פרויקט זה נתמך על ידי מענקים NIH / NIBIB 1K99EB020075 כדי פדרו Brugarolas וקרן קרן חדשנות של שיקגו חדשנות Exchange בריאן Popko ו פדרו Brugarolas. פרופ &#39;בריאן Popko מודה בהכרת תודה על mentorship שלו ותמיכה כספית לפרויקט. פרופ &#39;צ&#39;ין-טו צ&#39;ן והקרן המשולבת לחקר הדמיה של בעלי חיים קטנים באוניברסיטת שיקגו מודים על שיתוף נדיב של חלל מעבדה וציוד. IBA הוא הודה על מתן חסות פתוח של מאמר זה.

<ol>
	<li>Valk, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Positron emission tomography : basic science and clinical practice. , (2003).</li><li>Phelps, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PET: molecular imaging and its biological applications. , (2004).</li><li>Ametamey, S. M., Honer, M., Schubiger, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imaging+with+PET.">Molecular imaging with PET.</a> Chem Rev. 108 (5), 1501-1516 (2008).</li><li>Oriuchi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Present+role+and+future+prospects+of+positron+emission+tomography+in+clinical+oncology.">Present role and future prospects of positron emission tomography in clinical oncology.</a> Cancer Sci. 97 (12), 1291-1297 (2006).</li><li>Heiss, W. D., Herholz, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+receptor+imaging.">Brain receptor imaging.</a> J Nucl Med. 47 (2), 302-312 (2006).</li><li>Brugarolas, P., Freifelder, R., Cheng, S. -. H., DeJesus, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+meta-substituted+[18F]3-fluoro-4-aminopyridine+via+direct+radiofluorination+of+pyridine+N-oxides.">Synthesis of meta-substituted [18F]3-fluoro-4-aminopyridine via direct radiofluorination of pyridine N-oxides.</a> Chemical Communications. , (2016).</li><li>Jones, R. E., Heron, J. R., Foster, D. H., Snelgar, R. S., Mason, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+4-aminopyridine+in+patients+with+multiple+sclerosis.">Effects of 4-aminopyridine in patients with multiple sclerosis.</a> J Neurol Sci. 60 (3), 353-362 (1983).</li><li>Davis, F. A., Stefoski, D., Rush, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orally+administered+4-aminopyridine+improves+clinical+signs+in+multiple+sclerosis.">Orally administered 4-aminopyridine improves clinical signs in multiple sclerosis.</a> Ann Neurol. 27 (2), 186-192 (1990).</li><li>Goodman, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustained-release+oral+fampridine+in+multiple+sclerosis:+a+randomised,+double-blind,+controlled+trial.">Sustained-release oral fampridine in multiple sclerosis: a randomised, double-blind, controlled trial.</a> Lancet. 373 (9665), 732-738 (2009).</li><li>Brugarolas, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Abstracts Of Papers Of The American Chemical Society. , (2016).</li><li>Brugarolas, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+PET+tracer+for+MS.">Development of a PET tracer for MS.</a> J Nucl Med Meeting Abstracts. 55 (1), 1124 (2014).</li><li>Brugarolas, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorinated+4-aminopyrdines+as+PET+tracers+for+MS.">Fluorinated 4-aminopyrdines as PET tracers for MS.</a> Journal of Nuclear Medicine. 56, 493 (2015).</li><li>Yoswathananont, N., Nitta, K., Nishiuchi, Y., Sato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+hydrogenation+reactions+in+a+tube+reactor+packed+with+Pd/C.">Continuous hydrogenation reactions in a tube reactor packed with Pd/C.</a> Chem Comm. (1), 40-42 (2005).</li><li>St&#246;cklin, G., Pike, V. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography-Methodological Aspects. 24, (1993).</li><li>Liu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preclinical+evaluation+of+a+high-affinity+18F-trifluoroborate+octreotate+derivative+for+somatostatin+receptor+imaging.">Preclinical evaluation of a high-affinity 18F-trifluoroborate octreotate derivative for somatostatin receptor imaging.</a> J Nucl Med. 55 (9), 1499-1505 (2014).</li><li>Liu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=18F-trifluoroborate+derivatives+of+[des-arg(10)]kallidin+for+imaging+bradykinin+b1+receptor+expression+with+positron+emission+tomography.">18F-trifluoroborate derivatives of [des-arg(10)]kallidin for imaging bradykinin b1 receptor expression with positron emission tomography.</a> Mol Pharm. 12 (3), 974-982 (2015).</li><li>Scott, P. J. H., Hockley, B. G., Kilbourn, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Radiochemical Syntheses, Volume 1: Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography. , (2012).</li></ol>

למחברים אין מה לגלות.

