الآلي التجميع الإشعاعي الكيميائي [<sup> 18</sup> F] 3F4AP: رواية بيت التصوير للتصوير الأمراض المزيلة
Summary
علينا أن نظهر التوليف الكيميائي شبه الآلي من [ 18 F] 3F4AP وإجراءات مراقبة الجودة.
Abstract
3- [ 18 F] الفلورو 4-أمينوبيريدين، [ 18 F] 3F4AP، هو التناظرية المشعة بالضوء من المخدرات وافقت ادارة الاغذية والعقاقير للتصلب المتعدد 4-أمينوبيريدين (4AP). هذا المركب قيد التحقيق حاليا باعتباره التتبع بيت ل إزالة الميالين. وصفنا مؤخرا تفاعل كيميائي رواية لإنتاج البياضات ميتافلوريناتد تتكون من الفلور المباشر من N- أكسيد البيريدين واستخدام هذا التفاعل للتوليف الكيميائي الإشعاعي من [ 18 F] 3F4AP. في هذه المقالة، ونحن نبرهن على كيفية إنتاج هذا التتبع باستخدام المزج الآلي ومصنع في الداخل مفاعل الهدرجة تدفق. وتبين لنا أيضا إجراءات مراقبة الجودة القياسية التي أجريت قبل الإفراج عن راديوتراسر للدراسات التصوير الحيوان قبل السريرية. هذا الإجراء شبه الآلي يمكن أن تكون بمثابة الأساس لإنتاج في المستقبل من [ 18 F] 3F4AP للدراسات السريرية.
Introduction
القدرة على تتبع جزيء صغير المخدرات غير الغازية داخل جسم الإنسان لديه امكانات كبيرة نحو الطب الدقة. بين تقنيات التصوير الجزيئي، والتصوير المقطعي للانبعاث البوزيتروني (بيت) له العديد من الخصائص المواتية: حساسية عالية للكشف عن بيت يسمح الكشف والكمية من كميات صغيرة جدا من المواد المشعة وخصائص الماسحات الضوئية تسمح رسم الخرائط المكانية دقيقة لتوطين المخدرات 1 ، 2 ، 3 . على سبيل المثال، بيت يسمح الكشف وتوطين الأورام والانبثاث على أساس مستوى امتصاص التناظرية الجلوكوز المشعة، [ 18 F] فدج 4 . بيت يمكن أيضا توفير توطين والكمي لمستقبلات الدماغ محددة وإشغالها والتي يمكن أن تكون قيمة لتشخيص وفهم الاضطرابات العصبية والنفسية 5 . من أجل تطويرجزيء صغير بيت التتبع، مجمع الفائدة يجب أن يكون المسمى مع النظير بوزيترون الباعثة للضوء، عادة 11 C أو 18 F. بين هذين النظائر المشعة، 18 F لديها أطول نصف العمر (109 دقيقة مقابل 20.3 ل 11 C) ، والذي يسمح إنتاج جرعة متعددة وخارج الموقع. ومع ذلك، إضافة 18 F إلى جزيء يمكن أن يكون تحديا. 18 F وضع العلامات يتطلب ردود فعل سريعة متوافقة مع أتمتة تخفيف الكيميائي من التعامل المباشر من النشاط وتلقي جرعات الإشعاع عالية الامتصاص.
وصفنا مؤخرا استخدام البيريدين N-أوكسيدس كما السلائف لفلورة البيريدين واستخدام هذه الكيمياء في التركيب الكيميائي الإشعاعي من [ 18 F] 3F4AP 6 ، التناظرية المشعة بالرادار من المخدرات وافقت ادارة الاغذية والعقاقير للتصلب المتعدد، 4- أمينوبيريدين (4AP) 7 ، 8 ، 9 . ثهو راديوتراسر رواية قيد التحقيق حاليا باعتباره التتبع بيت ل إزالة الميالين 10 ، 11 ، 12 . في هذه المقالة الفيديو، ونحن نبرهن على تخليق شبه الآلي من هذا المركب باستخدام إيبا سينثيرا وحدة التوليف (يشار إليها فيما بعد باسم "المزج") وجهاز الهدرجة تدفق في المنزل. ويستند التوليف على رد الفعل هو مبين في الشكل 1 . الاستعداد لإجراء يستغرق حوالي 1 ساعة، راديولابيلينغ وتنقية 1.5 ساعة وإجراءات مراقبة الجودة 0.5 ساعة.
