Diese Methode kann Forschern in den Bereichen Biologie, Radiochemie und Nuklearmedizin helfen, die Produktion von kurzlebigen Positron-Emissions-Tomographie-Tracern für die Grundlagenforschung und klinische Anwendungen zu automatisieren. Die Hauptvorteile der Automatisierung der radiochemischen Synthese sind die Standardisierung des Syntheseprozesses, die Ermöglichung der Wiederholungsproduktion, die Verbesserung der Synthesezuverlässigkeit und der Schutz des Chemikers vor Strahlenexposition. Durch die Verwendung eines einzigen flexiblen Radiosynthesizers können mehrere verschiedene Positronen-Emissions-Tomographien oder PET-Tracer, die für den klinischen Einsatz geeignet sind, innerhalb einer einzigen Heißzelle hergestellt werden.
Um den Erfolg der automatisierten Synthese zu gewährleisten, ist es wichtig, während des Setup-Verfahrens große Sorgfalt walten zu nehmen, bevor das Radionuklid in den Radiosynthesizer eingeführt wird. Um ein automatisiertes Syntheseprogramm für den PET-Tracer Fluor-18 mit Clofarabin oder CFA zu erstellen, wird der Vorläufer zunächst mit getrocknetem aktiviertem Fluorid-18 reagiert, um das Zwischenprodukt zu bilden, gefolgt von der Entfernung der Schutzgruppen zur endgültigen Verbindung. Verwenden Sie ein Papier und einen Stift, um die manuelle Synthese in übergeordnete Schritte und die übergeordneten Schritte in diskrete grundlegende erforderliche Prozesse aufzuteilen und dann jeden Prozess den einzelnen Einheitenoperationen der Synthesizer-Software zuzuordnen.
Erstellen Sie mithilfe der Radiosynthesizer-Programmierschnittstelle ein leeres Programm, indem Sie auf Menü, Sequenzen und neue Sequenzen klicken, um jede der identifizierten Einheitenoperationen und deren Parameter nacheinander zu programmieren. Für die Fluoridverdampfung im Einheitsbetrieb drei ziehen Sie den Verdampfungsvorgang in die Filmstreifenansicht und betreten Sie den verwendeten Reaktor, Temperatur, Dauer und gewünschten Stickstoffdruckdruck. Ziehen Sie den Additionsvorgang für den Vorläuferzusatz im Einheitenbetrieb acht in die Filmstreifenansicht.
Für die Fluorierungsreaktion im Einheitsbetrieb neun ziehen Sie eine Reaktionsoperation in die Filmstreifenansicht und passen ihre Parameter an. Um die automatisierte Synthese einzurichten, schalten Sie den Radiosynthesizer ein und achten Sie darauf, dass das Tauchrohr jeder neuen Einwegkassette gerade nach unten gerichtet wird. Installieren Sie Kassetten in den Reaktor Nummer eins und Nummer zwei Positionen.
Nach dem Einsetzen von Reaktionsgefäßen mit magnetischen Rührstäben die Reagenz-Fläschchen gemäß dem Diagramm in die Kassetten einbauen und eine leere Sauerstoff-18-Wasserrückgewinnungsflasche in der W1-Position der Kassette Nummer eins installieren. Schließen Sie die QMA-Kassetten an die Kassette Nummer eins an. Und die Kieselkassette zwischen Kassette Nummer eins und Nummer zwei.
Schließen Sie dann den Ausgang der Kassette Nummer zwei an das Hochdruckflüssigkeitschromatographie- oder HPLC-System des Reinigungsmoduls an. Nachdem Sie überprüft haben, ob die Kassettenschlauchanschlüsse mit dem Schaltplan übereinstimmen, bestätigen Sie, dass im Innenraum keine Kassettenschläuche hängen, wo sie die Roboterbewegungen stören können. Schließen Sie die Fluorid-18-Quellleitung vom Zyklotron an die Fluorid-18-Eingangsleitung auf der Kassette Nummer eins an.
