이 프로젝트는 Pedro Brugarolas에게 NIH / NIBIB 1K99EB020075 교부금과 Chicago Innovation Exchange에서 Brian Popko 및 Pedro Brugarolas에게 혁신 기금 상을 지원 받았습니다. 브라이언 팝코 (Brian Popko) 교수는 프로젝트에 대한 멘토십 및 재정 지원에 감사 드리며 첸 (Chin-Tu Chen) 교수와 시카고 대학교 (University of Chicago)의 소규모 동물 이미징 연구 소 (Small Animal Imaging Research Resource) 교수는 실험실 공간과 장비를 아낌없이 공유하고 있음을 인정합니다. IBA는이 기사의 오픈 액세스 후원에 대해 인정 받았습니다.

주의 : 방사성 물질 사용과 관련된 모든 절차는 해당 지역의 방사선 안전국의 승인을 받아야합니다. 방사성 물질로 작업 할 때 실험실 외투와 개인 방사선 배지를 착용하십시오. 항상 두 단계의 장갑을 사용하고 방사능 처리와 관련된 각 단계 후에 가이거 계수기를 사용하여 손을 확인하십시오. 장갑이 방사능으로 오염되면 폐기하고 바깥 장갑을 교체하십시오. 적절한 차폐를 사용하고 방사선원과의 접촉 시간을 최소화하고 거리를 최대화하십시오. 1. 실험 1 주 전에 : 재료 준비 <ol><li> [ 18 F] 3F4AP sequence 다운로드 : Synthera 사용자는 사용자 데이터베이스 (http://www.iba-radiopharmasolutions.com/products/chemistry)에 로그인하여 3F4AP 용 시퀀스 파일을 다운로드 할 수 있습니다. 다른 신디사이저 사용자는 일련의 단계에 따라 자체 스크립트를 작성해야 할 수 있습니다. 주석 처리 된 시퀀스를 탐색하여 s에 익숙해집니다.합성에 관련된 teps. </li><li> 합성에 필요한 가스가 충분한 지 확인하십시오. 신시사이저에는 압축 가스, 헬륨 또는 질소가 필요합니다. 또한 75 psi 이상의 압축 공기가 필요합니다. 압력이 제조자가 권장하는 범위 내에 있는지 확인하십시오. </li><li> HPLC 이동상 준비 : 1 L의 50 mM 인산 나트륨과 10 mM의 트리 에틸 아민을 준비한다. pH 측정기를 사용하여 포화 수산화 나트륨을 저어 주면서 pH를 8.0 ± 0.1로 조정한다. 0.22 μm bottletop 필터를 통해 용액을 여과하고 5 % 부피의 에탄올을 첨가한다. </li><li> 오븐에서 하룻밤 동안 건조 유리 제품. </li></ol> 2. 실험의 날 : 불소 -18 도착 전 <ol><li> 1 mL 주사기를 사용하여 시약병에 적절한 시약을 채 웁니다. 바이알 2와 3은 오븐 건조 된 약병과 아르곤하에 보관 한 무수 용매를 사용하십시오. 크림 퍼 (crimper)를 사용하여 크림 씰로 바이알을 밀봉하십시오. <ol><li> 바이알 1 채우기 (11 mm 직경 / 2 mL 볼륨 vial)을 400μL의 TBA-HCO3 + 800μL의 아세토 니트릴 (MeCN)과 혼합 하였다. </li><li> 전구 물질 용액 1.0 μg / mL + MeCN 450 μL 50 μL로 바이알 2 (13 mm / 4 mL 바이 얼)를 채 웁니다. </li><li> 유리 병 3 (11mm / 2mL 유리 병)에 500μL의 MeCN을 채 웁니다. </li><li> 메탄올 (MeOH) 중 0.2 % 옥살산 4 mL로 바이알 4 (13 mm / 4 mL 바이 얼)를 채 웁니다. </li></ol></li><li> 조건 QMA (강한 음이온 교환) 및 알루미나 - N 고상 추출 카트리지. 10 mL 주사기를 사용하여 5 mL의 8.4 % NaHCO 3 를 QMA를 통해 떨어 뜨린 다음 5 mL의 초순수 탈 이온화 I 형 물 (25 ºC에서 18.2 ΜΩ • cm)을 통과시킵니다. 5mL의 초순수를 Alumina-N 카트리지를 통과시킨 후 5mL의 MeOH + 0.2 % 옥살산을 통과시킨다. </li><li> HPLC를 켜고 30 분 동안 이동상 분당 4 mL로 C-18 컬럼을 조절한다. </li><li> 수소 촉매 카트리지 홀더에 새로운 촉매 카트리지를로드하고 100 % MeOH 0.5 mL / min의 흐름을 시작하십시오. 에스수소 조절기를 50psi로 조절하고 카트리지를 15 분 동안 조절하십시오 ( 그림 2 ). </li><li> 그림 3 과 같이 카트리지 및 수집 바이알을 부착하여 바이알 1 ~ 4를 해당 위치에 설치하여 Integrated Fluid Processor (IFP)를 조립하십시오. 벤트 니들과 함께 수집 바이알을 수소 첨가 장치의 출력 라인에 연결하십시오. </li><li> 신디사이저의 소프트웨어를 시작하십시오. 로그인과 암호를 입력하십시오. 제조업체 지침에 따라 신디사이저에서 사전 실행 검사를 수행하십시오. </li><li> &quot;Sequences&quot;를 클릭 한 다음 &quot;Open&quot;을 클릭하여 3F4AP 시퀀스를로드하십시오. </li><li> 화면의 &quot;로드&quot;버튼을 클릭하여 IFP를로드하십시오. 