Protocol
تنبیھ: یجب أن یوافق المکتب المحلي للأمان الإشعاعي علی جمیع الإجراءات التي تنطوي علی استخدام المواد المشعة. عند العمل مع المواد المشعة ارتداء معطف المختبر وشارات الإشعاع الشخصية. استخدام طبقتين من القفازات في جميع الأوقات وتحقق اليدين مع عداد جيجر بعد كل خطوة التي تنطوي على التعامل مع النشاط الإشعاعي. إذا كانت القفازات ملوثة بالنشاط الإشعاعي تجاهل القفازات الخارجية واستبدالها. استخدام التدريع المناسب، وتقليل الوقت في اتصال مع مصدر الإشعاع وتعظيم المسافة. 1. أسبوع واحد قبل التجربة: إعداد المواد تحميل [ 18 F] تسلسل 3F4AP: يمكن للمستخدمين سينثيرا تسجيل الدخول إلى قاعدة بيانات المستخدمين (http://www.iba-radiopharmasolutions.com/products/chemistry) وتحميل ملف تسلسل ل 3 F4AP. قد يحتاج المستخدمون من المزج الأخرى لكتابة السيناريو الخاصة بهم على أساس سلسلة من الخطوات. من خلال تصفح تسلسل مشروح لتصبح مألوفة مع قتيبس المشاركة في التوليف. تأكد من وجود ما يكفي من الغاز للتوليف. يتطلب المزج الغاز المضغوط، إما الهيليوم أو النيتروجين. كما يتطلب> 75 يسي الهواء المضغوط. تأكد من أن الضغوط هي ضمن الموصى بها من قبل الشركة المصنعة. إعداد المرحلة المتنقلة هبلك: إعداد 1 لتر من 50 ملي فوسفات الصوديوم و 10 ملي ثلاثي الأمين الأمين. باستخدام عداد الرقم الهيدروجيني ضبط درجة الحموضة إلى 8.0 ± 0.1 عن طريق إضافة قطرة هيدروكسيد الصوديوم المشبعة مع التحريك. تصفية الحل من خلال مرشح 0.22 ميكرون بوتليتوب وإضافة 5٪ حجم الايثانول. الأواني الزجاجية الجافة في الفرن بين عشية وضحاها. 2. يوم التجربة: قبل وصول الفلور -18 باستخدام 1 مل المحاقن، ملء قارورة كاشف مع الكواشف المناسبة. للقوارير 2 و 3 استخدام قارورة المجففة بالفرن والمذيبات اللامائية أبقى تحت الأرجون. ختم القوارير مع تجعيد الأختام باستخدام المكشكش. ملء قارورة 1 (11 ملم قطر / 2 مل حجم السادسآل) مع 400 ميكرولتر من تبا-هكو 3 + 800 ميكرولتر من أسيتونتريل (مين). ملء قارورة 2 (13 ملم / 4 مل قارورة) مع 50 ميكرولتر من محلول السلائف 1.0 ملغ / مل + 450 ميكرولتر من مين. ملء قارورة 3 (11 ملم / 2 مل قارورة) مع 500 ميكرولتر من مين. ملء قارورة 4 (13 ملم / 4 مل قارورة) مع 4 مل من حمض الأكساليك 0.2٪ في الميثانول (ميوه). قم بتهيئة هيئة متاحف قطر (تبادل أنيون قوي) و ألومينا-N خراطيش استخراج الطور الصلب. باستخدام حقنة 10 مل، تمرير 5 مل من 8.4٪ ناهكو 3 قطرة الحكيمة من خلال هيئة متاحف قطر تليها 5 مل من المصاب منزوع الأيونات نوع I المياه (18.2 ΜΩ • سم عند 25 درجة مئوية). تمرير 5 مل من الماء الناضج قطرة من الحكمة من خلال خرطوشة الألومينا-N تليها 5 مل من ميوه + 0.2٪ حمض الأكساليك. بدوره على هبلك وحالة العمود C-18 مع 4 مل لكل دقيقة من المرحلة المتنقلة لمدة 30 دقيقة. تحميل خرطوشة محفز جديد على حامل خرطوشة الهدرجة وبدء تدفق 0.5 مل / دقيقة من 100٪ ميوه. Sو منظم الهيدروجين إلى 50 رطل و حالة خرطوشة لمدة 15 دقيقة ( الشكل 2 ). تجميع معالج السوائل المتكاملة (إف) عن طريق إدخال قارورة 1 إلى 4 في مواقعها، وربط خراطيش وقارورة جمع كما هو مبين في الشكل 3 . إرفاق قارورة مجموعة مع إبرة تنفيس إلى خط الانتاج من هدرجة. بدء تشغيل برنامج المزج. أدخل تسجيل الدخول وكلمة المرور. إجراء الفحوص قبل تشغيل على المزج وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. انقر على "تسلسل" ثم "فتح" لتحميل تسلسل 3F4AP. تحميل إف عن طريق النقر على زر "تحميل" على الشاشة. اكتب اسم ملف للتشغيل وبدء التسلسل عن طريق النقر على "ابدأ". (المزج الآلي سوف تتوقف تلقائيا قبل خطوة التحميل F 18 ). مشاهدة كما المزج يمر من خلال خطوات الاختيار الذاتي الروتينية (الجزء الأول من تسلسل). نظرة على المروحيةn لضمان عدم وجود تحذيرات أو إنذار. إيلاء الاهتمام للأصوات كما المزج تدفق خطوط ويسخن وعاء التفاعل في التحضير للتشغيل. يجب أن يرتفع مؤشر درجة الحرارة ويبقى عند 65 درجة مئوية. انتظر إشارة (زمارة السمعية) مشيرا إلى أن المزج جاهز لنقل 18 F. 3. يوم التجربة: 18 F وضع العلامات نقل عن بعد