<html> הכנה של שבבים PET דורש תיוג יעיל עם התערבות המשתמש מינימלית כדי למזער את החשיפה לקרינה 14 . כאן, תיארנו את ההליך חצי אוטומטי אוטומטי עבור סינתזה רדיוכימיים של [ 18 F] 3F4AP, נותב PET כעת תחת חקירה עבור demyelination הדמיה. שיטה חצי אוטומטית זו מייצרת את רדיוטראסר עם טוהר גבוהה ופעילות ספציפית מספקת ללימודי בעלי חיים. שיטות קודמות לסינתזה של תרכובת זו הסתמכה על סינתזה ידנית 6 , אשר מגביל באופן משמעותי את כמות נותב רדיואקטיבי שניתן לייצר. לאחר שיטה אוטומטית לסינתזה גם מספק תשואות לשחזור יותר ומקלה להעביר את הנוהל למעבדות אחרות עם ציוד דומה. מאמצים עתידיים כדי להפוך את התהליך באופן מלא יהיה אינסטרומנטלי לייצור של נותב בכמויות גבוהות עבור מחקרים בבעלי חיים גדולים או בני אדם. Lass = &quot;jove_content&quot;&gt; הליך זה משתמש בחילופי נוקלאופילים של 19 F עבור 18 F כדי לשלב את הרדיו-איזוטופ במולקולה של עניין. היתרונות של תגובה זו הם כי היא מהירה מייצרת כמעט אך ורק את המוצר הרצוי ללא צורך לבצע צעד טיהור ארוך כדי להסיר עודף של מבשר. מגבלה אחת של שימוש בתגובות פלואוריד-תיוג, כגון זו המשמשת כאן היא כי בשל המסה הראשונית של מתחם קר, הפעילות הסופית המוגדרת כסכום של רדיואקטיביות ב- mCi על כמות התרכובת ב- μmol עשויה להיות מוגבלת. תחת התנאים הרגילים שלנו, החל 100-200 mCi של 18 F - ו 50 מיקרוגרם של מבשר, הפעילות הספציפית טיפוסית בסוף הסינתזה היא עד 100-200 mCi / μmol, אשר נראה מספיק עבור מחקרים קליניים PET הדמיה . עם זאת, הפעילות הספציפית עשויה להשתפר על ידי הגדלת הסכום ההתחלתי עבור 18 F - </suP&gt; תוך שמירה על כמות המסה נמוכה. היו מספר דיווחים על הפקת רדיוליגנים על ידי החלפת פלואוריד עם פעילות ספציפית גבוהה (1-3 Ci / μmol) על ידי הפעלת פעילות גבוהה וכמויות מבשר נמוך 15 , 16 . כמו עם כל סינתזות רדיוכימיים של trachers PET, זה קריטי לעבוד במהירות על מנת למזער ריקבון רדיואקטיבי. חשוב גם למזער את הזמן בטיפול בחומרים רדיואקטיביים, להשתמש מיגון נאות למקסם את המרחק בין חומר רדיואקטיבי לבין המשתמש כדי למזער את החשיפה לקרינה. היבטים אלה חשובים במיוחד במחצית השנייה של פרוטוקול (טיהור ובקרת איכות) שבו המשתמש צריך להזריק ידנית את הפתרון לתוך HPLC, לאסוף את השברים ולסנן את המוצר הסופי. כמו עם כל synoceses רדיוכימיים של tracers PET, זה קריטי לעבוד במהירות כדי מ &#39;לעורר ריקבון רדיואקטיבי. חשוב גם למזער את הזמן בטיפול בחומרים רדיואקטיביים, להשתמש מיגון נאות למקסם את המרחק בין חומר רדיואקטיבי לבין המשתמש כדי למזער את החשיפה לקרינה. היבטים אלה חשובים במיוחד במהלך המחצית השנייה של פרוטוקול (הידרוגציה וטיהור) שבו המשתמש צריך להזריק ידנית את הפתרון לתוך hydrogenator, לאסוף את השברים, להגדיר את הליך הייבוש, redissolve את המוצר למאגר ולסנן אותו. במהלך שלב הסינון קל לאבד כמות גדולה של חומר רדיואקטיבי בקירות הבקבוקים. לכן, חשוב לנסות לאסוף את כל הנוזל לפני סינון. שימוש בכמות גדולה יותר של חיץ כדי לפזר עשוי לשפר את התשואה של ההתאוששות אבל השימוש בו הוא discouraged כי זה ידרוש הזרקת נפח גדול על HPLC, גרימת שיא להרחיב ולהגדיל את נפח המינון הסופי. כדי לפתור את הבעיהNd לייעל את ההליך חשוב לעקוב אחר התשואות של כל צעד. עבור רוב השלבים זה נעשה פשוט על ידי מדידת כמות הרדיואקטיביות לפני ואחרי כל צעד. במקרה של התגובה התשואות ניתן לחשב באמצעות כימות של פסגות HPLC. טבלה 1 בפרק התוצאות מציגה את התשואות האופייניות לכל שלב. טבלה 2 להלן מפרטת רבות מהכישלונות הנפוצים ביותר עם סיבות אפשריות לכישלון וכיצד לתקן אותם. לבסוף, למרות שהתהליך שהוכח כאן הוא ספציפי לסינתזה של [F 18 ] 3F4AP, זרימת העבודה הכללית ורבים מהשלבים האינדיבידואלים משותפים לסינתזה של תרכובות אחרות. במאמר זה אנו גם הוכיחו את בדיקות QC טיפוסי שבוצע על כל נותב PET.

היכולת לעקוב אחר תרופה קטנה מולקולה לא פולשנית בתוך גוף האדם יש פוטנציאל גדול כלפי הרפואה דיוק. בין טכניקות הדמיה מולקולארית, טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים (PET) יש מאפיינים נוחים רבים: הרגישות הגבוהה של גלאי PET מאפשר זיהוי וכימות של כמויות קטנות מאוד של חומר רדיואקטיבי ואת המאפיינים של סורקים לאפשר מיפוי מרחבי מדויק של לוקליזציה התרופה 1 , 2 , 3 . לדוגמה, PET מאפשר זיהוי ולוקליזציה של גידולים וגרורות על בסיס ספיגה של אנלוגי גלוקוז רדיואקטיבי, [ 18 F] FDG 4 . PET יכול גם לספק לוקליזציה וכימות של קולטני המוח ספציפיים התפוסה שלהם אשר יכול להיות בעל ערך לאבחון ולהבנת הפרעות נוירולוגיות פסיכיאטריות 5 . כדי להתפתחמוליך קטן של מולקולה PET, תרכובת של עניין חייב להיות מתויג עם איזוטופ פוזיטרונים, בדרך כלל 11 C או 18 F. בין שתי רדיואיזוטופים אלה, 18 F יש מחצית חיים יותר (109 דקות לעומת 20.3 עבור 11 ג) , המאפשר רב מינון ייצור מחוץ לאתר. עם זאת, הוספת 18 F למולקולה יכול להיות מאתגר. 18 תיוג F דורש תגובות מהירות תואמות אוטומציה להקלת הכימאי של טיפול ישיר של פעילות וקבלת מינון קרינה גבוהה. לאחרונה תיארנו את השימוש ב- N-oxides pyridine כמבשרים של פלואורינציה של pyridines ושימוש בכימיה זו בסינתזה רדיוכימית של [18F] 3F4AP 6 , אנלוגי radiofluorinated של התרופה שאושרה על ידי ה- FDA עבור טרשת נפוצה, Aminopyridine (4AP) 7 , 8 , 9 . תהוא radiotracer החדש נמצא כעת תחת חקירה כמו נותב PET עבור demyelination 10 , 11 , 12 . במאמר זה וידאו, אנו מדגימים את חצי אוטומטי סינתזה של המתחם הזה באמצעות יחידת סינתזה סינתזה IBA (להלן המכונה &quot;סינתיסייזר&quot;) ו-בתוך הבית עשה זרימת הידרוגנציה המכשיר. הסינתזה מבוססת על התגובה המוצגת באיור 1 . ההכנה עבור ההליך לוקח כ 1 שעות, radiolabeling וטיהור 1.5 שעות ו בקרת איכות הליכים 0.5 ח.