실행을위한 파일 이름을 입력하고 &quot;시작&quot;을 클릭하여 시퀀스를 시작하십시오. (자동 합성기는 18F 로딩 단계 전에 자동으로 멈 춥니 다.) </li><li> 신디사이저가 일상적인 자체 검사 단계 (시퀀스의 첫 번째 단계)를 거치는 것을 지켜보십시오. 비명을보세요n 경고 나 경고가 없는지 확인하십시오. 신디사이저가 라인을 비우고 실행 준비를 위해 반응기를 예열 할 때 소리에주의하십시오. 온도 표시기가 상승하여 65ºC에 있어야합니다. 신디사이저가 18 F 전송 준비가되었음을 나타내는 신호 (청각 신호음)가 나올 때까지 기다리십시오. </li></ol> 3. 실험 일 : 18 F 표시 <ol><li> 싸이클로트론에서 생성 된 18 F의 원하는 양을 사이클로트론 타겟에서 18 F 바이알에 원격 전송합니다. 방사능의 양을 확인하고 배달 시간과 함께 기록하십시오. 참고 : 18 F - 전송에 직통 전화를 사용하지 않는 경우, 중정 관을 통해 바이알에 활동을 전달하기 위해 바늘이 부착 된 미리 채운 주사기를 사용하십시오. 시작 방사능의 양은 방사선 안전국 (Office of Radiation Safety)에 의해 설정된 한계와 최종 추적자의 원하는 양에 달려있다. 전형적인 양은 50 내지 500 mCi이다. </li><li&gt; &quot;Resume&quot;을 눌러 신디사이저의 시퀀스를 다시 시작하십시오. 그러면 18 F를 QMA로 전송합니다. </li><li> 컴퓨터 화면에서 자동 시퀀스를 통해 합성 진행을 모니터링합니다. <ol><li> 바이알에서 18 초 동안 QMA로 90 초 동안 옮기는 것을 지켜보십시오. QMA에 18F를 포획 한 후, TBA-HCO3 용액 (약병 1)으로 용리된다. (시퀀스의 파트 2) </li><li> TBA 18 F가 감압 (5 kPa) 및 가열 (100 ºC)에서 건조되는 동안 신디사이저의 압력 및 온도 추적을 모니터링 한 다음 추가 건조 및 냉각 단계를 수행합니다. (시퀀스의 파트 3) </li><li> 무수 MeCN (유리 병 3)과 전구체 용액 (유리 병 2)을 반응기로 옮기고 실온에서 1 분 동안 반응하는 모습을 관찰하십시오. 용액은 무색이거나 매우 희미한 노란색이어야합니다. (시퀀스의 파트 4) </li><li> 옥살산 이동 관찰용액 (약병 4)을 반응기에 첨가 하였다. 용액이 알루미나 -N 카트리지를 통해 반응기에서 최종 제품 바이알로 전달되는 것을 관찰하십시오. (시퀀스의 파트 5) </li></ol></li><li> 순서가 끝나면 보고서를 인쇄하고 IFP를 꺼내고 가스 탱크를 잠그고 소프트웨어를 닫습니다. </li><li> 첫 번째 절차를 수립하는 동안 카트리지와 바이알을 별도로 선량 교정기에 넣고 알루미나 N 카트리지와 수집 바이알의 방사능을 측정합니다. 활동 및 측정 시간을 기록하십시오. 사용한 카트리지를 납 함유 폐기물 용기에 넣으십시오. 다음 단계로 이송하기 위해 차폐 된 용기에 수집 바이알을 놓습니다. </li><li> 부착 된 2 &quot;바늘이 달린 1 mL 주사기를 사용하여 중간 생성물 용액의 시료 약 100 μL을 표준 HPLC 바이알에 공정 중 품질 관리를 위해 수동으로 옮기십시오.이 시료의 10 μL를 HPLC에 주입하여 순도 및 중간체의 정체성diate 화합물. 참고 : HPLC 조건 : XDB 5 μm, 9.4 x 250 mm C18 컬럼. 유량 4 mL / min. 이동상 (50 mM Na2HPO4, 10 mM TEA, 5 % EtOH). 독재 정치 15 분. </li></ol> 4. 실험의 날 : 수소화 주의 : 제품의 수소 첨가 장치 주입은 적절한 차폐 예방책을 사용하여 수행해야합니다. 수소 가스는 올바르게 처리하고 배출해야합니다. 참고 : 수소화 반응기는 신디사이저의 HPLC 컬럼 대신에 연결하여 신디사이저 소프트웨어를 사용하여 제어 할 수 있습니다. <ol><li> 신디사이저 HPLC 시퀀스를 시작하여 0.5 mL / min에서 수소화 기 흐름을 설정하십시오. 수동으로 수소 압력을 50 psi로 설정하십시오. <ol><li> 라벨링 및 퀀칭 단계가 끝나면 신디사이저는 중간 생성물 용액을 수소화 장치 / HPLC 루프로 옮깁니다. </li></ol></li><li> 방사능 피크가 HPL에 나타날 때C 소프트웨어가 수집 밸브를 토글하여 제품을 수집합니다. 용량 교정기를 사용하여 조 생성물의 방사능을 측정합니다. 참고 : 조 생성물은 핫셀 내부의 자동화 된 HPLC 시스템에 주입해야합니다. 정제 후, 최종 생성물을 수집하여 USP 및 FDA 규정에 따라 무균 ISO 클래스 5 층류 공기 셀로 분배한다. </li></ol> 5. 실험의 날 : 복용량의 정화 및 준비 <ol><li> 조 생성물을 HPLC에 주입하고 자동 분획 수집기를 사용하여 최종 생성물 피크에 해당하는 분획을 수집합니다. 각 튜브에는 0.66 mL의 용액이 들어 있습니다. 참고 : HPLC 조건 : XDB 5 μm, 9.4 x 250 mm C18 컬럼. 유량 4 mL / min. 이동상 (50 mM Na2HPO4, 10 mM TEA, 5 % EtOH). 독재 정치 15 분. 