步，这是A+成像的放射跟踪器，在2003年首次开发时彻底改变了阿尔茨海默氏病（AD）成像领域（图 1）13，14.在这种方法中，挥发性 =11C_CH3OTf （bp 100 °C） 通过沉积在一次性墨盒树脂上的 6-OH-BTA-0 前体传递。PET 示踪剂 =11C_PiB 然后通过从盒中洗脱具有生物相容性水乙醇从前体和放射性杂质中分离出来。此外，我们使用遥控无线电化学合成模块和一次性盒式试剂盒试剂盒，自动化了这种11C_PiB 放射合成方法。具体来说，我们在一个20瓣放射性化学模块上实现了这种放射合成，该模块配备了注射器驱动（分配器），适合标准的20 mL一次性塑料注射器、气体流量控制器、真空泵和仪表。由于这种方法的简单性，我们相信它可以被修改为大多数市售的自动合成器，无论是盒式或带有固定阀门的。这种固相支持技术有助于符合良好制造规范 （GMP） 法规的 11C_PiB 生产，并提高合成可靠性。此处描述的技术还减少了放射性合成所需的前体量，只使用"绿色"生物相容性溶剂，并减少了连续生产批次之间的时间。

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Protocol

1. 制备缓冲液和埃鲁剂

  1. 将2.72克醋酸钠三水合物溶解在100 mL水中，制备0.2M醋酸钠溶液（溶液A）。
  2. 将11.4 mL的冰川醋酸溶解在1L水中，制备0.2M醋酸溶液（溶液B）。
  3. 将50 mL溶液A与450 mL溶液B结合，根据缓冲器参考中心15制备pH 3.7（缓冲1）的醋酸缓冲液。使用 pH 条或 pH 计验证缓冲液的 pH。
  4. 将 12.5 mL 的绝对乙醇与 87.5 mL 的缓冲液 1 结合，使 12.5% 的 AOH 溶液（洗涤 1）在 100 mL 瓶中。
  5. 将 15 mL 的绝对乙醇与 85 mL 的缓冲液 1 结合，在 100 mL 瓶中制成 15% 水性 EtOH 溶液（洗涤 2）。
  6. 将 5 mL 的绝对乙醇与 5 mL 的缓冲液 1 结合，制成 50% 水性 EtOH 溶液（最终渗出液），并将此溶液的 2.5 mL 放入 10 mL 注射器中。

2. 前体在墨盒中的应用

  1. 通过 10 mL 的水，然后 5 mL 的丙酮通过 tC18 墨盒，以预置它。
  2. 以 50 mL/min 的速度将墨盒干燥 1 分钟。
  3. 在1mL无水丙酮中溶解2毫克前体6-OH-BTA-0。
  4. 向下拿着 Luer-tip 250 μL 精密玻璃注射器，在液体顶部提取 100 μL 的前体溶液和 50 μL 的气垫。取出针头，将前体溶液从母端涂抹在tC18墨盒上，缓慢向下推柱塞。不要进一步推动解决方案！

3. 设置自动合成的歧管

  1. 将标准 5 端口一次性歧管固定在合成模块上，然后按照下图 2和步骤 3.2 - 3.5 进行组装。
    注：我们建议使用耐丙酮歧管（参见材料表）。
  2. 端口 1 有两个位置。将水平入口连接到装有 20 mL 注射器的自动分配器。用洗涤 1 将垂直入口连接到瓶子。
  3. 将产生 +11C_CH3OTf 的模块输出连接到歧管的端口 2。
  4. 在端口 3 和 4 之间安装装载前体 6-OH-BTA-0 的 tC18 墨盒。
  5. 端口 5 有两个位置。将水平出口连接到必须至少容纳 200 mL 的废瓶。将垂直出口连接到无菌小瓶，通过无菌过滤器收集示踪剂。