<table><tbody><tr><td>Cyclotron produced [&lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F]fluoride</td><td>House supplied/Zevacor</td><td>IBA Cyclone 18</td><td>100-200 mCi</td></tr><tr><td>Integrated fluid processor for production FLT/FDG</td><td>ABX</td><td>K-2715SYN</td><td>Cassette used for nucleophilic substitution</td></tr><tr><td>Anhydrous acetonitrile</td><td>Janssen</td><td>36431-0010</td><td>Transfer under nitrogen</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Janssen</td><td>67-56-1</td><td></td></tr><tr><td>ultrapure water</td><td>house supplied</td><td></td><td>Millipore MilliQ system</td></tr><tr><td>TBA-HCO3</td><td>ABX</td><td>808.0000.6</td><td>abx.de</td></tr><tr><td>QMA</td><td>Waters</td><td>WAT023525</td><td>Quaternary methyl ammonium: Anion exchange solid phase extraction cartridge for trap and release of &lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F&lt;sup&gt;-&lt;/sup&gt; from the target water</td></tr><tr><td>Sodium bicarbonate</td><td>ABX</td><td>K-28XX.03</td><td>Prefilled 5 mL syringes</td></tr><tr><td>Alumina-N</td><td>Waters</td><td>WAT020510</td><td>Alumina-N solid phase extraction cartridge (for trapping unreacted &lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F&lt;sup&gt;-&lt;/sup&gt;)</td></tr><tr><td>3-fluoro-4-nitropyridine N-oxide</td><td>Synthonix</td><td>76954-0</td><td>Store in desicator. Precursor</td></tr><tr><td>3-fluoro-4-aminopyridine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>704490-1G</td><td>Reference standard</td></tr><tr><td>Oxalic acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>75688-50G</td><td></td></tr><tr><td>Sodium phosphate monobasic</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>S80191-1</td><td></td></tr><tr><td>Triethyl amine</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>04885-1</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Decon Labs</td><td>DSP-MD.43</td><td>USP</td></tr><tr><td>Final product vial</td><td>ABX</td><td>K28XX.04</td><td></td></tr><tr><td>Millex Filter Syringe</td><td>Millex</td><td>SLGVR04NL</td><td></td></tr><tr><td>10% Pd/C cartridge</td><td>Sigma Aldrich</td><td>THS-01111-12EA</td><td></td></tr><tr><td>11 mm vials + crimp seals</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>03-250-618, 06-451-117, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>13 mm vials + crimp seals</td><td>Fisher Scientific</td><td>06-718-992, 06-718-643, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>HPLC vials</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-391-16, 03-391-17, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>SEMIPREP C18 column</td><td>Agilent</td><td>990967-202</td><td></td></tr><tr><td>V-vials</td><td>Alltech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Syringes: 1, 3, 10 mL</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-829-10D, 14-829-13Q, 14-829-18G, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>Compressed gases: N&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, He, H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Airgas</td><td>UHP N300, UHP HE300, UHP H300, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>TLC plates</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z193275, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Equipment&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Synthera automated synthesizer</td><td>IBA SA, Belgium, iba-worldwide.com</td><td>Synthera, 250.001</td><td>Automatic synthesis unit</td></tr><tr><td>In-house hydrogenator</td><td>See picture</td><td></td><td>See text description</td></tr><tr><td>Hot cells</td><td>Comecer</td><td></td><td>For manipulating radioactive materials</td></tr><tr><td>RadioTLC scanner</td><td>Eckert and Ziegler</td><td></td><td>For handling sterile materials</td></tr><tr><td>HPLC</td><td>Dionex</td><td>Ultimate 3000</td><td></td></tr><tr><td>Dose calibrator</td><td>Capintec</td><td>CRC15</td><td>Or equivalent</td></tr><tr><td>Gamma counter</td><td>Capintec, 7 Vreeland Road, Florham Park, NJ 07932</td><td>CRC 15, PET-CRC25, or equivalent</td><td>For measuring radioactivity</td></tr><tr><td>Personal dosimeters</td><td>Packard</td><td>Cobra II</td><td>For measuring gamma spectrum</td></tr><tr><td>Personal radiation badges and rings</td><td>Atlantic Nuclear</td><td>Rados Rad-60 Electronic Dosimeter, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>Rotavap + vacuum pump</td><td>Landauer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lead pigs + syringe shields</td><td>Heidolph</td><td></td><td>Or equivalent</td></tr><tr><td>Geiger counter</td><td>Pinestar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Geiger counter</td><td>Ludlum</td><td>Model 3 + Pancake GM detector, 4801605, 47-1539, or equivalent</td><td></td></tr></tbody></table>

automated radiochemical synthesis of [18f]3f4ap: a novel pet tracer for imaging demyelinating diseases

3 [18F] fluoro-4-aminopyridine, [ 18 F] 3F4AP, הוא אנלוגי radiofluorinated של התרופה המאושרת על ידי ה- FDA לטרשת נפוצה 4-aminopyridine (4AP). מתחם זה נמצא כעת תחת חקירה כמו נותב PET עבור demyelination. תיארנו לאחרונה תגובה כימית חדשנית לייצר pyridines metafluorinated המורכב פלואור ישיר של פירידין N- תחמוצת וניצול של תגובה זו עבור סינתזה רדיוכימי של [ 18 F] 3F4AP. במאמר זה, אנו מדגימים כיצד לייצר את זה נותב באמצעות סינתיסייזר אוטומטי ו בתוך הבית עשה תזרים hydrogenation הכור. כמו כן, אנו מראים את נהלי בקרת האיכות הסטנדרטיים שבוצעו לפני שחרור מכשיר הרדיו למחקרים הדמיה פרה-קלינית בבעלי חיים. הליך חצי אוטומטי זה עשוי לשמש כבסיס לייצור עתידי של [ 18 F] 3F4AP למחקרים קליניים.