수집 4-15 분. </li><li> 용량 측정기를 사용하여 각 분획의 방사능을 측정하고 기록하십시오. 가장 많은 양의 분수를 합치십시오.s의 방사능 (전형적으로 튜브 14-18). </li><li> 10 ML 주사기와 제품 솔루션을 그려 멸균 유리 병에 0.22 μm의 필터를 통해 샘플을 전달하십시오. 바이알 라벨에 방사능의 양, 합성 시간의 끝 및 용액 양을 기록하십시오. 이것은 주사를위한 최종 복용량입니다. 품질 관리 시험을 위해 ~ 0.8 mL의 용액을 곁에 두십시오. </li></ol> 6. 실험의 날 : 품질 관리 (QC) 테스트 <ol><li> 복용량 방출 이전 : 납 차폐 유리를 통해 조사량을 검사하십시오. 용액은 깨끗하고 무색이며 미립자 물질이 없어야합니다. </li><li> 방사 화학적 동일성 : <ol><li> RadioTLC의 경우 : 참조 표준과 나란히 TLC 판에 한 방울의 샘플을 놓습니다. 95 % MeOH : 5 % 아세트산을 사용하여 TLC 챔버에서 TLC 플레이트를 작동시킨다. UV 조명 하에서 참조 표준을 시각화하고 연필로 위치를 표시하십시오. </li><li> TLC 플레이트를 radioTLC 스캔의 스테이지에 테이프로 고정하십시오.그리고 피크 시간을 기록하십시오. 기준 표준 및 방사성 피크의 R f 값은 5 % 이내로 일치해야합니다. </li><li> RadioHPLC의 경우 : HPLC에서 참조 표준을 포함하거나 포함하지 않은 선량 10 μL를 실행하십시오. 참조 표준 및 방사성 피크의 보유 시간은 일치해야합니다. 스파이크 된 샘플에는 단일 공명 피크가 있어야합니다. </li></ol></li><li> 방사성 화학 순도의 경우 : radioHPLC 및 radioTLC 표적 봉우리의 곡선 아래 면적을 측정합니다. 목표 피크의 면적은 결합 된 모든 방사성 피크의 면적의&gt; 95 % 여야합니다. </li><li> 특정 방사능의 경우 : 사전 설정된 검정 곡선을 사용하여 UV HPLC 트레이스 곡선 아래의 면적에서 결정된 질량에 대해 피크의 방사능 양 (단계 5.2에서 측정 됨)으로 특정 방사능을 계산합니다. 특정 방사능은 50mCi / μmol보다 높아야합니다. </li><li> 잔류 용매 분석을 위해 : 잔류 솔벤의 양을 측정하십시오ts (MeCN, MeOH)를 가스 크로마토 그래피를 사용하여 투여한다. 용제 수준은 아세토 니트릴의 경우 &lt;0.04 %, 메탄올의 경우 &lt;3,000ppm이어야합니다. EtOH의 양은 10 % w / v 미만이어야한다. </li><li> 멸균 필터 완전성 테스트 (버블 포인트) : 단계 5.3에서 사용 된 필터를 압력 조절기가 장착 된 질소 공급 장치에 연결하고 바늘을 물에 잠기 게하십시오. 압력 게이지를 보면서 점차 가스 밸브를여십시오. 필터는 바늘에서 기포가 없으므로 파열없이 50 psi까지 견딜 수 있어야합니다. 기포가 바늘에서 나올 때까지 50 psi 이상으로 압력을 높이십시오. 이 압력을 기록하십시오. 파열 압력이며 50 psi 이상이어야합니다. </li><li> 방사성 핵종 반감기의 경우 : 선량 교정기에서 10 분 이상 두 시점에서 제품의 방사능을 측정합니다. 아래 방정식을 사용하여 반감기를 계산합니다. 반감기는 18F의 반감기와 5 분 이내에 일치해야합니다 (109 ± 5 분) : t ½ 계산 값 = 0.693t ÷ ln (A1 / A2) 여기서 t 는 측정 사이의 간격이고, A1, A2는 각 시간 지점에서 측정 된 활동입니다. </li><li> 방사성 동질성 및 순도 : 감마 카운터를 사용하여 제품 샘플의 γ 선 스펙트럼을 얻습니다. 스펙트럼은 511 keV의 에너지에서 하나의 단일 광 피크를 나타냅니다. 스펙트럼에 다른 사진 피크가 없어야합니다. </li><li> 내 독소 분석 : LAL 발색성 내 독소 정량 시험을 사용하여 내 독소 수준을 측정합니다. 최종 제품 부피가 10 mL 인 1:10 희석 된 제품의 경우 내 독소 레벨은 &lt;1.75 EU / mL이어야합니다. </li><li> 각 QC 검사의 결과를 기록하십시오. 모든 검사가 통과 된 경우에만 동물 연구를위한 용량을 방출하십시오. </li><li> 투여 후 방출 : 무균 시험을 위해 : 유체 티오 글리콜 레이트와 트립 타카 제 모두에 용량 샘플을 첨가하십시오간장 국물. 14 일이 지나면 언론 매체에서 성장을 보지 못할 것입니다. </li></ol> 7. 실험 일 : 계산 (표 1) <ol><li> 비 감쇠 보정 된 방사 화학적 수율 (ndc RCY) : 시작 방사능에 대한 최종 생성물의 방사능 량으로서 ndc RCY를 계산한다. </li><li> 방사성 표지 효소의 경우 : 알루미나 N 카트리지 (비 함유 [ 18 F] F - ) 및 수집 바이알의 방사능 대비 수집 바이알의 방사능 비율로 표지 수율을 계산합니다. </li><li> 수소화 수율의 경우 : HPLC에 주입 된 방사능보다 원하는 피크의 방사능 양으로 수소화 수율을 계산하십시오. </li><li> 필터링 손실의 경우 : 필터링을 계산하기 전에 필터에 남아있는 방사능과 방사능에 비해 주사기가 손실됨을 계산합니다. </li></ol>