المبلغ المطلوب من سيكلوترون المنتجة 18 F من الهدف سيكلوترون إلى 18 F قارورة. تحقق من كمية النشاط الإشعاعي وتسجيله مع وقت التسليم. ملاحظة: إذا لم يكن استخدام خط مباشر لمدة 18 F – نقل استخدام حقنة معبأة مسبقا مع إبرة تعلق على نقل النشاط إلى القارورة من خلال الحاجز. يعتمد مقدار النشاط الإشعاعي المبتدئ على الحدود التي يحددها مكتب السلامة الإشعاعية والمبلغ المطلوب من التتبع النهائي. وتتراوح كمية نموذجية بين 50 و 500 مسي. <lط> استئناف تسلسل على المزج عن طريق الضغط على "استئناف". وسيبدأ ذلك في نقل ال 18 واو إلى هيئة متاحف قطر. رصد تطور التخليق في جميع أنحاء تسلسل الآلي على شاشة الكمبيوتر. مشاهدة نقل 18 F من القارورة على هيئة متاحف قطر لمدة 90 ثانية. بعد محاصرة 18 F – على هيئة متاحف قطر فإنه يلوت مع تبا-هكو 3 الحل (قارورة 1). (الجزء الثاني من التسلسل) مراقبة آثار الضغط ودرجة الحرارة على المزج في حين يتم تجفيف تبا 18 F تحت ضغط منخفض (5 كيلو باسكال) والتدفئة (100 درجة مئوية)، تليها تجفيف إضافية وتهدئة الخطوات. (الجزء 3 من التسلسل) مشاهدة نقل اللامائي مين (فيال 3) والسلائف حل (قارورة 2) إلى المفاعل وكيف يتفاعل لمدة 1 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. يجب أن يكون الحل عديم اللون أو أصفر خافت جدا. (الجزء 4 من التسلسل) مشاهدة نقل حمض الأوكساليكحل (قارورة 4) إلى المفاعل. مشاهدة والحل هو نقل الضغط من المفاعل من خلال خرطوشة الألومينا-N إلى قارورة المنتج النهائي. (الجزء 5 من التسلسل) في نهاية التسلسل، طباعة التقرير، إخراج إف، اغلاق خزانات الغاز، وإغلاق البرنامج. في حين أولا إنشاء الإجراء، وقياس النشاط الإشعاعي في خرطوشة الألومينا-N وقارورة جمع عن طريق إدخال بشكل منفصل خرطوشة وقارورة في معايرة الجرعة. تسجيل النشاط والوقت من القياس. وضع الخرطوشة المستخدمة في حاوية النفايات الرصاص. وضع قارورة جمع في حاوية محمية لنقل إلى الخطوة التالية. باستخدام حقنة 1 مل مع 2 "إبرة المرفقة، نقل يدويا ما يقرب من 100 ميكرولتر من عينة من حل المنتج وسيطة في قارورة هبلك القياسية لفي عملية مراقبة الجودة.حقن 10 ميكرولتر من هذه العينة في هبلك لتقييم النقاء و هوية إنتيرممجمع ديات. ملاحظة: شروط هبلك: شدب 5 ميكرون، 9.4 × 250 مم C18 العمود. تدفق 4 مل / دقيقة. المرحلة المتنقلة (50 ملي نا 2 هبو 4 ، 10 ملي تي، 5٪ إتوه). إيسوكراتيك 15 دقيقة. 4. يوم التجربة: الهدرجة تنبيه: يجب أن يتم حقن المنتج في الهدرجة باستخدام احتياطات التدريع المناسبة. يجب معالجة غاز الهيدروجين وتنفيسه بشكل صحيح. ملاحظة: يمكن توصيل مفاعل الهدرجة في مكان العمود هبلك على المزج والتحكم فيها باستخدام برنامج المزج. إعداد تدفق الهدرجة في 0.5 مل / دقيقة عن طريق بدء تسلسل هبلك المزج. ضبط ضغط الهيدروجين يدويا إلى 50 رطل لكل بوصة مربعة. بعد الانتهاء من وضع العلامات وخطوات التبريد فإن المزج نقل الحل المنتج وسيطة في هدرجة / هبلك حلقة. عندما تظهر الذروة المشعة على هبلC تبديل صمام جمع لجمع المنتج. قياس النشاط الإشعاعي من المنتج الخام باستخدام معايرة الجرعة. ملاحظة: يجب حقن المنتج الخام في نظام هبلك الآلي داخل الخلية الساخنة. بعد تنقية، ثم يتم جمع المنتج النهائي والاستغناء في فئة إسو العقيم 5 الصفحي تدفق الهواء الخلية الساخنة وفقا أوسب و فدا اللوائح. 5. يوم التجربة: تنقية وإعداد الجرعة حقن المنتج الخام في هبلك واستخدام جامع جزء الآلي لجمع الكسور المقابلة للذروة المنتج النهائي. كل أنبوب يحتوي على 0.66 مل من الحل. ملاحظة: شروط هبلك: شدب 5 ميكرون، 9.4 × 250 مم C18 العمود. تدفق 4 مل / دقيقة. المرحلة المتنقلة (50 ملي نا 2 هبو 4 ، 10 ملي تي، 5٪ إتوه). إيسوكراتيك 15 دقيقة. جمع 4-15 دقيقة. قياس النشاط الإشعاعي من كل جزء باستخدام معايرة الجرعة وتسجيله. الجمع بين الكسور مع أعلى كميةثانية من النشاط الإشعاعي (عادة أنابيب 14-18). رسم حل المنتج مع حقنة 10 مل وتمرير العينة من خلال 0.22 ميكرون تصفية في قارورة معقمة. تسجيل مقدار النشاط الإشعاعي، نهاية الوقت التوليف وحجم الحل على تسمية قنينة. هذه هي الجرعة النهائية للحقن. وضع جانبا ~ 0.8 مل من الحل لاختبارات مراقبة الجودة. 