Moleküler görüntüleme modaliteleri arasında, pozitron emisyon tomografisi (PET), belirli fizyolojik hedefler veya ilgi alanları ile ilişkili biyokimyasal süreçlerin çözülme şekli açısından farklıdır 1,2. PET'in karakteristik duyarlılığı ve non-invaziv doğası, hastalık patofizyolojisinin in vivo görselleştirilmesi ve nicelleştirilmesi için kullanılır ve genellikle bilgisayarlı tomografi (BT)3 veya manyetik rezonans görüntüleme (MRI)4 gibi daha anatomik görüntüleme teknikleriyle görülemeyen hedefleri ortaya çıkarır. Çağdaş moleküler görüntüleme, PET'in yüksek kontrastlı çözünürlüğü ve ölçülebilir görüntüleme parametrelerinden yararlanarak son derece hassas zayıflama düzeltme haritaları (PET/CT) ve gelişmiş uzamsal çözünürlük (PET/MR)5 sağlamak için PET'in CT veya MR (sırasıyla PET/CT veya PET/MR) ile kombinasyonunu görür ve galyum-68 ve rubidyum-82 gibi radyonüklidlerden gelen pozitronların daha yüksek kinetik enerjilerindeki değişkenliğin sunduğu bazı engellerin üstesinden gelir6. Bu çift modaliteli görüntüleme teknikleri, klinisyenlere veya araştırmacılara çalışma konusu5 hakkında ortak kayıtlı anatomik ve biyokimyasal bilgiler sağlayarak her bir modalitenin ayırt edici özelliklerini kanalize eder.
Bu görüntüleme tekniğinin klinik uygulanabilirliği çok geniştir ve glikoz metabolizması 7,8, nörotransmitter reseptör bağlanması9, miyokard perfüzyonu10 ve çeşitli nörolojik durumlar11 gibi çeşitli moleküler düzeyde fizyolojik süreçlerin görselleştirilmesini ve ölçülmesini sağlar. Klinik kullanımın dışında, PET'in doğal özellikleri, tanısal ve terapötik ilaç geliştirmede ayrılmaz bir rol oynayacak şekilde hizalanır ve farmakoloji, farmakokinetik ve farmakodinamik etkileşiminin doğrudan gözlemlenmesiyle bağlanma potansiyeli (BP), biyodağılım, dağılım hacmi (VT) ve ilaç-reseptör doluluğu (RO%) gibi parametrelerin nicelleştirilmesine olanak tanır. Bu da, bir bileşiğin etkili bir doz (ED50) konsantrasyonunda bir hedefe ulaşıp ulaşmadığı, kan-beyin bariyerinin etkili penetrasyon derecesi, bileşiğin metabolik bütünlüğü ve uygun doz ve doz aralığı11 dahil olmak üzere belirlemelere katkıda bulunur.
PET görüntüleme için yararlı bir prob geliştirirken, uygun bir biyobelirteçin tanımlanması ve ilişkili bir ligandın seçilmesi üzerine, biyomolekülün uygun bir PET radyonüklid ile radyo-etiketlemesi, PET çalışması için radyoizleyici probu verir. Biyolojik, farmakolojik veya tıbbi soruları araştırmak için PET radyonüklidleri arasında, karbon-11, çeşitli biyomoleküller ve uygun ligandlar arasında yaygın olarak kullanılmasını sağlayan sentetik çok yönlülük ve uygun fiziksel özelliklerin bir kombinasyonunu sunar6. % 99.8 pozitron emisyonu ve 20.4 dakikalık yarılanma ömrü12 ile karbon-11, çok aşamalı sentezlere izin verirken deneklere kısa aralıklarla tekrarlanan uygulamaya izin verir. Bununla birlikte, bu avantajlar, yerinde siklotron ve radyokimya yeteneklerine sahip bir tesis gerektirir5.
Bu tür tesisler, genellikle elektrofilik [11C]iyodometan ([11C]CH3I) veya [11C]metil triflat ([11C]CH3OTf) substratı13 ile öncü moleküllerin radyo-etiketlenmesini sağlayan güvenilir, güçlü ve tekrarlanabilir metilasyon yöntemleri gerektirir. Üreticiden sağlanan bir radyosentez modülü, tipik olarak [11C] metilasyon reaksiyonlarına14 bir reaksiyon kabı yaklaşımı için yapılandırılır. Bu, teslimat sırasında etkili [11C] iyodometan veya [11C] metil triflate tutma için kabın soğutulmasını, reaksiyonu gerçekleştirmek için kabın kapatılmasını ve ısıtılmasını, söndürülmesini ve ardından reaksiyona giren içeriklerin yarı hazırlayıcı saflaştırma için yüksek performanslı bir sıvı kromatografisine (HPLC) aktarılmasınıiçerir 13. Etkili 15 olmakla birlikte, bu teknik, flakon septa, iğneler ve ilgili transfer hatlarını içeren çok sayıda potansiyel yapısal başarısızlık noktası sunar.