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PET 추적자를 준비하려면 방사선 노출을 최소화하기 위해 최소한의 사용자 개입으로 효율적인 라벨링이 필요합니다 14 . 여기, 이미 이미 탈수 초화 검사를 받고있는 PET 추적자 인 [ 18 F] 3F4AP의 방사 화학 합성을위한 첫 번째 반자동 절차에 대해 설명했습니다. 이 반자동 방식은 동물 실험을 위해 고순도 및 충분한 비 활동성 방사성 추적자를 생산합니다. 이 화합물의 합성을위한 이전의 방법은 생성 될 수있는 방사능 추적자의 양을 상당히 제한하는 수동 합성 6 에 의존했다. 합성을위한 자동화 된 방법은 재현성있는 생산량을 제공하며 유사한 장비를 사용하는 다른 실험실로 절차를 이전하는 것을 더 쉽게 만듭니다. 이 절차를 완전히 자동화하기위한 앞으로의 노력은 대형 동물이나 인간을 대상으로 한 연구를 위해 많은 양의 추적자를 생산하는 데 도움이 될 것입니다. <p c이 과정은 방사성 동위 원소를 18F에 대해 19F의 친 핵성 교환을 사용하여 관심 분자에 통합시킨다. 이 반응의 이점은 과량의 전구체를 제거하기 위해 잠재적으로 긴 정제 단계를 수행 할 필요없이 빠르고 독점적으로 원하는 생성물을 생산한다는 것입니다. 여기에 사용 된 것과 같은 불소 교환 라벨링 반응의 한 가지 한계는 차가운 화합물의 초기 질량으로 인해 μmol 단위의 화합물 양보다 mCi에서 방사능의 양으로 정의되는 최종 비 활동이 제한 될 수 있다는 것입니다. 우리의 표준 조건 하에서, 18 F의 100 ~ 200 mCi와 50 μg의 전구체로 시작하여, 합성의 최종 특유의 활성은 100-200 mCi / μmol이며, 이것은 전임상 PET 이미징 연구에 충분하다고 여겨집니다 . 그럼에도 불구하고 특정 활동은 18F - </sup&gt;를 낮추십시오. 높은 활성과 낮은 전구체 양으로 시작하여 높은 비 활동 (1-3 Ci / μmol)으로 불소 - 교환에 의한 방사성 리간드를 생산하는 여러보고가있었습니다 15 , 16 . PET 추적자의 모든 방사 화학 합성과 마찬가지로 방사성 붕괴를 최소화하기 위해 신속하게 작업하는 것이 중요합니다. 또한 방사성 물질 취급 시간을 최소화하고, 적절한 차폐를 사용하고 방사능 노출을 최소화하기 위해 방사성 물질과 사용자 간의 거리를 최대화하는 것이 중요합니다. 이러한 측면은 사용자가 수동으로 용액을 HPLC에 주입하고, 분획을 수집하고 최종 생성물을 여과해야하는 프로토콜 (정제 및 품질 관리)의 후반 동안 특히 중요합니다. PET 추적자의 모든 방사 화학 합성과 마찬가지로,방사성 붕괴를 회피한다. 또한 방사성 물질 취급 시간을 최소화하고, 적절한 차폐를 사용하고 방사능 노출을 최소화하기 위해 방사성 물질과 사용자 간의 거리를 최대화하는 것이 중요합니다. 이러한 측면은 사용자가 수동으로 수소화기에 용액을 주입하고, 분획을 모으고, 건조 절차를 설정하고, 완충액으로 제품을 재용 해하고 그것을 여과해야하는 프로토콜 (수소화 및 정제)의 후반 동안 특히 중요합니다. 걸러내는 동안 바이알의 벽에 많은 양의 방사성 물질을 잃어 버리기 쉽습니다. 따라서, 여과하기 전에 모든 액체를 수집하는 것이 중요합니다. 더 많은 양의 완충액을 사용하여 용해 시키면 회수율을 향상시킬 수 있지만, HPLC에 더 많은 용적을 주입해야하므로 피크가 확대되고 최종 용량의 양이 증가하므로 사용하지 않는 것이 좋습니다. 문제를 해결하기 위해절차 최적화는 각 단계의 수율을 추적하는 것이 중요합니다. 대부분의 단계에서 이것은 모든 단계 전후의 방사능 양을 측정함으로써 간단히 수행됩니다. 반응의 경우 수율은 HPLC 피크의 정량을 통해 계산할 수 있습니다. 결과 섹션의 표 1 은 각 단계의 일반적인 생산량을 보여줍니다. 아래의 표 2 는 일반적으로 발생하는 실패의 많은 원인과 실패 원인 및 해결 방법을 나열합니다. 마지막으로, 여기에 설명 된 절차가 [ 18 F] 3F4AP의 합성에 특이 적이지만, 일반적인 작업 과정과 많은 개별 단계가 다른 화합물 17 의 합성에 공통적입니다. 이 기사에서는 PET 추적자에 대해 수행 된 일반적인 QC 검사도 시연했습니다.