סינתזה רדיוכימית של [ 18 F] 3F4AP מורכב שני שלבים ( איור 1 ). הצעד הראשון מתבצע באופן אוטומטי לחלוטין באמצעות יחידת סינתזה ( איור 3 ). מערכת זו מבוססת קלטת משתמשת ארבע בקבוקונים מגיב הבקבוק הכור אחד ויש לו שסתומים מבוקרים מחשב המאפשרים העברת ערבוב של ריאגנטים כמו גם חימום, בלחץ ופינוי הכור. בנוסף, הוא תומך סטנדרטי שלב מוצק מחסניות להפריד של ריאגנטים. ממשק המחשב מאפשר למשתמשים לכתוב ולשנות סקריפטים על מנת להפעיל סינתזות משלהם. במקרה של [FF] 3F4AP, הליך הסינתזה מורכב מחמישה חלקים בסיסיים. בחלק הראשון, הסינתיסייזר מבצע פעולות בדיקה עצמית, מחמם את הכור ומחכה לאות של מפעיל שה - 18 F מוכן. במהלך החלק השני, [ 18 F] פלואוריד מועבר הלוך ושובמ &#39;בקבוקון 18 F לתוך מחסנית אניון החליפין eluted מן המחסנית לתוך הכור באמצעות פתרון tetrabutyl אמוניום ביקרבונט. החלק השלישי, סינתיסייזר azeotropically dries את [ 18 F] פלואוריד תחת ואקום כדי להפוך אותו תגובתי לעבר עקירה נוקלאופילי. בחלק הרביעי, מבשר נוסף באופן אוטומטי לכור שבו הוא מגיב עם 18 F - כדי ליצור את המתחם שכותרתו. לבסוף, התגובה היא הרווה על ידי תוספת של 0.2% חומצה אוקסלית ב מתנול, אשר מונע פירוק מקדם בסיס של המוצר, והפתרון הסופי הוא לחץ מועבר בקבוקון איסוף לאחר שעבר דרך מחסנית אלומינה N כי מלכודות פלואוריד בלתי ממוחזר. לאחר שלב תיוג הושלמה מדגם קטן ניתן לנקוט עבור בקרת איכות. הפעלת מדגם על HPLC מספק אישור כי צעד תיוג עבד estatiעל הטוהר רדיוכימי ( איור 4 ). כמו כן, מן עקבות UV על HPLC כמות המונית של המוצר ניתן לחשב באמצעות עקומת כיול מראש. בעוד בתהליך בקרת איכות HPLC פועל, צעד התגובה השני, הפחתה של N- תחמוצת קבוצות ניטרו, מבוצעת. כדי לעשות זאת, המוצר שכותרתו מוזרק באופן אוטומטי לתוך מכשיר הידרוגנציה בתוך הבית מבוסס על השיטה שפורסמה על ידי Yoswathananont et al. 13 ( איור 2 ). התקן זה מורכב משאבת HPLC ומיכל מימן דחוס המחובר להתקן הידרוגנציה באמצעות קווים המצוידים בשסתומי בדיקה כדי למנוע הזרמה אחורית. המוצר נדחף על ידי משאבת HPLC מעורבב עם מימן במערבב בצורת T. תערובת זו מועברת מכן באמצעות מחסנית קטנה המכילה 10% Pd / C זרז על תמיכה מוצקה. אחרי שעבר דרך cataLyst המוצר מופחת נאסף אז שברים קטנים. בעקבות הידרוגנציה, המוצר הגולמי מועבר מוזרק באופן ידני לתוך HPLC לטיהור של המוצר הסופי ( איור 5 ). השלב הנייד של HPLC נבחרה להיות תואם להזרקת בעלי חיים. פסגות המתאימות למוצר נאספים ואז מסוננים מעוקרים כדי לקבל את המינון הסופי. לפני שחרור המינון עבור מחקרים הדמיה PET, בדיקות בקרת איכות מבוצעות. בדיקות אלה מבוצעות על מנת להבטיח כי נותב הוא ישות כימית שהיא אמורה להיות וכי זה בטוח להזרקת. חלק מהבדיקות הללו לא יידרשו להזרקת בעלי חיים, אך מומלץ בדרך כלל לעקוב אחר הנחיות השימוש האנושי. פעולה זו מבטיחה איכות של המוצר, אשר מגביר את אמון התוצאות ואת מאוד facמעביר את המעבר העתידי לייצור המוצר להזרקת אדם. טבלה 1 כוללת את הפרמטרים סינתזה טיפוסית כולל רדיואקטיביות כמות הראשונית, כמות ראשונית של מבשר, תשואה עבור כל צעד, פעילות ספציפית, סינון מאבד, וכו &#39; פרמטרים אלה הם שימושיים לפתרון בעיות תקלות מזדמנים ואופטימיזציה בעתיד של ההליך. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig1.jpg" /> איור 1. תרשים התגובה. סינתזה רדיוכימית מורכבת תיוג על ידי 19 F / 18 F חילופי ואחריו הידרוגנציה פלדיום מזוקק. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2"<html> Src = &quot;/ files / ftp_upload / 55537 / 55537fig2.jpg&quot; /&gt; איור 2. מערכת הידרוגנציה. סכמטי של המכשיר. מכשיר זה מבוסס על פרסום על ידי Yoswathananont et al. (נ&quot;צ). <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig3.jpg" /> איור 3. Scheme של סינתיסייזר משולב מעבד fluidic (IFP) ו ריאגנטים. IFP מכיל ארבעה בקבוקונים מגיב, מחסנית QMA ו בקבוק אחד הכור. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig4.jpg" /> איור 4. UV ו traHers radioHPLC עבור המוצר ביניים. 3-fluoro-4-nitropyridine N- תחמוצת יש ספיגה אופיינית ב 313 ננומטר.E.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig4large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig5.jpg" /> איור 5. UV ו traHers radioHPLC עבור המוצר הסופי. 3-fluoro-4-aminoopyridine סופג ב 254 ננומטר. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> מוּשָׂג </td><td> ממוצע (n = 4) </td><td> SD </td><td> הערות </td></tr><tr><td> פעילות ראשונית של 18 F (mCi) </td><td> 148.0 </td><td> 44.9 </td><td> התחלה של סינתזה </td></tr><tr><td> כמות מבשר (μg) </td><td> 50 </tD&gt; <td></td><td> השתמש 50 μL של 1.0 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​המניות </td></tr><tr><td> הפעילות שנותרה ב- QMA (mCi) </td><td> 3.0 </td><td> 1.7 </td><td> נמדד בסוף שלב תיוג </td></tr><tr><td> תשואה Radiolabeling </td><td> 29.7% </td><td> 6.3% </td><td> Act_collection_vial ÷ (Act_collection_vial + Act_AluN) </td></tr><tr><td> טוהר רדיוכימי (HPLC-1) </td><td> &gt; 98% </td><td></td><td> מ HPLC-1 QC </td></tr><tr><td> מפרט. פעולה. ביניים (mCi / μmol) </td><td> 122.9 </td><td> 29.7 </td><td> מ HPLC-1 באמצעות עקומת כיול </td></tr><tr><td> התאוששות הידרוגנציה (dc) </td><td> 74% </td><td> 9.0% </td><td> תוקן עבור ריקבון </td></tr><tr><td> טוהר HPLC רדיואקטיבי (HPLC-2) </td><td> 90.7% </td><td> 2.9% </td><td> מחושב מ- HPLC-2 </td></tr><tr><td> יעילות ייבוש </td><td> &gt; 98% </td><td></td><td> תוקן עבור ריקבון </td></tr><tr><td> סינון התאוששות </td><td> 93.5% </td><td> 1.7% </td><td> תוקן עבור ריקבון </td></tr><tr><td> נפח המינון (מ&quot;ל) </td><td> 3.3 </td><td></td><td> איסוף שברים עם רדיואקטיביות הגבוהה ביותר </td></tr><tr><td> מפרט. פעולה. המוצר הסופי (mCi / μmol) </td><td> 75.5 </td><td> 30.0 </td><td> מ HPLC-3 באמצעות עקומת כיול </td></tr><tr><td> יעילות סינתזה </td><td> 8.5% </td><td> 3.6% </td><td> ללא דעיכה תיקון </td></tr><tr><td> זמן סינתזה (דקות) </td><td> 104 </td><td> 11.2 </td><td></td></tr></tbody></table> טבלה 1. פרמטרים סינתזה רדיוכימיים. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> בעיות נפוצות </td><td> סיבות אפשריות ופתרונות </td></tr><tr><td rowspan="3"> [ 18 F] פלואוריד אינו יעיל eluted מ QMA </td><td> · TBA-HCO 3 לא הוכנה כראוי. ודא ריכוז מספיק. </td></tr><tr><td> · יש דליפות על הבקבוקון TBA-HCO 3 . ודא את החותם סתום הוא הדוק מחצה לא פירסינג לפני התקנת אותו על IFP. </td></tr><tr><td> · TBA-HCO 3 אינו במצב טוב. להזמין אצווה חדשה. </td></tr><tr><td rowspan="2"> תיוג תיוג נמוך </td><td> · יש לחות ב מבשר פתרון. יבש מבשרי וממיסים. </td></tr><tr><td> · הטמפרטורה נמוכה מדי. </td></tr><tr><td rowspan="3"> פתרון התגובה הוא צהוב </td><td> · המוצר מתפרק בשל הבסיס. השתמש פחות TBA-HCO 3 . </td></tr><tr><td> · יש tמבשר הרבה. השתמש פחות מבשר. </td></tr><tr><td> · יש מעט מדי ממס עבור כמות של 18 F - . השתמש יותר ממס. </td></tr><tr><td> פסגות נוספות ברדיו </td><td> · Nitro הקבוצה מוחלפת: להפחית את טמפרטורת התגובה או לקצר את זמן התגובה. </td></tr><tr><td rowspan="3"> תגובה הידרוגנציה לא עובד </td><td> קטליסט אינו טוב. השתמש במחסנית חדשה. </td></tr><tr><td> · זרימה מהירה מדי ואינה מאפשרת מגע מספיק בין הזרז לבין המצע. צמצום הזרימה. </td></tr><tr><td> לחץ מימן נמוך מדי. להגביר את הלחץ H 2 . </td></tr><tr><td> לחץ מימן עולה באופן דרמטי במהלך ההליך </td><td> · שלמות המחסנית נפגעת ותמיכה מוצקה סותמת את השורות. עצור את הזרימה וסגר את הגז. בואו הרדיואקטיביות ריקבון. הסר מחסנית זרז ולשטוף את המערכת. שיםמחסנית. </td></tr><tr><td> מימן תשואה נמוכה </td><td> · יותר מדי זיהומים מתחרים על הזרז (MeCN, חומצה אוקסלית). ירידה כמות זיהומים או להגדיל מסה של מבשר (אזהרה: הגדלת כמות מבשר תפחית פעילות ספציפית). </td></tr><tr><td rowspan="2"> התאוששות של רדיואקטיביות משלב הידרוגנציה הוא נמוך </td><td> · יש דליפה במערכת. בדוק דליפות ו backflush לתוך קו המימן. </td></tr><tr><td> · מתחם מפחית את הכור בכור. להעריך תנאי תגובה שונים (לחץ, טמפרטורה, זרימה, וכו &#39; ). </td></tr><tr><td rowspan="2"> יותר מדי רדיואקטיביות אובדת במהלך הסינון </td><td> • הרטיבו את המסנן לפני השימוש. </td></tr><tr><td> · השתמש במסנן עם נפח מת קטן יותר. </td></tr><tr><td rowspan="4"> שיא המוצר הסופי על HPLC נראה רחב </td><td> · יותר מדי נפח מוזרק. להזריק AM נמוך יותראונט. השתמש בעמודה עם קוטר גדול יותר. </td></tr><tr><td> · הטור אינו מותנה היטב. תנאי העמודה עבור 30 כרכים לפחות. </td></tr><tr><td> · PH של השלב הנייד הוא נמוך. ודא כי pH ≥ 8. </td></tr><tr><td> · הטור אינו במצב טוב. החלף עמודה. השתמש בעמודה התואמת ל- pH בסיסי. </td></tr></tbody></table> טבלה 2. מדריך לפתרון בעיות.