4. 放射性合成 =11C_PiB

注意：所有涉及放射性同位素的操作必须由接受适当训练的人员在含铅热电池中进行，以便使用放射性物质。
注：本协议不包括在回旋加速器中生产+11C+CO2及其使用放射化学模块转换为+11C_CH3OTf的细节。这些程序将取决于放射化学实验室的单个设备，并且不在本协议的范围之内。我们的 PET 中心配备了 IBA 回旋加速器，它通过 14 N（p，α） 11C（μ）11C 核反应，在气体中产生11C+CO2的化学形式碳-11，以及 N2/O2气体混合物 （99.5：0.5）目标，并通过"干法"（催化还原至+11C_CH4，然后是基碘）生产11C_CH3 I的商用模块。[11C]CH3OTf 是通过通过 +11C_CH3I 在银三充气柱上加热到 175 °C，在 20 mL/min 上产生的。

  1. 通过端口 2 将11 C_CH3OTf 送入歧管，然后以 20 mL/min 输出流量通过装载的 tC18 盒，由 *11C_CH3OTf 模块调节，通过端口 3 和 4 进入废瓶，如上所示图 2A.
  2. 一旦所有放射性被转移并被困在 tC18 磁带盒上，由墨盒支架后面的放射性探测器监控，则通过关闭端口 2 来阻止气体流动。让墨盒坐2分钟完成反应。
  3. 从100 mL瓶中取出19 mL的洗涤1溶液（参见步骤1.4），通过端口1以100 mL/min将100mL/min插入分配器注射器，如图2B所示。
  4. 通过端口 3 和 4从分配器通过 tC18 墨盒将 18.5 mL 的洗涤 1 溶液通过端口 3 和 4，以 50 mL/min 的速度将 18.5 mL 的洗涤 1 溶液放入废瓶中，如图2C所示。确保歧管中无气泡，因为它们可能会降低分离效率。
  5. 重复步骤4.3和4.4四次，每次提取和分配18.5 mL洗涤1溶液。通过tC18的洗涤1溶液总体积为92.5 mL;但是，根据所使用的特定合成模块，它可以在 90 - 100 mL 范围内变化。
  6. 将端口 1 上的输入线从洗涤 1 切换到洗涤 2 溶液（参见步骤 1.5）。
  7. 重复步骤4.3和4.4三次，每次提取和分配18.5 mL的洗涤2溶液。通过tC18的洗涤2溶液总体积为55.5 mL。但是，根据所使用的特定合成模块，它可以在 50 - 60 mL 范围内变化。
  8. 将阀 5 转向最终小瓶，如图2D所示。断开分配器的线路，并将其连接到含有 2.5 mL 的最终渗出溶液（50% 水性 EtOH，参见步骤 1.6）和 7.5 mL 空气的 10 mL 注射器。
  9. 将注射器向下握住，手动将最终渗滤液 （2.5 mL） 推动，然后通过端口 3 和 4 通过 tC18 墨盒将空气 （7.5 mL） 推入无菌小瓶，通过无菌过滤器收集示踪剂，如图所示2D.
  10. 断开空注射器，连接含有10 mL无菌磷酸盐缓冲液的10 mL注射器（配方未包括，因为它可能有所不同），并将整个体积通过tC18墨盒推入无菌小瓶，如上所述（图2D).断开注射器，用同一注射器用10 mL的空气冲洗管线。
  11. 提取最终示踪剂配方的0.7 mL，并收集样品用于质量控制程序（0.1 mL）、细菌内毒素检测（0.1 mL）和不育（0.5 mL）。

5. 质量控制程序

注意：每批放射跟踪器在释放到 PET 成像现场进行给人或动物主体进行管理之前，必须经过适当的质量控制程序 （QC）。本手稿的作者不负责其他中心生产的放射跟踪器遵守当地卫生当局的规定。

  1. 执行预释放质量控制程序，其中必须包括放射性化学特性 （RCI）、放射化学纯度 （RCP）、示踪剂的化学纯度和摩尔活性以及配方的剩余溶剂含量和 pH 值测试。
  2. 通过配备紫外线（350 nm 监测）和放射性探测器以及反向相柱的分析 HPLC 系统，确定 RCI、RCP、化学纯度和摩尔活性。确定 6-OH-BTA-0 和 6-OH-BTA-1 的保留时间，并校准仪器以量化每种化合物的含量。
  3. 通过配备毛细管柱的分析气相色谱系统确定残留溶剂含量。确定丙酮和乙醇的保留时间，并校准仪器以量化每种溶剂的含量。
  4. 使用配备合适墨盒的墨盒读取器执行细菌内毒素测试。
  5. 在合成后至少 14 天对样品进行无菌分析，以确保没有细菌生长，或将无菌样品送往当地卫生当局认可的实验室。