인체 내에서 비 ​​침습적으로 소분자 약물을 추적 할 수있는 능력은 정밀 의학을 향한 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 분자 이미지 기술 중에서 PET (positron emission tomography)는 PET 검출기의 고감도가 매우 적은 양의 방사성 물질을 탐지하고 정량화 할 수 있으며 스캐너의 특성에 따라 약물의 위치를 ​​정확하게 파악할 수 있습니다. , 3 . 예를 들어, PET는 방사성 포도당 유사체의 섭취 수준에 근거한 종양 및 전이의 검출 및 국소화를 허용합니다 [ 18 F] FDG 4 . PET는 또한 특정 뇌 수용체의 위치 및 정량화를 제공하고 신경 및 정신 질환을 진단하고 이해하는데 유용 할 수 있습니다. 개발을 위해소분자 PET 추적자에 관심있는 화합물은 양전자 방출 동위 원소, 일반적으로 11C 또는 18F로 표시되어야합니다.이 두 방사성 동위 원소 사이에서 18F는보다 긴 반감기 (109 분 대 11.3C의 20.3) 이는 다중 선량 및 오프 사이트 생산을 허용합니다. 그럼에도 불구하고 분자에 18 F를 첨가하는 것은 어려울 수 있습니다. 18 F 표시는 화학자가 활동을 직접 처리하고 고 흡수 선량을받는 것을 자동화하는 자동화와 호환되는 빠른 반응이 필요합니다. 우리는 최근 피리딘의 불소화를위한 전구체로서 피리딘 N- 옥사이드의 사용과 FDA가 승인 한 다발성 경화증 약물의 방사성 플루오르 화 유사체 인 [ 18 F] 3F4AP 6 의 방사성 화학 합성에이 화학 물질의 사용을 기술했다. 아미노 피리딘 (4AP) 7 , 8 , 9 . Th새로운 radiotracer는 탈수 초 10 , 11 , 12 를위한 애완 동물 추적자로 지금 조사 중이다. 이 동영상 기사에서는 IBA Synthera Synthesis Unit (이하 &quot;신디사이저&quot;라고 함) 및 자체 제작 된 유동 수소화 장치를 사용하여이 화합물의 반자동 합성을 시연합니다. 합성은 그림 1 에 표시된 반응을 기반으로합니다. 절차 준비는 약 1 시간, 방사성 표지 및 정제 1.5 시간, 품질 관리 절차는 0.5 시간이 소요됩니다.