6. يوم التجربة: مراقبة الجودة (ق) الاختبارات قبل إطلاق الجرعة: افحص الجرعة من خلال الزجاج المحمي بالرصاص. يجب أن يكون الحل واضحا، عديم اللون وخالية من الجسيمات. الهوية الكيميائية الإشعاعية: ل راديوتلك: بقعة قطرة من العينة على لوحة تلك جنبا إلى جنب مع المعيار المرجعي. تشغيل لوحة تلك على غرفة تلك باستخدام 95٪ ميوه: 5٪ حامض الخليك. تصور المعيار المرجعي تحت إضاءة الأشعة فوق البنفسجية ووضع علامة موقفها مع قلم رصاص. الشريط لوحة تلك إلى مرحلة من راديوتلك سكانإيه ووقت قياسي من الذروة. يجب أن تتطابق قيم R f للمعيار المرجعي والذروة المشعة في حدود٪ 5. ل راديوهبلك: تشغيل 10 ميكرولتر من الجرعة مع وبدون المعيار المرجعي على هبلك. ويجب أن يتطابق وقت الاحتفاظ بالمعيار المرجعي والذروة المشعة. يجب أن ينظر إلى ذروة تلوث واحد على عينة ارتفعت. للنقاء الكيميائي الإشعاعي: قياس المنطقة تحت منحنى ل راديوبلك و راديوتلك قمم الهدف. يجب أن تكون منطقة الذروة المستهدفة> 95٪ من المنطقة لجميع القمم المشعة مجتمعة. بالنسبة للنشاط الإشعاعي المحدد: حساب النشاط الإشعاعي المحدد كمقدار النشاط الإشعاعي في الذروة (المقاسة على الخطوة 5.2) على كمية الكتلة المحددة من المنطقة تحت منحنى تتبع هبلك الأشعة فوق البنفسجية باستخدام منحنى المعايرة التي أنشئت مسبقا. يجب أن يكون النشاط الإشعاعي محددة أعلى من 50 ميسي / ميكرومول. لتحليل المذيبات المتبقية: قياس كمية سولفن المتبقيةتيسي (مين، ميوه) في الجرعة باستخدام كروماتوغرافيا الغاز. يجب أن تكون مستويات المذيبات <0.04٪ للأسيتونتريل و <3000 جزء في المليون للميثانول. يجب أن يكون مقدار إتوه أقل من 10٪ ث / ت. ل اختبار سلامة مرشح العقيمة (نقطة فقاعة): ربط مرشح المستخدمة في الخطوة 5.3 إلى إمدادات النيتروجين مجهزة منظم الضغط وغمر الإبرة في الماء. فتح صمام الغاز تدريجيا أثناء مشاهدة مقياس الضغط. يجب على المرشح تحمل الضغوط حتى 50 رطل لكل بوصة مربعة دون انفجار كما يتضح من عدم وجود تيار من فقاعات من الإبرة. زيادة الضغط خارج 50 رطل حتى تيار من فقاعات يخرج من الإبرة. سجل هذا الضغط، هو ضغط انفجار ويجب أن يكون> 50 رطل. لنصف النويدات المشعة: قياس النشاط الإشعاعي للمنتج في نقطتين زمنيتين ≥10 دقيقة بعيدا في معايرة الجرعة. حساب عمر النصف باستخدام المعادلة أدناه. يجب أن يتطابق عمر النصف مع 18 F في غضون 5 دقائق (109 ± 5 دقائق): t ½ كالكولاتد = 0.693 t ÷ لن (A 1 / A 2 ) حيث t هو الفاصل الزمني بين القياسات و A 1 ، A 2 النشاط المقاس عند كل نقطة زمنية. للحصول على الهوية والنقاء النقاء: الحصول على طيف أشعة of من عينة من المنتج باستخدام عداد غاما. وينبغي أن يظهر الطيف ذروة صورة واحدة عند طاقة تبلغ 511 كيلو فولت. وينبغي ألا يكون هناك أي قمم صور أخرى في الطيف. لتحليل الذيفان الداخلي: قياس مستويات الذيفان الداخلي باستخدام لال للالذيفان الداخلي اختبار الكمي. يجب أن تكون مستويات الذيفان الداخلي <1.75 يو / مل ل 10: 10 منتج مخفف مع حجم المنتج النهائي من 10 مل. توثيق النتائج من كل اختبار مراقبة الجودة. الافراج عن الجرعة لدراسات الحيوانات فقط إذا مرت جميع الاختبارات. الإفراج بعد الجرعة: لاختبار العقم: إضافة عينة من الجرعة إلى كل من ثيوغليكولات السوائل و تريبتيكاسمرق الصويا. لا يجب أن ينظر إلى النمو على وسائل الإعلام بعد 14 يوما. 7. يوم التجربة: الحسابات (الجدول 1) بالنسبة إلى المحصول الكيميائي الإشعاعي المصحح (ندك رسي): حساب نك رسي كمقدار النشاط الإشعاعي في المنتج النهائي على مدى النشاط الإشعاعي. بالنسبة إلى كفاءة التشكيل الراديوي: حساب العائد على الملصقات كنسبة من النشاط الإشعاعي في قارورة التجميع على النشاط الإشعاعي في خرطوشة الألومينا-N ( 18 F F)، وقارورة التجميع. للحصول على العائد الهدرجة: حساب العائد الهدرجة كمقدار النشاط الإشعاعي في الذروة المطلوبة على النشاط الإشعاعي حقن في هبلك. بالنسبة لخسائر الترشيح: يفقد التصفية الحسابية لأن النشاط الإشعاعي المتبقي في المرشح والمحقنة فوق النشاط الإشعاعي قبل التصفية.