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Representative Results

为了总结典型放射性合成的 [11C_PiB， 气态 ]11C_CH3OTf 首先通过预装前体溶液的 tC18 盒 （图 1）。然后，通过连续洗脱水乙醇溶液实现反应混合物的分离，如下所示。首先，12.5% EtOH洗脱大多数未反应的 [11C_CH3OTf 和 6-OH-BTA-0》，然后 15% EtOH 洗掉残留杂质，最后 50% 乙醇溶液将所需的 [11C]PiB 排脱到无菌小瓶中。然后用无菌磷酸盐缓冲液稀释示踪剂，并在释放至PET成像现场之前经过严格的QC程序。图3中所示，适用于给药的*11C_PiB批次的典型分析HPLC紫外线和放射性色谱图。

总放射合成时间是10分钟，从交付11C_CH3OTf开始，使用0.2毫克前体的11C_PiB的RCY为22%（从+11C_CH3OTf开始，未纠正衰变），而摩尔活性为190 GBq/μmol。示踪剂必须符合多中心遗传性阿尔茨海默氏症网络试验单元（DIAN-TU）临床试验的所有QC规范：放射化学纯度必须高于95%;非放射性杂质含量必须低于每10mL剂量1.3微克;pH 必须在 4 - 8 范围内;乙醇和丙酮含量必须分别低于10%和3000ppm。样品也必须无菌和无内毒素。表1总结了四个典型的放射性合成运行的结果。

要使报告的技术正常工作，必须在上述几个关键步骤中小心。要将前体应用于 tC18 墨盒（步骤 2.4），解决方案不得向输出方向推，以免缩短从未反应的起始材料和可能的副作用分离的 11C_PiB 的有效路径。传输过程中通过墨盒的11C_CH3OTf 流量不得超过 20 mL/min（步骤 4.1）。一旦洗脱开始（步骤 4.4），保持墨盒湿，不要让空气通过是非常重要的，以避免通道效应，可能导致跟踪剂纯度降低或 RCY 降低，因为废物中的损失为11C_PiB。如果放射性合成中使用的 5 端口歧管（步骤 3.1）对丙酮（如标准聚碳酸酯歧管，如 ACC-101）不具有抗性，丙酮的量不得超过 100 μL，因为较大的体积可能会在活动转移过程中损坏歧管，并且导致合成失败。如果 pH 不符合规格，tC18 墨盒可以选择在步骤 4.7 和 4.8 之间用 10 mL 的无菌水冲洗到废瓶中。

Figure 1
图1：用11C_CH3 OTf.=11C_PiB对6-OH-BTA-0前体进行11C-PiB的放射合成，是用于淀粉样斑块成像的最广泛使用的放射追踪器之一。与AD和其他神经退行性疾病由PET。该示踪剂通常通过11C甲基化的苯胺前体称为6-OH-BTA-0使用+ 11C_甲基三聚醚（=11 C_CH3OTf）在溶液或干HPLC注射回路（溶剂）俘虏技术）。请点击此处查看此图的较大版本。

Figure 2
图2：在tC18墨盒上分步合成和纯化11C_PiB。（A） 气态 =11C_CH3OTf 通过装有 6-OH-BTA-0 的墨盒。如步骤4.1和4.2所述，11C_CH3OTf被夹在含有前体的墨盒上，并在室温下与前体发生反应2分钟（B）洗涤1或洗涤2溶液，将溶液抽入分配器注射器。如步骤 4.3 所述，模块的注射器泵将夹紧注射器的柱塞向上拉，通过连接到歧管端口 1 的管路拔出任一溶液。（C） 杂质被冲入废瓶.如步骤 4.4 所述，模块的注射器泵将夹紧注射器的柱塞向下移动，通过歧管的端口 1、3 和 4 将提取的洗涤液通过tC18 墨盒推入废瓶中。图 B 和 C 上表示的步骤在一个循环中重复多次，以冲掉墨盒中的所有未反应材料，如步骤 4.5 - 4.7 中所述。（D） =11C_PiB 通过无菌过滤器将最终洗脱剂洗入无菌小瓶中。如步骤 4.8 和 4.9 所述，夹在注射器泵中的注射器与管路断开，首先更换为含有 2.5 mL 50% 水乙醇的 10 mL 注射器。然后，歧管的端口 5 被切换至无菌小瓶，并且从 tC18 手动洗脱11C_PiB。然后，空注射器被替换为另一个含有10 mL无菌磷酸盐缓冲液的注射器，整个内容物通过tC18被推入，以冲洗步骤4.10中所述的管路。无菌小瓶现在含有12.5 mL 10%缓冲水乙醇溶液中的11C_PiB。这个数字已由布杰梅林等人12修改。请点击此处查看此图的较大版本。