Um das Subsystem der Reinigungsformulierung vor Beginn der Synthese zu equigelieren, wählen Sie HPLC aus, um die Kontrollseite des Reinigungsformulierungsmoduls einzugeben. Standardmäßig ist die Registerkarte "Reinigung" bereits ausgewählt. Stellen Sie den Durchfluss bei der definierten Lösungsmittelzusammensetzung auf fünf Milliliter pro Minute ein.
Und legen Sie die Position der Reinigungssäule fest. Schalten Sie die HPLC-Pumpe im isokratischen Modus für mindestens 10 Minuten ein und spülen Sie die Produktlinie und alle Bruchsammellinien mit der mobilen Phase jeweils für eine Minute. Dann verwenden Sie eine Spritze, um jede HPLC-Probenschleife und HPLC-Probenschleifen-Transferschläuche mit 10 Millilitern der mobilen Phase manuell zu spülen.
Um das Formulierungssubsystem zu grunden, öffnen Sie die Formulierungsregisterkarte der Kontrollseite für Reinigungsformulierungen. Um das konzentrierte Natriumchlorid zu grundieren, öffnen Sie die Elute-Lasche. Klicken Sie auf Initialisieren, um die Spritzenpumpe zu initialisieren und fünf Milliliter konzentriertes Natriumchlorid auszugeben.
Um die 0,9%-Saline zu grundieren, wählen Sie die Registerkarte Rekonstituierung und geben Sie fünf Milliliter Saline aus. Als nächstes verbinden Sie die Produkt- und Endproduktlinien von der Vorderseite des Teilsystems der Reinigungsformulierung in einer T-Verbindung. Schließen Sie den Ausgang des T-Anschlusses an eine vormontierte, belüftete, sterile, leere Durchstechflasche mit Filtern an und legen Sie die Durchstechflasche in ein abgeschirmtes Bleischwein.
Drehen Sie anschließend die Kassettenflügelknöpfe, um die Kassetten an Ort und Stelle zu befestigen. Entfernen Sie den Dewar aus dem Instrument. Leeren Sie die Kältefalle, und fügen Sie Alkohol in den Dewar, gefolgt von der langsamen Zugabe von Trockeneis.
Schließlich installieren Sie die Kältefalle und Dewar wieder in den Synthesizer und schließen Sie die heiße Zellentür. Um das Syntheseprogramm auszuführen, öffnen Sie die Registerkarte Sequenzen, wählen Sie das FLUORid-18 CFA-Programm aus und klicken Sie auf Ausführen, führen Sie aus. Überprüfen Sie sorgfältig jedes Element in der Checkliste vor der Ausführung, und überprüfen Sie jedes Element, sobald es abgeschlossen ist.
Klicken Sie dann in der Software, um zu bestätigen, dass das Setup abgeschlossen ist, und um mit der automatisierten Synthese zu beginnen. Bevor Sie auf "Weiter" klicken, überprüfen Sie das Setup sorgfältig, um sicherzustellen, dass alles ordnungsgemäß verbunden ist. Sobald die Radioaktivität in den Synthesizer eingespeist wird, sind aufgrund des Strahlungsfeldes innerhalb der Heißzelle keine weiteren manuellen Manipulationen mehr möglich.
Während des Fluorid-18-Fangvorgangs erscheint ein Pop-up, wenn es an der Zeit ist, Aktivität aus dem Zyklotron zu liefern. Geben Sie in diesem Fall das Fluorid-18 aus dem Zyklotron ab und überwachen Sie den Strahlungssensor, um zu bestätigen, dass das Fluorid auf der QMA-Patrone eingeschlossen wurde. Klicken Sie auf Continue, um das automatisierte Programm fortzusetzen und die Synthese in Echtzeit über visuelles Feedback, Sensor-Messwerte und Countdown-Timer zu überwachen.
Im Einheitsbetrieb drei wird die Flüssigkeit im Reaktionsgefäß verdampft, um das F-18-Fluorid zu trocknen und zu aktivieren. Die Temperatur, restliche Zeit und der verbleibende Flüssigkeitsstand können an der Schnittstelle überwacht werden. Im Einheitsbetrieb acht wird die Vorläuferlösungsdurchstechflasche aufgenommen und in die Ladeposition der Kassette Nummer eins bewegt.