Watch this Scientific Journal Video about Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases at JoVE.com

Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases

אנו מדגימים את הסינתזה הרדיו-כימית האוטומטית למחצה של [ 18 F] 3F4AP ונהלי בקרת איכות.

אוטומטי סינתזה Radiochemical של [<sup22</sup&gt; F] 3F4AP: עוקב PET חדשנית עבור הדמיה מחלות Demyelinating

3-[18F]fluoro-4-aminopyridine, [18F]3F4AP, is a radiofluorinated analog of the FDA-approved drug for multiple sclerosis 4-aminopyridine (4AP). This ...

automated-radiochemical-synthesis-18f3f4ap-novel-pet-tracer-for

Research

JoVE Journal

Medicine

Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases

9.9K Views.  The University of Chicago.  אנו מדגימים את הסינתזה הרדיו-כימית האוטומטית למחצה של [ 18 F] 3F4AP ונהלי בקרת איכות. 

Video: Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases

Radionuclide-fluorescence Reporter Gene Imaging to Track Tumor Progression in Rodent Tumor Models

Metastasis is responsible for most cancer deaths. Despite extensive research, the mechanistic understanding of the complex processes governing metastasis remains incomplete. In vivo models are paramount for metastasis research, but require refinement. Tracking spontaneous metastasis by non-invasive in vivo imaging is now possible, but remains challenging as it requires long-time observation and high sensitivity. We describe a longitudinal combined radionuclide and fluorescence whole-body in vivo imaging approach for tracking tumor progression and spontaneous metastasis. This reporter gene methodology employs the sodium iodide symporter (NIS) fused to a fluorescent protein (FP). Cancer cells are engineered to stably express NIS-FP followed by selection based on fluorescence-activated cell sorting. Corresponding tumor models are established in mice. NIS-FP expressing cancer cells are tracked non-invasively in vivo at the whole-body level by positron emission tomography (PET) using the NIS radiotracer [18F]BF4-. PET is currently the most sensitive in vivo imaging technology available at this scale and enables reliable and absolute quantification. Current methods either rely on large cohorts of animals that are euthanized for metastasis assessment at varying time points, or rely on barely quantifiable 2D imaging. The advantages of the described method are: (i) highly sensitive non-invasive in vivo 3D PET imaging and quantification, (ii) automated PET tracer production, (iii) a significant reduction in required animal numbers due to repeat imaging options, (iv) the acquisition of paired data from subsequent imaging sessions providing better statistical data, and (v) the intrinsic option for ex vivo confirmation of cancer cells in tissues by fluorescence microscopy or cytometry. In this protocol, we describe all steps required for routine NIS-FP-afforded non-invasive in vivo cancer cell tracking using PET/CT and ex vivo confirmation of in vivo results. This protocol has applications beyond cancer research whenever in vivo localization, expansion and long-time monitoring of a cell population is of interest.