Figure 3
图3：质量控制分析HPLC的11C_PiB。（A） [11C]CH3OH （从水解11C_CH3OTf），未反应的 [11C_CH3OTf， 和示踪剂 ]11C_PiB 在放射性色谱图的保留时间为 2.1， 4.0 和 6.6 分钟，分别。放射性轨迹分析表明，11C_PiB的RCP为98.0%。（B） UV色谱图上6-OH-BTA-0（前体）和6-OH-BTA-1（示踪峰）的保留时间分别为3.6分钟和5.9分钟。紫外线痕迹的分析表明，残留前体浓度低于可接受的限值（1.3微克）和不存在其他非放射性杂质。因此，示踪剂的放射化学和化学纯度是可以接受的临床PET研究。HPLC 条件 - 柱 （材料表）： 5 μm， 100 x 4.0 mm;移动相： 40：60 醋酸酯/水流速率： 0.7 mL/min.请点击这里查看此图的较大版本。

Figure 4
图4：优化6-OH-BTA-0前体量。最低量（0.1毫克）在18.1±3.8%的中度放射化学产量（RCY）中提供11C_PiB。从0.2毫克开始的放射合成提供11C+PiB的RCY22.0±3.1%，同时增加至0.3毫克，进一步将RCY提高到32.1±3.7%，但最终产品中前体含量略高。从 tC18 墨盒上的11C_CH3OTf 的放射性开始，所有 RCY 的衰变（放射合成时间为 10 分钟）均未进行校正。请点击此处查看此图的较大版本。

Figure 5
图5：质量控制分析HPLC#11C_ABP688。（A） 放射性色谱显示合并 （E） 和 （Z）11C_ABP688 的 RCP 占 98.1%。（B） UV色谱图显示残留前体浓度超过10μg。虽然化学纯度可能为临床 PET 研究所接受，但相对低的有效摩尔活性（Am < 37 GBq/μmol）需要进一步纯化优化。请点击此处查看此图的较大版本。

批 运行 1 运行 2 运行 3 运行 4
[11C]CH3OTf， GBq 9.21 11.25 7.84 6.44
[11C]PiB， GBq 2.26 2.37 2.11 1.41
RCY， %| 24.5 21.1 26.9 21.8
RCP， % 98 97.2 97.8 99.2
摩尔活性，GBq/μmol 154.6 322.6 121.1 162.1
残留前体，μg 0.32 0.55 0.58 0.87
Ph 5 5 5 5
EtOH 内容， % 9.4 8.8 7.7 8.1
丙酮含量，ppm 33 38 46 33
BET 测试 不适用 <10 欧盟/mL <10 欧盟/mL <10 欧盟/mL
无菌试验 不适用 无增长 无增长 无增长
• 脚注：从 +11C_CH3OTf 起，未纠正衰变

表 1.#11C_PiB 生产在优化条件下运行的代表性结果。所有批次均符合用于临床 PET 研究的示踪剂要求。

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Discussion

尽管最近出现和FDA批准几个18F标记PET示踪剂，如花贝贝，弗洛贝贝本和长笛元醇，#11C_PiB仍然是淀粉样蛋白成像的黄金标准示踪剂，由于快速的大脑吸收和低非特异性绑定。目前这种示踪剂是通过湿化学16或使用"干循环"方法4，17合成的。两种方法都需要HPLC纯化，然后重新配方在水乙醇，这大约需要20-30分钟开始#11C_CH3OTf。受到先前关于固相的一些报告的启发，支持了11种C甲基化技术和[11C]PiB的临床重要性，我们旨在利用廉价的一次性固相萃取（）SPE） 墨盒作为用于反应、纯化和配方的"三联一"实体。