Representative Results
يتكون التوليف الإشعاعي لل [ 18 F] 3F4AP خطوتين ( الشكل 1 ). يتم تنفيذ الخطوة الأولى في بطريقة مؤتمتة بالكامل باستخدام وحدة التوليف ( الشكل 3 ). يستخدم هذا النظام القائم على الكاسيت أربعة قارورة كاشف وقارورة المفاعل واحد ولها صمامات الكمبيوتر التي تسيطر التي تسمح نقل وخلط الكواشف وكذلك التدفئة والضغط وإخلاء المفاعل. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يدعم معيار خراطيش استخراج المرحلة الصلبة لفصل الكواشف. واجهة الكمبيوتر تتيح للمستخدمين كتابة وتعديل البرامج النصية من أجل تشغيل توليفات الخاصة بهم. في حالة [ 18 F] 3F4AP، يتكون إجراء التوليف من خمسة أجزاء أساسية. في الجزء الأول، يقوم المزج بخطوات فحص ذاتي، ويسخن المفاعل وينتظر إشارة المشغل بأن الموديل F F جاهز. خلال الجزء الثاني، يتم نقل الفلورايد [ 18 F]م فيال 18 F في خرطوشة تبادل أنيون و إلوتد من خرطوشة في المفاعل باستخدام حل بيكربونات الأمونيوم تيترابوتيل. الجزء الثالث، المزج أزيوتروبيكالي يجف [ 18 F] الفلورايد تحت فراغ لجعله رد الفعل نحو النزوح نوكلأوفيليك. في الجزء الرابع، يتم إضافة السلائف تلقائيا إلى المفاعل حيث يتفاعل مع 18 F – لتوليد مركب المسمى. وأخيرا، يتم إخماد التفاعل بإضافة حمض الأكساليك 0.2٪ في الميثانول، الذي يمنع تحلل القاعدة التي تروج للمنتج، والحل النهائي هو نقل الضغط إلى قارورة جمع بعد مرورها من خلال خرطوشة الألومينا N أن الفخاخ أي الفلوريد غير المتفاعل. بعد الانتهاء من وضع العلامات على عينة صغيرة يمكن اتخاذها لمراقبة الجودة. تشغيل عينة على هبلك يوفر تأكيدا على أن الخطوة وضع العلامات وعمل تقديريةعلى النقاء الكيميائي الإشعاعي ( الشكل 4 ). أيضا، من أثر الأشعة فوق البنفسجية على هبلك كمية كبيرة من المنتج يمكن أن تحسب باستخدام منحنى المعايرة التي أنشئت من قبل. في حين يتم تشغيل هبلك مراقبة الجودة في العملية، يتم تنفيذ الخطوة الثانية رد فعل، والحد من N- أكسيد ومجموعات نيترو. من أجل القيام بذلك، يتم حقن المنتج المسمى تلقائيا في جهاز الهدرجة في المنزل على أساس الطريقة التي نشرتها يوسواثانانونت وآخرون. 13 ( الشكل 2 ). يتكون هذا الجهاز من مضخة هبلك وخزان هيدروجين مضغوط متصل بجهاز هدرجة التدفق من خلال خطوط مجهزة بصمامات فحص لمنع التدفق الخلفي. يتم دفع المنتج من قبل مضخة هبلك ومختلطة مع الهيدروجين في خلاط على شكل حرف T. ثم يتم تمرير هذا الخليط من خلال خرطوشة صغيرة تحتوي على 10٪ بد / C محفز على دعم الصلبة. بعد المرور عبر كاتامحض ثم يتم جمع المنتج انخفاض في كسور صغيرة. بعد الهدرجة، يتم نقل المنتج الخام وحقن يدويا في هبلك لتنقية المنتج النهائي ( الشكل 5 ). وقد تم اختيار المرحلة المتنقلة من هبلك لتكون متوافقة مع حقن الحيوان. ثم يتم جمع قمم المقابلة للمنتج وتصفية تعقيمها للحصول على الجرعة النهائية. قبل إطلاق الجرعة لدراسات التصوير بيت، يتم إجراء اختبارات مراقبة الجودة. يتم إجراء هذه الاختبارات للتأكد من أن التتبع هو الكيان الكيميائي الذي من المفترض أن يكون وأنه آمن للحقن. قد لا تكون هناك حاجة لبعض هذه الاختبارات للحقن في الحيوانات ولكن ينصح عموما لمتابعة المبادئ التوجيهية الاستخدام البشري. القيام بذلك يضمن جودة المنتج، مما يزيد الثقة في النتائج ويواجه إلى حد كبيريولد الانتقال في المستقبل إلى تصنيع المنتج للحقن البشري. الجدول 1 يحتوي على معلمات التوليف النموذجية بما في ذلك النشاط الإشعاعي الأولي المبلغ، الأولي كمية السلائف، العائد لكل خطوة، نشاط معين، وفقدان الترشيح، الخ هذه المعلمات هي استكشاف الأخطاء وإصلاحها في بعض الأحيان مفيدة والتحسين في المستقبل من الإجراء. الشكل 1. مخطط رد الفعل. يتكون التوليف الإشعاعي الكيميائي من وضع العلامات بواسطة 19 F / 18 F الصرف تليها الهدرجة المحفزة البلاديوم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. <img alt="الشكل 2" سرك = "/ فيليز / ftp_upload / 55537 / 55537fig2.jpg" /> الشكل 2. نظام الهدرجة. تخطيطي للجهاز. ويستند هذا الجهاز على نشر من قبل يوسواثانانونت وآخرون. (المرجع 13). الشكل 3. مخطط من المزج متكامل فلويديك المعالج (إف) والكواشف. يحتوي إف على أربعة قارورة كاشف، خرطوشة هيئة متاحف قطر وقارورة مفاعل واحد. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 4. الأشعة فوق البنفسجية و راديوبلك التتبع عن المنتج وسيطة. 3-فلورو -4 نيتروبيريدين N- أكسيد لديه امتصاص مميزة في 313 نانومتر.e.