Daha güvenilir ve tekrarlanabilir bir metilasyon yöntemine duyulan ihtiyaç, karbon-11 radyoligand sentez protokollerimizin çoğunda sabit bir çözücü modifikasyonunun araştırılmasına ve araştırılmasına rehberlik etti. Bu yaklaşım, radyoetiketleme verimliliğini korurken veya geliştirirken geleneksel reaksiyon kabı yönteminin sınırlamalarını ele almayı amaçlar.

Şekil 2: Reaksiyon kabı sentezinin tasarımı ve akışı ve döngü yöntemi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Tutsak çözücü kimyası, öncü çözeltinin bir destekleyici malzeme veya yapının geniş bir alanına yayılması ve ardından gaz halindeki etiketleme reaktifinin kaplanmış malzeme16,17 ile temas etmesi yoluyla radyo-etiketleme reaktifinin verimli bir şekilde yakalanması ve reaksiyona sokulması vaadini sunar. Bu, iki reaktan fazı16,18 arasındaki temasın kapsamını ve kalitesini arttırır. Bu tekniğin çok sayıda uygulaması ve varyasyonu 1985 16,17,18,19,20 gibi erken bir tarihte belgelenmiştir ve [11C]metil iyodür, [11C]metil triflat, ayrıca Grignard reaktifi [11C]karbondioksit radyoetiketleme reaksiyonları 20. Daha fazla arıtma, orijinal olarak Wilson ve diğerleri tarafından tanımlanan, HPLC saflaştırma döngüsü tarafından halihazırda sunulanlara herhangi bir ek destek veya reaksiyon ortamının ısıtılması veya soğutulmasıgerektirmeyen tutsak çözücü "döngü yöntemi" kimyasının tartışılmasıyla sunuldu 13. Esir Çözücü "döngü yöntemi" radyo etiketlemenin, minimum transfer kaybı, yüksek radyokimyasal verim, yüksek molar aktivite, azaltılmış reaksiyon süresi ve basitlik 7,21,22,23 ile iyodometan ve metil triflat [11 C] metilasyon reaksiyonları verdiği bulundu.
Burada, grubumuzun orijinal olarak Wilson13 tarafından tanımlanan "döngü yöntemi" [11C] metilasyon tekniğini ve daha sonradiğerleri 14,15,18,21,22,23'ü (bkz. Şekil 2) sentez modülümüze (bundan böyle Modül olarak anılacaktır) mekanik modifikasyon (bkz. Şekil 3) yoluyla uygulamasını açıklıyoruz). Mümkün olduğunca ilham verici basitlik anlayışına yakın bir şekilde, bu mekanik modifikasyonlar minimal ve erişilebilirdi, bu da mühendislik karmaşıklığının genel olarak azalmasına ve yalnızca modülün üreticisi tarafından varsayılan bir reaksiyon kabı radyoetiketleme düzenlemesiyle ilişkili olarak halihazırda kurulmuş olanlara temel bileşenlerin eklenmesine neden oldu. Bu, aşağıda açıklandığı gibi, modül üreticisi tarafından halihazırda sağlanan ve önceden kurulmuş olan ve incelenen sentezlerle uyumlu ve etkili olduğu kanıtlanan paslanmaz çelik HPLC saflaştırma döngüsünü kullanma kararında yansıtılmaktadır. Karbon-11 iyodometan kullanılarak radyoizleyici [11C] - (R) -N-sec-butil-4- (2-klorofenil) -N-metilkinazolin-2-karboksamid, [11C] ER-176 (1) sentezi için klinik araştırma üretiminde kullanılan eksiksiz ve doğrulanmış döngü yöntemi radyoetiketleme protokolünü tüm ayrıntılarıyla tartışıyoruz. Ayrıca, (S,S)-[11C]metilreboksetin ([11C]MRB (2)),[11C]-meta-hidroksiefedrin ([11C]mHED (3)) ve 2-[4-[(11C)metilamino]fenil]-1,3-benzotiyazol-6-ol ([11C]PiB (4)) sentezlenen partilerin analizi ile belirlendiği gibi tesisimizde geliştirilmiştir (bakınız Tablo 1 veŞekil 1 ). Bu karşılaştırma, radyokimya laboratuvarı için minimum maliyetle erişilebilir ve basit modül modifikasyonları ile sağlanan "döngü yöntemi" radyoetiketlemesinin uygulanmasıyla ilişkili radyokimyasal verim ve molar aktivite gibi parametrelere yönelik açık nimeti göstermektedir.