成功生产用于人体体内成像的PET示踪剂最关键的步骤是：1）将放射性同位素纳入示踪分子;2） 分离示踪剂与未反应的放射性和非放射性物种;3） 在生物相容的溶剂中重新配方示踪剂;4） 遵守质量控制程序。根据先前报告的溶剂捕获方法，我们预计SPE支持的技术需要较低的前体量，而溶液中的11个C甲基化。特别是，先前报道的放射性合成溶剂的强制程序为[11C]PiB需要0.5-1.0毫克的前体4，17。因此，我们调查了未纠正的衰变放射性化学产量从 +11C_CH3OTf 开始，在三种不同量的 6-OH-BTA-0： 0.1、 0.2 和 0.3 mg。即使是最低量（0.1毫克）也提供适量的11C+PiB，尽管RCY相对较低且可靠性较低（18.1±3.8%）。从0.2毫克开始的放射合成提供11C+PiB（22.0±3.1%）的RCY，同时增加到0.3毫克进一步改善RCY（32.1±3.7%），但最终产品中前体含量略高。在所有情况下，放射合成都在10分钟内完成。因此，最佳前体量取决于特定PET中心所需的RCY和纯度为11C_PiB。图4总结了基于前体的放射性化学产量优化实验的结果。值得注意的是，使用+11C_CH3I 作为甲基化剂或乙醇作为反应溶剂的放射性合成尝试未产生所需的 =11C_PiB（未显示数据）。

短SPE盒体上放射性合成反应混合物的定量分离是所述技术中最具挑战性的部分。我们假设芳烃胺6-OH-BTA-0和6-OH-BTA-1主要存在于酸性介质中的质子形式中，因此从反相固相中具有更清晰的洗脱型型。因此，所有水乙醇溶液均使用pH 3.7的0.2M醋酸缓冲液制备。接下来，我们确定，具有EtOH浓度高达15%的水乙醇溶液逐渐洗脱未反应的前体6-OH-BTA-0和+11C_CH3OTf，而放射性标记=11C_PiB仍滞留在tC18墨盒上。为了防止这些杂质尾随到最终示踪剂配方中，乙醇浓度在梯度洗脱中从12.5%提高到15%。将所有杂质从墨盒中洗出后，使用浓缩乙醇溶液（50%）的最小量（2.5 mL）实现示踪洗。为了将乙醇含量保持在10%的限度内，并将配制示踪剂的pH值控制在人注射（4-8）的可接受范围内，用磷酸无菌缓冲液稀释了示踪剂。

在条件优化后，使用市售的自动合成装置（ASU）自动合成了+11C_PiB的放射合成，该装置配有分配器注射器和一次性歧管。如步骤 3.1 - 3.5 中所述，此特定 ASU 的歧管设置非常简单。值得注意的是，此方法可以很容易地在 ASU 遵循上述配方的其他大多数可用方法上实现。在优化条件下，合成适用于临床应用的11个C_PiB批次，最终活性范围为1.4至2.4 GBq（38- 61 mCi）。

最近，我们应用了"三合一"技术对[11C_ABP688]的放射性标记，这是一种用于检测代谢性谷氨酸受体5型（mGlu5）18、19的PET示踪剂。这种示踪剂的放射性合成依赖于草体内-OH群的11个C甲基化;因此，需要添加碱基来脱氧核化前体。氢氧化二铵（作为MeOH中的1M溶液）被选为碱基，因为它可溶于大多数极性有机溶剂。在初步的放射性标记实验中，DMSO（100 μL）中的前体溶液（0.5毫克）与MeOH（20 μL）中的1M TBAOH混合，并按照上述步骤在tC18墨盒上小心地应用混合物（参见步骤2.4）。如步骤 4.1 - 4.2 所述，气体 =11C_CH3I 通过墨盒，允许在室温下进行 5 分钟反应。9.0） - 92 mL 的 15% EtOH，然后是 92 mL 的 20% EtOH - 冲出未反应的 =11C_CH3I 和残留前体。放射化学纯度 =11C_ABP688 （RCY = 18.2%，RCP >98.0%）然后，通过步骤4.9-4.11中所述的无菌过滤器，在同一缓冲液中用50%EtOH溶液洗脱。尽管超过98%的前体用稀释乙醇冲剂去除，但最终示踪剂（高达20μg）中存在一些未反应的前体，需要进一步优化放射合成程序。此优化正在进行中，此项目的结果将在适当时候发布。图5显示了具有代表性的分析HPLC紫外线和放射性色谱图的#11C_ABP688批次。