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig4large.jpg "تارجيت =" _ بلانك "> الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 5. الأشعة فوق البنفسجية و راديوبلك التتبع عن المنتج النهائي. 3-فلورو-4-أمينوبيريدين يمتص في 254 نانومتر. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. مفهوم متوسط (ن = 4) SD تعليقات النشاط الأولي F 18 (مسي) 148.0 44.9 بدء التوليف كمية السلائف (ميكروغرام) 50 </tد> استخدام 50 ميكرولتر من 1.0 ملغ / مل الأسهم النشاط المتبقي في هيئة متاحف قطر (مسي) 3.0 1.7 يقاس في نهاية خطوة وضع العلامات راديولابيلينغ العائد 29.7٪ 6.3٪ Act_collection_vial ÷ (Act_collection_vial + Act_AluN) النقاء الكيميائي الكيميائي (هبلك-1) > 98٪ من هبلك-1 ق المواصفات. فعل. وسيطة (مسي / μmol) 122.9 29.7 من هبلك-1 باستخدام منحنى المعايرة استعادة الهدرجة (دس) 74٪ 9.0٪ تصحيح لتصحيح هبلك الكيميائي النقاء (هبلك-2) 90.7٪ 2.9٪ يحسب من هبلك-2 تجفيف الكفاءة > 98٪ تصحيح لتصحيح تصفية الاسترداد 93.5٪ 1.7٪ تصحيح لتصحيح حجم الجرعة (مل) 3.3 جمع الكسور مع أعلى النشاط الإشعاعي المواصفات. فعل. المنتج النهائي (مسي / μmol) 75.5 30.0 من هبلك-3 باستخدام منحنى المعايرة كفاءة التجميع 8.5٪ 3.6٪ غير تصحيح الاضمحلال زمن التوليف (دقيقة) 104 11.2 الجدول 1. المعلمات التركيب الكيميائي الكيميائي. المشاكل الشائعة الأسباب المحتملة والحلول [ 18 F] لا يتم إزالة الفلورايد بكفاءة من هيئة متاحف قطر · لم يتم إعداد تبا-هكو 3 بشكل صحيح. ضمان تركيز كافية. · هناك تسريبات على قارورة تبا-هكو 3 . تأكد من أن ختم تجعيد ضيق ولا يتم مثقب الحاجز قبل تثبيته على إف. · تبا-هكو 3 ليست في حالة جيدة. طلب دفعة جديدة. العائد على الملصقات منخفض · هناك رطوبة في محلول السلائف. السلائف الجافة والمذيبات. · درجة الحرارة منخفضة جدا. حل التفاعل هو الأصفر · المنتج هو تحلل بسبب قاعدة. استخدام أقل تبا-هكو 3 . · هناك رو بكثير السلائف. استخدام أقل السلائف. · هناك القليل جدا من المذيب للمبلغ 18 F – . استخدام المزيد من المذيبات. قمم إضافية على راديوهبلك · يتم استبدال مجموعة نيترو: تقليل درجة حرارة التفاعل أو تقصير زمن التفاعل. رد فعل الهدرجة لا يعمل · محفز ليست جيدة. استخدم خرطوشة جديدة. · التدفق سريع جدا ولا يسمح بالاتصال الكافي بين المحفز والركيزة. تقليل التدفق. · ضغط الهيدروجين منخفض جدا. زيادة الضغط H 2 . يزداد ضغط الهيدروجين بشكل كبير أثناء العملية · خرق سلامة خرطوشة والدعم الصلب هو انسداد خطوط. وقف تدفق وإيقاف الغاز. السماح الاضمحلال الاضمحلال. قم بإزالة خرطوشة المحفز وقم بتنظيف النظام. ضعإو خرطوشة. العائد الهدرجة منخفضة · الشوائب كثيرة جدا تتنافس على المحفز (مين، حمض الأكساليك). تقليل كمية الشوائب أو زيادة كتلة السلائف (تحذير: زيادة كمية السلائف سوف تقلل نشاط معين). استعادة النشاط الإشعاعي من خطوة الهدرجة منخفضة · هناك تسرب في النظام. تحقق من وجود تسرب و باكفلوش في خط الهيدروجين. · المركب هو ديفلوريناتينغ في المفاعل. تقييم ظروف التفاعل المختلفة (الضغط، ودرجة الحرارة، والتدفق، وما إلى ذلك ). يتم فقدان الكثير من النشاط الإشعاعي أثناء الترشيح · الرطب المرشح قبل الاستخدام. · استخدام فلتر مع انخفاض حجم القتلى. ذروة المنتج النهائي على هبلك تبدو واسعة · حقن الكثير من الحقن. حقن أقل صباحاount. استخدام عمود مع قطر أكبر. · العمود غير مكيفة بشكل جيد. قم بتهيئة العمود لما لا يقل عن 30 وحدة تخزين عمود. · درجة الحموضة من المرحلة المتنقلة منخفضة. تأكد من أن الرقم الهيدروجيني ≥ 8. · العمود ليس في حالة جيدة. استبدال العمود. استخدام العمود متوافق مع الرقم الهيدروجيني الأساسي. جدول 2. دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
Discussion
ويتطلب إعداد أجهزة تتبع الحيوانات الأليفة وضع بطاقات فعالة مع الحد الأدنى من تدخل المستخدم للحد من التعرض للإشعاع 14 . هنا، وصفنا أول إجراء شبه الآلي للتوليف الكيميائي الإشعاعي من [ 18 F] 3F4AP، وهو التتبع بيت حاليا قيد التحقيق لتصوير الميالين. هذه الطريقة شبه الآلية تنتج راديوتراسر مع نقاء عالية ونشاط معين كاف للدراسات الحيوانية. اعتمدت الأساليب السابقة لتوليف هذا المركب على التوليف اليدوي 6 ، مما يحد بشكل كبير من كمية التتبع المشعة التي يمكن أن تنتج. وجود طريقة الآلي للتوليف كما يوفر غلة أكثر استنساخه ويجعل من الاسهل لنقل هذا الإجراء إلى مختبرات أخرى مع معدات مماثلة. وستكون الجهود المستقبلية للأتمتة الكاملة للإجراء مفيدة في إنتاج التتبع في كميات عالية للدراسات في الحيوانات الكبيرة أو البشر.