<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 - [ 18 F] fluoro-4-aminopyridine, [ 18 F] 3F4AP는 다발성 경화증 4-aminopyridine (4AP)에 대한 FDA 승인 의약품의 방사성 불소화 유사체입니다. 이 화합물은 현재 탈수 초의 PET 추적자로서 연구 중이다. 우리는 최근 피리딘 N- 산화물의 직접 불소화와 [ 18 F] 3F4AP의 방사 화학적 합성을위한이 반응의 이용으로 이루어진 메타 플루오르 화 피리딘을 생산하는 새로운 화학 반응을 기술했다. 이 기사에서는 자동 신디사이저와 사내에서 제조 한 유동 수소화 반응기를 사용하여이 트레이서를 생산하는 방법을 시연합니다. 우리는 또한 전임상 동물 영상 연구를 위해 방사성 추적자를 발표하기 전에 수행 된 표준 품질 관리 절차를 보여줍니다. 이 반자동 절차는 임상 시험을위한 [ 18 F] 3F4AP의 미래 생산을위한 기초 자료가 될 수 있습니다.

[ 18 F] 3F4AP의 방사 화학 합성은 두 단계로 구성된다 ( 그림 1 ). 첫 번째 단계는 합성 유닛을 사용하여 완전히 자동화 된 방식으로 수행됩니다 ( 그림 3 ). 이 카세트 기반 시스템은 4 개의 시약병과 1 개의 반응기 병을 사용하며 반응기 가열, 가압 및 배기뿐 아니라 시약의 이동과 혼합을 허용하는 컴퓨터 제어식 밸브가 있습니다. 또한 시약 분리를위한 표준 고체 추출 카트리지를 지원합니다. 컴퓨터 인터페이스를 통해 사용자는 자신의 합성을 실행하기 위해 스크립트를 작성하고 수정할 수 있습니다. [ 18 F] 3F4AP의 경우, 합성 과정은 다섯 가지 기본 부분으로 구성됩니다. 첫 번째 부분에서 신디사이저는 자체 점검 단계를 수행하고 원자로를 미리 예열하고 18F가 준비되었다는 운전자의 신호를 기다립니다. 두 번째 부분 동안 [ 18 F] 불화물은18F 바이알을 음이온 교환 카트리지에 넣고 테트라 부틸 암모늄 바이 카보네이트 용액을 사용하여 카트리지에서 반응기로 용리. 세 번째 부분 인 신디사이저는 [ 18 F] 플루오 라이드를 공융으로 건조시켜 친 핵성 변위에 반응성으로 만든다. 네 번째 부분에서 전구체는 반응기에 자동으로 첨가되어 18F와 반응하여 표지 화합물을 생성합니다. 마지막으로 메탄올에 0.2 %의 옥살산을 첨가하여 반응을 중단시켜 제품의 염기가 촉진 된 분해를 방지하고 최종 용액을 어떤 것을 포획하는 알루미나 -N 카트리지를 통과 한 후 수집 바이알에 압력을 전달합니다 미 반응 불화물. 라벨링 단계가 완료된 후에는 품질 관리를 위해 작은 샘플을 채취 할 수 있습니다. HPLC에서 샘플을 실행하면 라벨 작업 단계가 작동하고 추정치가 확인됩니다( 그림 4 ). 또한, HPLC의 UV 트레이스로부터 사전 설정된 검정 곡선을 사용하여 대량의 생성물을 계산할 수 있습니다. 공정 중 품질 관리 HPLC가 실행되는 동안 두 번째 반응 단계 인 N- 옥사이드 및 니트로 그룹의 환원이 수행됩니다. 이를 수행하기 위해 Yoswathananont et al. 에 의해 발표 된 방법에 근거하여 사내 수소 첨가 장치에 표지 생성물을 자동 주입 한다. 13 ( 그림 2 ). 이 장치는 역류를 방지하기 위해 역류 방지 밸브가 설치된 라인을 통해 유동 수소화 장치에 연결된 HPLC 펌프와 압축 수소 탱크로 구성됩니다. 생성물을 HPLC 펌프로 밀고 T 형 혼합기에서 수소와 혼합 하였다. 이어서,이 혼합물을 고체 지지체 상에 10 % Pd / C 촉매를 함유하는 작은 카트리지를 통과시킨다. 카타를 통과 한 후이어서, 환원 된 생성물을 작은 분획으로 수집한다. 수소화 후, 최종 생성물을 정제하기 위해 조 생성물을 수송하여 수동으로 HPLC에 주입한다 ( 그림 5 ). HPLC의 이동상은 동물 주입과 호환되도록 선택되었습니다. 생성물에 해당하는 피크를 수집하고 여과 살균하여 최종 용량을 얻습니다. PET 이미징 연구를위한 용량을 공개하기 전에 품질 관리 테스트가 수행됩니다. 이 테스트는 추적자가 될 것으로 예상되는 화학 물질이며 주사에 안전하다는 것을 확인하기 위해 수행됩니다. 이 검사 중 일부는 동물에게 주입하기 위해 필요하지 않을 수도 있지만 일반적으로 인간 사용 지침을 따르는 것이 좋습니다. 이렇게하면 제품의 품질이 보장되므로 결과에 대한 확신이 커지고 fac인간 주입을위한 제품 제조에 대한 미래의 전환을 촉진합니다. 표 1 은 초기 방사능, 전구체의 초기 양, 각 단계의 수율, 비 활동, 여과 손실 등을 포함하는 전형적인 합성 파라미터를 포함한다 . 이러한 파라미터는 때때로 실패 및 향후의 공정 최적화 문제를 해결하는 데 유용하다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig1.jpg" /> 그림 1. 반응식. 방사 화학적 합성은 19 F / 18 F 교환에 의한 라벨링과이어서 팔라듐 - 촉매 수소화에 의해 이루어진다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2"<html> src = &quot;/ files / ftp_upload / 55537 / 55537fig2.jpg&quot;/&gt; 그림 2. 수소화 시스템. 장치의 개략도. 이 장치는 Yoswathananont et al. (참고 문헌 13). <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig3.jpg" /> 그림 3. 신디사이저 통합 유체 프로세서 (IFP) 및 시약의 구성표 IFP에는 4 개의 시약병, QMA 카트리지 및 1 개의 원자로 용 바이알이 들어 있습니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig4.jpg" /> 그림 4. 중간 생성물에 대한 UV 및 라디오 HRP 추적자. 3- 플루오로 -4- 니트로 피리딘 N- 옥사이드는 313 nm에서 특성 흡수성을 갖는다.e.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig4large.jpg &quot;target =&quot;_ blank &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig5.jpg" /> 그림 5. 