We describe a protocol for preclinical in vivo tracking of cancer metastasis. It is based on a radionuclide-fluorescence reporter combining the sodium iodide symporter, detected by non-invasive [18F]tetrafluoroborate-PET, and a fluorescent protein for streamlined ex vivo confirmation. The method is applicable for preclinical in vivo cell tracking beyond tumor biology.

רדיונוקלידים-זריחה מדווח הדמיה כדי לעקוב אחר התקדמות הגידול במודלים הגידול מכרסמים

Metastasis is responsible for most cancer deaths. Despite extensive research, the mechanistic understanding of the complex processes governing metastasis ...

Cancer Research

Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological targets and processes. However, the increasing number of different tracers creates challenges for their production at radiopharmacies. While historically it has been practical to dedicate a custom-configured radiosynthesizer and hot cell for the repeated production of each individual tracer, it is becoming necessary to change this workflow. Recent commercial radiosynthesizers based on disposable cassettes/kits for each tracer simplify the production of multiple tracers with one set of equipment by eliminating the need for custom tracer-specific modifications. Furthermore, some of these radiosynthesizers enable the operator to develop and optimize their own synthesis protocols in addition to purchasing commercially-available kits. In this protocol, we describe the general procedure for how the manual synthesis of a new PET tracer can be automated on one of these radiosynthesizers and validated for the production of clinical-grade tracers. As an example, we use the ELIXYS radiosynthesizer, a flexible cassette-based radiochemistry tool that can support both PET tracer development efforts, as well as routine clinical probe manufacturing on the same system, to produce [18F]Clofarabine ([18F]CFA), a PET tracer to measure in vivo deoxycytidine kinase (dCK) enzyme activity. Translating a manual synthesis involves breaking down the synthetic protocol into basic radiochemistry processes that are then translated into intuitive chemistry &#34;unit operations&#34; supported by the synthesizer software. These operations can then rapidly be converted into an automated synthesis program by assembling them using the drag-and-drop interface. After basic testing, the synthesis and purification procedure may require optimization to achieve the desired yield and purity. Once the desired performance is achieved, a validation of the synthesis is carried out to determine its suitability for the production of the radiotracer for clinical use.

Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Positron-emission tomography (PET) imaging sites that are involved in multiple early clinical research trials need robust and versatile radiotracer manufacturing capabilities. Using the radiotracer [18F]Clofarabine as an example, we illustrate how to automate the synthesis of a radiotracer using a flexible, cassette-based radiosynthesizer and validate the synthesis for clinical use.

אוטומציה של טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) Radiotracer סינתזה פרוטוקול לייצור קליני

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...

Chemistry

Radiotracer Administration for High Temporal Resolution Positron Emission Tomography of the Human Brain: Application to FDG-fPET

Functional positron emission tomography (fPET) provides a method to track molecular targets in the human brain. With a radioactively-labelled glucose analogue, 18F-fluordeoxyglucose (FDG-fPET), it is now possible to measure the dynamics of glucose metabolism with temporal resolutions approaching those of functional magnetic resonance imaging (fMRI). This direct measure of glucose uptake has enormous potential for understanding normal and abnormal brain function and probing the effects of metabolic and neurodegenerative diseases. Further, new advances in hybrid MR-PET hardware make it possible to capture fluctuations in glucose and blood oxygenation simultaneously using fMRI and FDG-fPET.
The temporal resolution and signal-to-noise of the FDG-fPET images is critically dependent upon the administration of the radiotracer. This work presents two alternative continuous infusion protocols and compares them to a traditional bolus approach. It presents a method for acquiring blood samples, time-locking PET, MRI, experimental stimulus, and administering the non-traditional tracer delivery. Using a visual stimulus, the protocol results show cortical maps of the glucose-response to external stimuli on an individual level with a temporal resolution of 16 s.

This manuscript describes two radiotracer administration protocols for FDG-PET (constant infusion and bolus plus infusion) and compares them to bolus administration. Temporal resolutions of 16 s are achievable using these protocols.

המינהל לרדיומעקב אחר פליטת פוזיטרון ברזולוציה גבוהה הטומוגרפיה של המוח האנושי: יישום ל-FDG-Fdg

Functional positron emission tomography (fPET) provides a method to track molecular targets in the human brain. With a radioactively-labelled glucose ...

Behavior

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands for in vivo investigations. Within this protocol, a robust and reliable remote-controlled radiosynthesis of [11C]SNAP-7941, an antagonist to the melanin-concentrating hormone receptor 1, is described. The radiosynthesis starts with cyclotron produced [11C]CO2 that is subsequently further reacted via a gas-phase transition to [11C]CH3OTf. Then, this reactive intermediate is introduced to the precursor solution and forms the respective radiotracer. Chemical as well as the radiochemical purity are determined by means of RP-HPLC, routinely implemented in the radiopharmaceutical quality control process. Additionally, the molar activity is calculated as it is a necessity for the following real-time kinetic investigations. Furthermore, [11C]SNAP-7941 is applied to MDCKII-WT and MDCKII-hMDR1 cells for evaluating the impact of P-glycoprotein (P-gp) expression on cell accumulation. For this reason, the P-gp expressing cell line (MDCKII-hMDR1) is either used without or with blocking prior to experiments by means of the P-gp substrate (&#177;)-verapamil and the results are compared to the ones observed for the wildtype cells. The overall experimental approach demonstrates the importance of a precise time-management that is essential for every preclinical and clinical study using PET tracers radiolabelled with short-lived nuclides, such as carbon-11 (half-life: 20 min).

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Here, we represent a protocol for the fully automated radiolabelling of [11C]SNAP-7941 and the analysis of the real-time kinetics of this PET-tracer on P-gp expressing and non-expressing cells.

היבט טכני של סינתזה אוטומטי הערכה בזמן אמת קינטי של [11ג] הצמד-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands ...

Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers

Routine production of radiotracers used in positron emission tomography (PET) mostly relies on wet chemistry where the radioactive synthon reacts with a non-radioactive precursor in solution. This approach necessitates purification of the tracer by high performance liquid chromatography (HPLC) followed by reformulation in a biocompatible solvent for human administration. We recently developed a novel 11C-methylation approach for the highly efficient synthesis of carbon-11 labeled PET radiopharmaceuticals, taking advantage of solid phase cartridges as disposable &#34;3-in-1&#34; units for the synthesis, purification and reformulation of the tracers. This approach obviates the use of preparative HPLC and reduces the losses of the tracer in transfer lines and due to radioactive decay. Furthermore, the cartridge-based technique improves synthesis reliability, simplifies the automation process and facilitates compliance with the Good Manufacturing Practice (GMP) requirements. Here, we demonstrate this technique on the example of production of a PET tracer Pittsburgh compound B ([11C]PiB), a gold standard in vivo imaging agent for amyloid plaques in the human brains.

Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers

We report an efficient carbon-11 radiolabeling technique to produce clinically relevant tracers for Positron Emission Tomography (PET) using solid phase extraction cartridges. 11C-methylating agent is passed through a cartridge preloaded with precursor and successive elution with aqueous ethanol provides chemically and radiochemically pure PET tracers in high radiochemical yields.

שלב מוצק 11ג-מתילציה, טיהור וניסוח לייצור מנותבים PET

Routine production of radiotracers used in positron emission tomography (PET) mostly relies on wet chemistry where the radioactive synthon reacts with a ...

18F-Labeling of Radiotracers Functionalized with a Silicon Fluoride Acceptor (SiFA) for Positron Emission Tomography

The para-substituted di-tert-butylfluorosilylbenzene structural motif known as the silicon-fluoride acceptor (SiFA) is a useful tag in the radiochemist&#39;s toolkit for incorporating radioactive [18F]fluoride into tracers for use in positron emission tomography. In comparison to conventional radiolabeling strategies, isotopic exchange of fluorine-19 from SiFA with [18F]fluoride is carried out at room temperature and requires minimal reaction participants. The formation of by-products is thus negligible, and purification is greatly simplified. However, while the precursor molecule used for labeling and the final radiolabeled product are isotopically discrete, they are chemically identical and are thus inseparable during purification procedures. The SiFA tag is also susceptible to degradation under the basic conditions arising from the processing and drying of [18F]fluoride. The &#39;4 drop method&#39;, wherein only the first 4 drops of eluted [18F]fluoride are used from the solid-phase extraction, reduces the amount of base in the reaction, facilitates lower molar amounts of precursor, and reduces degradation.

18F-Labeling of Radiotracers Functionalized with a Silicon Fluoride Acceptor SiFA for Positron Emission Tomography

The synthesis of fluorine-18 (18F) labeled radiopharmaceuticals for positron emission tomography typically requires months of experience. When incorporated into a radiotracer, the silicon-fluoride acceptor (SiFA) motif enables a simple 18F-labeling protocol that is independent of costly equipment and preparatory training, while reducing precursor quantity needed and utilizing milder reaction conditions.

מיכל בן 18 F-תיוג של מכשירי רדיו-מ, פונקציונל (SiFA) עבור פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה

The para-substituted di-tert-butylfluorosilylbenzene structural motif known as the silicon-fluoride acceptor (SiFA) is a useful tag in the ...

Radiosynthesis of 1-(2-[18F]Fluoroethyl)-L-Tryptophan using a One-pot, Two-step Protocol

The kynurenine pathway (KP) is a primary route for tryptophan metabolism. Evidence strongly suggests that metabolites of the KP play a vital role in tumor proliferation, epilepsy, neurodegenerative diseases, and psychiatric illnesses due to their immune-modulatory, neuro-modulatory, and neurotoxic effects. The most extensively used positron emission tomography (PET) agent for mapping tryptophan metabolism, &#945;-[11C]methyl-L-tryptophan ([11C]AMT), has a short half-life of 20 min with laborious radiosynthesis procedures. An onsite cyclotron is required to radiosynthesize [11C]AMT. Only a limited number of centers produce [11C]AMT for preclinical studies and clinical investigations. Hence, the development of an alternative imaging agent that has a longer half-life, favorable in vivo kinetics, and is easy to automate is urgently needed. The utility and value of 1-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tryptophan, a fluorine-18-labeled tryptophan analog, has been reported in preclinical applications in cell line-derived xenografts, patient-derived xenografts, and transgenic tumor models.
This paper presents a protocol for the radiosynthesis of 1-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tryptophan using a one-pot, two-step strategy. Using this protocol, the radiotracer can be produced in a 20 &#177; 5% (decay corrected at the end of synthesis, n &#62; 20) radiochemical yield, with both radiochemical purity and enantiomeric excess of over 95%. The protocol features a small precursor amount with no more than 0.5 mL of reaction solvent in each step, low loading of potentially toxic 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo[8.8.8]hexacosane (K222), and an environmentally benign and injectable mobile phase for purification. The protocol can be easily configured to produce 1-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tryptophan for clinical investigation in a commercially available module.

Radiosynthesis of 1-2-[18F]Fluoroethyl-L-Tryptophan using a One-pot, Two-step Protocol

Here, we describe the radiosynthesis of 1-(2-[18F]Fluoroethyl)-L-tryptophan, a positron emission tomography imaging agent for studying tryptophan metabolism, using a one-pot, two-step strategy in a radiochemistry synthesis system with good radiochemical yields, high enantiomeric excess, and high reliability.

רדיוסינתזה של 1-(2-[18F]פלואורואתיל)-L-טריפטופן באמצעות סיר אחד, פרוטוקול דו-שלבי

The kynurenine pathway (KP) is a primary route for tryptophan metabolism. Evidence strongly suggests that metabolites of the KP play a vital role in tumor ...

Automated Production of [68Ga]Ga-FAPI-46 on the iPHASE MultiSyn Synthesizer

An Automated Radiosynthesis of [68Ga]Ga-FAPI-46 for Routine Clinical Use

[68Ga]Ga-FAPI-46 is a promising new tracer for the imaging of fibroblast activation protein (FAP) by positron emission tomography (PET). Labeled FAP inhibitors (FAPIs) have demonstrated uptake in various types of cancers, including breast, lung, prostate, pancreatic and colorectal cancer. FAPI-PET also possesses a practical advantage over FDG-PET as fasting and resting are not required. [68Ga]Ga-FAPI-46 exhibits enhanced pharmacokinetic properties, improved tumor retention, and higher contrast images than the earlier presented [68Ga]Ga-FAPI-02 and [68Ga]Ga-FAPI-04. Although a manual synthesis protocol for [68Ga]Ga-FAPI-46 was initially described, in recent years, automated methods using different commercial synthesizers have been reported.
In this work, we describe the development of the automated synthesis of [68Ga]Ga-FAPI-46 using the iPHASE MultiSyn synthesizer for clinical applications. Initially, optimization of the reaction time and comparison of the performance of four different solid phase extraction (SPE) cartridges for final product purification were investigated. Then, the development and validation of the production of 0.6-1.7 GBq of [68Ga]Ga-FAPI-46 were conducted using these optimized parameters. The product was synthesized in 89.8 &#177; 4.8% decay corrected yield (n = 6) over 25 min. The final product met all recommended quality control specifications and was stable up to 3 h post synthesis.

This work describes the automated production of up to 1.7 GBq of [68Ga]Ga-FAPI-46 on the iPHASE MultiSyn synthesizer for PET imaging of fibroblast activation protein.

[68Ga]Ga-FAPI-46 is a promising new tracer for the imaging of fibroblast activation protein (FAP) by positron emission tomography (PET). Labeled FAP ...