<p cلاس = "jove_content"> يستخدم هذا الإجراء تبادل نيوكليوفيليك من 19 F ل 18 F لدمج النظائر المشعة في جزيء الفائدة. مزايا هذا التفاعل هي أنها سريعة وتنتج حصريا تقريبا المنتج المطلوب دون الحاجة إلى تنفيذ خطوة تنقية يحتمل أن تكون طويلة لإزالة الزائدة من السلائف. أحد القيود على استخدام تفاعلات التسميم الفلورايد تبادل مثل تلك المستخدمة هنا هو أنه بسبب الكتلة الأولية للمركب البارد النشاط المحدد النهائي المحدد كمقدار النشاط الإشعاعي في مسي على كمية من المركب في ميكرومول قد تكون محدودة. تحت ظروفنا القياسية، بدءا من 100-200 مسي من 18 F – و 50 ميكروغرام من السلائف، ونشاط معين نموذجي في نهاية التوليف هو ما يصل إلى 100-200 مسي / ميكرومول، والذي يبدو أن تكون كافية لدراسات التصوير قبل السريرية بيت . ومع ذلك، يمكن أن يحسن النشاط المحدد بزيادة مبلغ البدء ل 18 F – </sup> مع الحفاظ على كمية الشامل منخفضة. وكانت هناك عدة تقارير عن إنتاج أشعة راديوية من خلال تبادل الفلورايد مع نشاط محدد عالي (1-3 سي / ميكرومول) عن طريق البدء بنشاط مرتفع وانخفاض كميات السلائف 15 و 16 .كما هو الحال مع جميع التوليفات الكيميائية الإشعاعية لتتبع الحيوانات الأليفة، فمن الأهمية بمكان العمل بسرعة من أجل التقليل من الاضمحلال الإشعاعي. ومن المهم أيضا تقليل الوقت الذي يستغرقه التعامل مع المواد المشعة واستخدام التدريع السليم وتعظيم المسافة بين المادة المشعة والمستخدم للحد من التعرض للإشعاع. هذه الجوانب ذات أهمية خاصة خلال النصف الثاني من البروتوكول (تنقية ومراقبة الجودة) التي يكون المستخدم لحقن يدويا الحل في هبلك، وجمع الكسور وتصفية المنتج النهائي.
كما هو الحال مع جميع التوليفات الكيميائية الإشعاعية لتتبع الحيوانات الأليفة، فمن الأهمية بمكان للعمل بسرعة من أجل ميخفف من الاضمحلال الإشعاعي. ومن المهم أيضا تقليل الوقت الذي يستغرقه التعامل مع المواد المشعة واستخدام التدريع السليم وتعظيم المسافة بين المادة المشعة والمستخدم للحد من التعرض للإشعاع. هذه الجوانب ذات أهمية خاصة خلال النصف الثاني من بروتوكول (الهدرجة والتنقية) التي يكون المستخدم لحقن يدويا الحل في الهدرجة، وجمع الكسور، وإعداد إجراء التجفيف، وإعادة حل المنتج في المخزن المؤقت وتصفية ذلك. خلال خطوة التصفية فمن السهل أن تفقد كمية كبيرة من المواد المشعة في جدران القوارير. وبالتالي، فمن المهم في محاولة لجمع كل السائل قبل التصفية. استخدام كمية أكبر من المخزن المؤقت للذوبان قد يحسن العائد من الانتعاش ولكن استخدامه غير مثبط لأنه يتطلب حقن حجم أكبر على هبلك، مما تسبب في ذروة لتوسيع وزيادة حجم الجرعة النهائية.
من أجل تحري الخلل وإصلاحهوتحسين الإجراء المهم لتتبع عوائد كل خطوة. بالنسبة لمعظم الخطوات يتم ذلك ببساطة عن طريق قياس كمية النشاط الإشعاعي قبل وبعد أي خطوة. في حالة رد الفعل يمكن حساب الغلة من خلال القياس الكمي للقمم هبلك. ويبين الجدول 1 في قسم النتائج الغلة النمطية لكل خطوة. ويورد الجدول 2 أدناه العديد من حالات الفشل الشائعة التي تواجهها الأسباب المحتملة للفشل وكيفية تصحيحها.
وأخيرا، على الرغم من أن الإجراء الموضحة هنا هو محدد لتوليف [ 18 F] 3F4AP، وسير العمل العام والعديد من الخطوات الفردية هي مشتركة لتوليف مركبات أخرى 17 . في هذه المقالة كما أظهرنا اختبارات ق نموذجية أجريت على أي التتبع بيت.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم دعم هذا المشروع من خلال منح نيه / نيبيب 1K99EB020075 إلى بيدرو بروجارولاس وجائزة صندوق الابتكار من بورصة شيكاغو الابتكار لبريان بوبكو وبيدرو بروجارولاس. البروفيسور بريان بوبكو يعرب عن امتنانه على توجيهه والدعم المالي للمشروع. اعترف البروفسور تشين تو تشن والموارد بحوث التصوير حيوان صغير متكامل في جامعة شيكاغو لسخاء تقاسم مساحة المختبر والمعدات. ومن المسلم به إيبا لرعاية الوصول المفتوح لهذه المادة.