최종 제품의 UV 및 라디오 HRP 추적자. 3- 플루오로 -4- 아미노 피리딘은 254 nm에서 흡수된다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> 개념 </td><td> 평균 (n = 4) </td><td> SD </td><td> 댓글 </td></tr><tr><td> 초기 18F 활동 (mCi) </td><td> 148.0 </td><td> 44.9 </td><td> 합성 시작 </td></tr><tr><td> 전구체 양 (μg) </td><td> 50 </td&gt; <td></td><td> 1.0 mg / mL 재고량 50 μL 사용 </td></tr><tr><td> QMA (mCi)에 남아있는 활동 </td><td> 3.0 </td><td> 1.7 </td><td> 라벨링 단계 종료시 측정 </td></tr><tr><td> 방사성 표지 수율 </td><td> 29.7 % </td><td> 6.3 % </td><td> Act_collection_vial ÷ (Act_collection_vial + Act_AluN) </td></tr><tr><td> 방사 화학 순도 (HPLC-1) </td><td> &gt; 98 % </td><td></td><td> HPLC-1 QC </td></tr><tr><td> 투기. 행위. 중간체 (mCi / μmol) </td><td> 122.9 </td><td> 29.7 </td><td> 검량선을 이용한 HPLC-1로부터 </td></tr><tr><td> 수소화 반응 (dc) </td><td> 74 % </td><td> 9.0 % </td><td> 감쇠 보정 </td></tr><tr><td> HPLC 방사 화학 순도 (HPLC-2) </td><td> 90.7 % </td><td> 2.9 % </td><td> HPLC-2로부터 계산 됨. </td></tr><tr><td> 건조 효율 </td><td> &gt; 98 % </td><td></td><td> 감쇠 보정 </td></tr><tr><td> 필터링 복구 </td><td> 93.5 % </td><td> 1.7 % </td><td> 감쇠 보정 </td></tr><tr><td> 용량 (mL) </td><td> 3.3 </td><td></td><td> 방사능이 가장 높은 분수 수집 </td></tr><tr><td> 투기. 행위. 최종 생성물 (mCi / μmol) </td><td> 75.5 </td><td> 30.0 </td><td> 검량선을 이용한 HPLC-3부터 </td></tr><tr><td> 합성 효율 </td><td> 8.5 % </td><td> 3.6 % </td><td> 비 - 감쇠 보정 </td></tr><tr><td> 합성 시간 (분) </td><td> 104 </td><td> 11.2 </td><td></td></tr></tbody></table> 표 1. Radiochemical 합성 매개 변수. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> 일반적인 문제 </td><td> 잠재적 인 이유와 해결책 </td></tr><tr><td rowspan="3"> [ 18 F] 불화물은 QMA로부터 효율적으로 용리되지 않는다. </td><td> · TBA-HCO 3 가 올바르게 준비되지 않았습니다. 농도가 적절한 지 확인하십시오. </td></tr><tr><td> · TBA-HCO3 바이알에 누출이 있습니다. 크림프 씰이 빡빡하고 IFP에 설치하기 전에 중격을 뚫지 않았는지 확인하십시오. </td></tr><tr><td> · TBA-HCO 3 는 양호한 상태가 아닙니다. 신선한 배치를 주문하십시오. </td></tr><tr><td rowspan="2"> 라벨링 수율이 낮음 </td><td> · 전구체 용액에 수분이있다. 건조한 전구체 및 용매. </td></tr><tr><td> · 온도가 너무 낮습니다. </td></tr><tr><td rowspan="3"> 반응 액은 노란색이다. </td><td> · 제품이 바탕 때문에 분해됩니다. 더 적은 TBA-HCO3를 사용하십시오. </td></tr><tr><td> · t가있다.많은 선구자. 전구체를 덜 사용하십시오. </td></tr><tr><td> · 18 F의 양은 용제가 너무 적습니다. 더 많은 용제를 사용하십시오. </td></tr><tr><td> radioHPLC의 추가 피크 </td><td> · 니트로 그룹이 대체되고있다 : 반응 온도를 낮추거나 반응 시간을 단축시킨다. </td></tr><tr><td rowspan="3"> 수소화 반응이 효과가 없다. </td><td> · 촉매가 좋지 않습니다. 새 카트리지를 사용하십시오. </td></tr><tr><td> · 흐름이 너무 빠르며 촉매와 기판 사이에 충분한 접촉을 허용하지 않습니다. 유량을 줄입니다. </td></tr><tr><td> · 수소 압력이 너무 낮습니다. H 2 압력을 증가 시키십시오. </td></tr><tr><td> 절차 중 수소 압력이 급격히 증가합니다. </td><td> · 카트리지 무결성이 손상되어 견고한 지원으로 라인이 막혔습니다. 흐름을 멈추고 가스를 차단하십시오. 방사능이 부패하게하십시오. 촉매 카트리지를 제거하고 시스템을 세척하십시오. ~을 넣어 라.ew 카트리지. </td></tr><tr><td> 수소화 수율이 낮다. </td><td> · 촉매 (MeCN, 옥살산)와 경쟁하는 불순물이 너무 많습니다. 불순물의 양을 줄이거 나 전구체의 질량을 증가시킵니다 (경고 : 전구체 양의 증가는 특정 활동을 감소시킵니다). </td></tr><tr><td rowspan="2"> 수소화 단계에서의 방사능 회수가 낮다. </td><td> · 시스템에 누수가 있습니다. 수소 라인에 누출과 역류가 있는지 점검하십시오. </td></tr><tr><td> · 화합물은 반응기에서 탈 불소화됩니다. 다양한 반응 조건 (압력, 온도, 유량 등 )을 평가하십시오. </td></tr><tr><td rowspan="2"> 여과하는 동안 너무 많은 방사능이 손실됩니다. </td><td> · 사용 전에 필터를 적시십시오. </td></tr><tr><td> · 더 낮은 부피의 필터를 사용하십시오. </td></tr><tr><td rowspan="4"> HPLC의 최종 제품 피크는 광범위하게 보입니다. </td><td> · 부피가 너무 많습니다. 더 낮은 오전에 주사하십시오.오트. 직경이 큰 컬럼을 사용하십시오. </td></tr><tr><td> · 컬럼의 조건이 좋지 않습니다. 적어도 30 개의 컬럼 볼륨에 대한 컬럼 조건. </td></tr><tr><td> · 이동상의 pH가 낮다. pH가 8 이상인지 확인하십시오. </td></tr><tr><td> · 기둥의 상태가 양호하지 않습니다. 열을 교체하십시오. 염기성 pH와 호환되는 컬럼을 사용하십시오. </td></tr></tbody></table> 표 2.. 제점 해결 안내서.