总之，我们开发了一种高效的固相支持碳-11放射性标签程序，使用现成的廉价SPE盒作为放射性合成、纯化和培养用于临床的PET示踪剂的"3合1"实体成像。在高RCY和摩尔活性中，从添加11种C甲基化剂（+11 C+CH3OTf或+11C_CH3I）开始，在10分钟内生产适合人体注射的示踪剂。我们完全自动化了这项技术，使其符合健康和辐射安全机构实施的良好生产规范 （GMP） 法规。固相支持放射性合成需要少量前体，避免使用有毒溶剂，减少合成时间和人员维持的辐射剂量。此外，避免与HPLC相关的故障提高了放射性合成的可靠性，并允许开发用于常规示踪剂生产的一次性试剂盒。

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Disclosures

提交人宣称，他们没有相互竞争的经济利益。

Acknowledgments

这项研究得到了加拿大阿尔茨海默氏症协会（A.K.）和脑加拿大基金会18-05年赠款的部分支持，并得到了加拿大卫生部的支持。作者感谢麦吉尔大学医学院、蒙特利尔神经学研究所和麦康奈尔脑成像中心对这项工作的支持。我们还感谢莫妮卡·拉卡图斯-萨莫伊拉夫人在质量控制程序方面提供的帮助，感谢让-保罗·苏西博士和加桑·马萨尔韦博士获得放射性同位素和放射性化学设施。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
6-OH-BTA-0 ABX advanced biochemical compounds 5101 Non-radioactive precursor of [11C]PiB
6-OH-BTA-1 ABX advanced biochemical compounds 5140 Non-radioactive standard of [11C]PiB
Agilent 1200 HPLC system Agilent Agilent 1200 Analytical HPLC system
Ethanol absolute Commercial alcohols 432526
Hamilton syringe (luer-tip, 250 µL) Hamilton HAM80701
MZ Analytical PerfectSil 120 MZ-Analysentechik GmbH MZ1440-100040 Analytical HPLC column
Perkin Elmer Clarus 480 GC system Perkin Elmer Clarus 480 Gas chromotograph
polycarbonate manifold Scintomics ACC-101 Synthesis manifold
Restek MTX-Wax column (30 m, 0.53 mm) Restek 70625-273 Analytical GC column
Scintomics GRP module Scintomics Scintomics GRP Automated synthesis unit
Sep-Pak tC18 Plus Waters WAT020515 Solid phase extraction cartridge
solvent-resistant manifold Scintomics ACC-201 Synthesis manifold
Spinal needle BD 405181
Sterile extension line B. Braun 8255059
Sterile filter Millipore SLLG013SL
Sterile vial (20mL) Huayi SVV-20A
Sterile water Baxter JF7623
Synthra MeIplus Research Synthra MeIplus Research [11C]CH3I/[11C]CH3OTf module
Syringe (10 mL) BD 309604
Syringe (1mL) BD 309659
Syringe (20 mL) B. Braun 4617207V Dispenser syringe
Vent filter Millipore TEFG02525

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References

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化学，第152期，碳-11，放射性标签，正电子发射断层扫描，成像，11C_PiB，#11C_ABP688，11 C甲基化，固相支持合成，固相提取，自动化
用于生产PET示踪剂的固体<sup>阶段11C</sup>甲基化、纯化和配方
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Singleton, T. A., Boudjemeline, M.,… More

Singleton, T. A., Boudjemeline, M., Hopewell, R., Jolly, D., Bdair, H., Kostikov, A. Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers. J. Vis. Exp. (152), e60237, doi:10.3791/60237 (2019).

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