Materials
| Cyclotron produced [18F]fluoride | House supplied/Zevacor | IBA Cyclone 18 | 100-200 mCi |
| Integrated fluid processor for production FLT/FDG | ABX | K-2715SYN | Cassette used for nucleophilic substitution |
| Anhydrous acetonitrile | Janssen | 36431-0010 | Transfer under nitrogen |
| Methanol | Janssen | 67-56-1 | |
| ultrapure water | house supplied | Millipore MilliQ system | |
| TBA-HCO3 | ABX | 808.0000.6 | abx.de |
| QMA | Waters | WAT023525 | Quaternary methyl ammonium: Anion exchange solid phase extraction cartridge for trap and release of 18F- from the target water |
| Sodium bicarbonate | ABX | K-28XX.03 | Prefilled 5 mL syringes |
| Alumina-N | Waters | WAT020510 | Alumina-N solid phase extraction cartridge (for trapping unreacted 18F-) |
| 3-fluoro-4-nitropyridine N-oxide | Synthonix | 76954-0 | Store in desicator. Precursor |
| 3-fluoro-4-aminopyridine | Sigma Aldrich | 704490-1G | Reference standard |
| Oxalic acid | Sigma Aldrich | 75688-50G | |
| Sodium phosphate monobasic | Fisher Scientific | S80191-1 | |
| Triethyl amine | Fisher Scientific | 04885-1 | |
| Ethanol | Decon Labs | DSP-MD.43 | USP |
| Final product vial | ABX | K28XX.04 | |
| Millex Filter Syringe | Millex | SLGVR04NL | |
| 10% Pd/C cartridge | Sigma Aldrich | THS-01111-12EA | |
| 11 mm vials + crimp seals | Fisher Scientific | 03-250-618, 06-451-117, or equivalent | |
| 13 mm vials + crimp seals | Fisher Scientific | 06-718-992, 06-718-643, or equivalent | |
| HPLC vials | Fisher Scientific | 03-391-16, 03-391-17, or equivalent | |
| SEMIPREP C18 column | Agilent | 990967-202 | |
| V-vials | Alltech | ||
| Syringes: 1, 3, 10 mL | Fisher Scientific | 14-829-10D, 14-829-13Q, 14-829-18G, or equivalent | |
| Compressed gases: N2, He, H2 | Airgas | UHP N300, UHP HE300, UHP H300, or equivalent | |
| TLC plates | Sigma Aldrich | Z193275, or equivalent | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| Synthera automated synthesizer | IBA SA, Belgium, iba-worldwide.com | Synthera, 250.001 | Automatic synthesis unit |
| In-house hydrogenator | See picture | See text description | |
| Hot cells | Comecer | For manipulating radioactive materials | |
| RadioTLC scanner | Eckert and Ziegler | For handling sterile materials | |
| HPLC | Dionex | Ultimate 3000 | |
| Dose calibrator | Capintec | CRC15 | Or equivalent |
| Gamma counter | Capintec, 7 Vreeland Road, Florham Park, NJ 07932 | CRC 15, PET-CRC25, or equivalent | For measuring radioactivity |
| Personal dosimeters | Packard | Cobra II | For measuring gamma spectrum |
| Personal radiation badges and rings | Atlantic Nuclear | Rados Rad-60 Electronic Dosimeter, or equivalent | |
| Rotavap + vacuum pump | Landauer | ||
| Lead pigs + syringe shields | Heidolph | Or equivalent | |
| Geiger counters | Pinestar | ||
| Ludlum | Model 3 + Pancake GM detector, 4801605, 47-1539, or equivalent |
References
- Valk, P. E. . Positron emission tomography : basic science and clinical practice. , (2003).
- Phelps, M. E. . PET: molecular imaging and its biological applications. , (2004).
- Ametamey, S. M., Honer, M., Schubiger, P. A. Molecular imaging with PET. Chem Rev. 108 (5), 1501-1516 (2008).
- Oriuchi, N., et al. Present role and future prospects of positron emission tomography in clinical oncology. Cancer Sci. 97 (12), 1291-1297 (2006).
- Heiss, W. D., Herholz, K. Brain receptor imaging. J Nucl Med. 47 (2), 302-312 (2006).
- Brugarolas, P., Freifelder, R., Cheng, S. -. H., DeJesus, O. Synthesis of meta-substituted [18F]3-fluoro-4-aminopyridine via direct radiofluorination of pyridine N-oxides. Chemical Communications. , (2016).
- Jones, R. E., Heron, J. R., Foster, D. H., Snelgar, R. S., Mason, R. J. Effects of 4-aminopyridine in patients with multiple sclerosis. J Neurol Sci. 60 (3), 353-362 (1983).
- Davis, F. A., Stefoski, D., Rush, J. Orally administered 4-aminopyridine improves clinical signs in multiple sclerosis. Ann Neurol. 27 (2), 186-192 (1990).
- Goodman, A. D., et al. Sustained-release oral fampridine in multiple sclerosis: a randomised, double-blind, controlled trial. Lancet. 373 (9665), 732-738 (2009).
- Brugarolas, P., et al. . Abstracts Of Papers Of The American Chemical Society. , (2016).
- Brugarolas, P., et al. Development of a PET tracer for MS. J Nucl Med Meeting Abstracts. 55 (1), 1124 (2014).
- Brugarolas, P., et al. Fluorinated 4-aminopyrdines as PET tracers for MS. Journal of Nuclear Medicine. 56, 493 (2015).
- Yoswathananont, N., Nitta, K., Nishiuchi, Y., Sato, M. Continuous hydrogenation reactions in a tube reactor packed with Pd/C. Chem Comm. (1), 40-42 (2005).
- Stöcklin, G., Pike, V. W. . Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography-Methodological Aspects. 24, (1993).
- Liu, Z., et al. Preclinical evaluation of a high-affinity 18F-trifluoroborate octreotate derivative for somatostatin receptor imaging. J Nucl Med. 55 (9), 1499-1505 (2014).
- Liu, Z., et al. 18F-trifluoroborate derivatives of [des-arg(10)]kallidin for imaging bradykinin b1 receptor expression with positron emission tomography. Mol Pharm. 12 (3), 974-982 (2015).
- Scott, P. J. H., Hockley, B. G., Kilbourn, M. R. . Radiochemical Syntheses, Volume 1: Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography. , (2012).
Cite This Article
Brugarolas, P., Bhuiyan, M., Kucharski, A., Freifelder, R. Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases. J. Vis. Exp. (123), e55537, doi:10.3791/55537 (2017).