Microwave-assisted One-pot Synthesis of N-succinimidyl-4-[18F]fluorobenzoate ([18F]SFB)

Biomolecules, including peptides,1-9 proteins,10,11 and antibodies and their engineered fragments,12-14 are gaining importance as both potential therapeutics and molecular imaging agents. Notably, when labeled with positron-emitting radioisotopes (e.g., Cu-64, Ga-68, or F-18), they can be used as probes for targeted imaging of many physiological and pathological processes.15-18 Therefore, significant effort has devoted to the synthesis and exploration of 18F-labeled biomolecules. Although there are elegant examples of the direct 18F-labeling of peptides,19-22 the harsh reaction conditions (i.e., organic solvent, extreme pH, high temperature) associated with direct radiofluorination are usually incompatible with fragile protein samples. To date, therefore, the incorporation of radiolabeled prosthetic groups into biomolecules remains the method of choice.23,24
N-Succinimidyl-4-[18F]fluorobenzoate ([18F]SFB),25-37 a Bolton-Hunter type reagent that reacts with the primary amino groups of biomolecules, is a very versatile prosthetic group for the 18F-labeling of a wide spectrum of biological entities, in terms of its evident in vivo stability and high radiolabeling yield. After labeling with [18F]SFB, the resulting [18F]fluorobenzoylated biomolecules could be explored as potential PET tracers for in vivo imaging studies.1 Most [18F]SFB radiosyntheses described in the current literatures require two or even three reactors and multiple purifications by using either solid phase extraction (SPE) or high-performance liquid chromatography (HPLC). Such lengthy processes hamper its routine production and widespread applications in the radiolabeling of biomolecules. Although several module-assisted [18F]SFB syntheses have been reported,29-32, 41-42 they are mainly based on complicated and lengthy procedures using costly commercially-available radiochemistry boxes (Table 1). Therefore, further simplification of the radiosynthesis of [18F]SFB using a low-cost setup would be very beneficial for its adaption to an automated process.
Herein, we report a concise preparation of [18F]SFB, based on a simplified one-pot microwave-assisted synthesis (Figure 1). Our approach does not require purification between steps or any aqueous reagents. In addition, microwave irradiation, which has been used in the syntheses of several PET tracers,38-41 can gives higher RCYs and better selectivity than the corresponding thermal reactions or they provide similar yields in shorter reaction times.38 Most importantly, when labeling biomolecules, the time saved could be diverted to subsequent bioconjugation or PET imaging step.28,43 The novelty of our improved [18F]SFB synthesis is two-fold: (1) the anhydrous deprotection strategy requires no purification of intermediate(s) between each step and (2) the microwave-assisted radiochemical transformations enable the rapid, reliable production of [18F]SFB.

Microwave-assisted One-pot Synthesis of N-succinimidyl-4-[18F]fluorobenzoate [18F]SFB

A facile, one-pot synthesis of N-succinimidyl-4-[18F]fluorobenzoate ([18F]SFB) was developed based on a non-aqueous, three-step radiochemical process. Using microwave heating, the entire procedure can be completed in less than 30 min, or 60 min with further purification by preparative HPLC. The decay-corrected radiochemical yields (RCYs) were 35-5% (n > 30).

מיקרוגל בעזרת סינתזה אחת סיר N-Succinimidyl-4-[ 18 F] fluorobenzoate ([ 18 F] SFB)

Biomolecules, including peptides,1-9 proteins,10,11 and antibodies and their engineered fragments,12-14 are gaining importance as both potential ...

Biology

Semi-quantitative Assessment Using [18F]FDG Tracer in Patients with Severe Brain Injury

Patients with severe traumatic brain injury (sTBI) have difficulty knowing whether they are accurately expressing their thoughts and emotions because of disorders of consciousness, disrupted higher brain function, and verbal disturbances. As a consequence of an insufficient ability to communicate, objective evaluations are needed from family members, medical staff, and caregivers. One such evaluation is the assessment of functioning brain areas. Recently, multimodal brain imaging has been used to explore the function of damaged brain areas. [18F]-fluorodeoxyglucose positron emission tomography-computed tomography ([18F]FDG-PET/CT) is a successful tool for examining brain function. However, the assessment of brain glucose metabolism based on [18F]FDG-PET/CT is not standardized and depends on several varying parameters, as well as the patient&#39;s condition. Here, we describe a series of semiquantitative assessment protocols for a region-of-interest (ROI) image analysis using self-produced [18F]FDG tracers in patients with sTBI. The protocol focuses on screening the participants, preparing the [18F]FDG tracer in the hot lab, scheduling the acquisition of [18F]FDG-PET/CT brain images, and measuring glucose metabolism using the ROI analysis from a targeted brain area.

Semi-quantitative Assessment Using [18F]FDG Tracer in Patients with Severe Brain Injury

[18F]-fluorodeoxyglucose (FDG) positron emission tomography-computed tomography is useful for studying glucose metabolism related to brain function. Here, we present a protocol for an [18F]FDG tracer set-up and semiquantitative assessment of the region-of-interest analysis for targeted brain areas associated with clinical manifestations in patients with severe traumatic brain injury.

הערכה כמותית למחצה באמצעות מעקב FDG [18F] בחולים עם פגיעה מוחית חמורה

Patients with severe traumatic brain injury (sTBI) have difficulty knowing whether they are accurately expressing their thoughts and emotions because of ...

אוטומטי סינתזה Radiochemical של [

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

רדיונוקלידים-זריחה מדווח הדמיה כדי לעקוב אחר התקדמות הגידול במודלים הגידול מכרסמים

אוטומציה של טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) Radiotracer סינתזה פרוטוקול לייצור קליני

המינהל לרדיומעקב אחר פליטת פוזיטרון ברזולוציה גבוהה הטומוגרפיה של המוח האנושי: יישום ל-FDG-Fdg

היבט טכני של סינתזה אוטומטי הערכה בזמן אמת קינטי של [¹¹ג] הצמד-7941

שלב מוצק ¹¹ג-מתילציה, טיהור וניסוח לייצור מנותבים PET

מיכל ^{בן 18} F-תיוג של מכשירי רדיו-מ, פונקציונל (SiFA) עבור פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה

רדיוסינתזה של 1-(2-[^18F]פלואורואתיל)-L-טריפטופן באמצעות סיר אחד, פרוטוקול דו-שלבי

An Automated Radiosynthesis of [⁶⁸Ga]Ga-FAPI-46 for Routine Clinical Use

מיקרוגל בעזרת סינתזה אחת סיר N-Succinimidyl-4-[¹⁸ F] fluorobenzoate ([¹⁸ F] SFB)

הערכה כמותית למחצה באמצעות מעקב FDG [¹⁸F] בחולים עם פגיעה מוחית חמורה