Danach wird der Inhalt an das Reaktionsgefäß geliefert. Die verbleibende Zeit und der Flüssigkeitsstand im Reaktionsgefäß können an der Schnittstelle überwacht werden. Im Einheitsbetrieb neun wird das Reaktionsgefäß abgedichtet und erhitzt, um die Fluorierungsreaktion durchzuführen.
Die Temperatur und Restzeit sowie ein Live-Videostream des Reaktionsgefäßinhalts können an der Schnittstelle überwacht werden. Im Einheitsbetrieb 10 wird das Tauchrohr in das Reaktionsgefäß eingeführt und der Inhalt zur Reinigung des Zwischenprodukts über die Kieselsäurepatrone übertragen. Die verbleibende Zeit, der Restderflüssigkeitsstand im Reaktionsgefäß und der Strahlungsdetektor neben der Kartusche können an der Schnittstelle überwacht werden.
Während des letzten Reinigungseinheitsbetriebsschritts, wenn die Produktspitze auf dem Strahlungsdetektor Chromatogramm zu erscheinen begonnen hat, wählen Sie, Produkt. Sobald der Chromatogramm-Peak des Strahlungsdetektors zur Basislinie zurückgekehrt ist, wählen Sie Abfall aus, um den Fließweg des HPLC-Teilsystems in den Abfallbehälter umzuleiten. Um das Formulierungsprogramm einzurichten, öffnen Sie unter der Registerkarte Sequenz das FLUORid-18 CFA-Formulierungsprogramm und führen Sie das Programm aus.
Das System verdünnt die gesammelte gereinigte Produktfraktion in der endgültigen sterilen Produktdurchstechflasche durch einen Sterilisationsfilter und wird mit Natriumchlorid und Saline verdünnt, um die Isotoniität der Formulierung zu gewährleisten. Um das Endprodukt zu erhalten, öffnen Sie die Hot-Zell-Tür, trennen Sie die Nadeln von der Produktdurchstechflasche und entfernen Sie die formulierte Produktdurchstechflasche aus der HeißenZelle. Entfernen Sie dann mithilfe aseptischer Verfahren eine Probe, um die erforderlichen Qualitätskontrollen durchzuführen.
Um den Synthesizer herunterzufahren, klicken Sie auf die Ein-/Aus-Taste. Ein Popupfenster zeigt an, wann die Stromversorgung des Systems ausgeschaltet werden kann. Schließen Sie dann die entsprechenden Absperrventile, um die Druckluft- und Inertgasvorräte auszuschalten, sodass die verbleibende Radioaktivität in der heißen Zelle auf ein sicheres Niveau zerfallen kann, bevor eine weitere Synthese ausgeführt wird.
Die erhaltenen Fluor-18 CFA-Formulierungen bestanden alle Qualitätskontrolltests. In diesen repräsentativen Validierungsläufen wurden die Synthese, Reinigung und Formulierung im Durchschnitt in 110 Minuten erreicht und die nicht zerfallskorrigierte radiochemische Ausbeute betrug fast 8%. Bei Verwendung dieses Verfahrens zur Herstellung von Tracern für den klinischen Einsatz ist es notwendig, schriftliche, standard-Bedienverfahren zu erstellen, die sorgfältig befolgt werden müssen, um sicherzustellen, dass keine Einrichtungs- oder Vorbereitungsschritte verpasst werden. Nach diesem allgemeinen Verfahren kann die Synthese vieler anderer Radiotracer leicht automatisiert werden, was den Übergang zur aktuellen, gut hergestellten Herstellungspraxis-konformen Produktion für klinische Studien am Menschen oder die klinische Versorgung erleichtert.
Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Radioaktivität gefährlich sein kann. Maßnahmen wie Expositionsüberwachung, angemessene Abschirmung und Sicherheitsverfahren müssen vorhanden sein. Achten Sie darauf, immer eng mit Ihrem Strahlenschutzbeauftragten zusammenzuarbeiten.