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

우리는 [ 18 F] 3F4AP의 반자동 방사 화학 합성과 품질 관리 절차를 입증합니다.

자동 방사 화학 합성 [<sup&gt; 18</sup&gt; F] 3F4AP : 결절성 탈수 초성 질환 이미지 진단용 PET 트레이서

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

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

9.9K 조회수.  The University of Chicago.  우리는 [ 18 F] 3F4AP의 반자동 방사 화학 합성과 품질 관리 절차를 입증합니다. 

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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.

방사성 핵 종 형광 취재 원 유전자 설치류 종양 모델에서 종양의 진행을 추적 하기 위해 이미징

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암 연구학

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.

양전자 방출 단층 촬영 (PET) Radiotracer 합성 프로토콜의 임상 생산을 위한 자동화

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

화학

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.

인간의 뇌의 고시간 해상도 양전자 방출 단층 촬영을위한 방사선 추적기 관리 : FDG-fPET에 응용 프로그램

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

행동분석학

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.

[11C]SNAP-7941의 자동 합성및 실시간 역학 평가의 기술적 측면

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.

PET 트레이서 생산을 위한 고체 상 11C-메틸화, 정제 및 제형

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.

18세 양전자 방출 단층 촬영을 위한 실리콘 불소 수용기(SiFA)로 기능화된 방사성 추적기의 F 라벨링

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.

1-(2-[18F]플루오로에틸)-L-트립토판의 방사 합성 1-포트, 2단계 프로토콜 사용

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).

의 마이크로 웨이브를 이용한 원 - 냄비 합성 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 ...

생물학

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.

심한 뇌 손상 환자에서 [18F] FDG 추적 프로그램을 사용 하 여 반 정량적 평가

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

자동 방사 화학 합성 [

요약

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^18세 양전자 방출 단층 촬영을 위한 실리콘 불소 수용기(SiFA)로 기능화된 방사성 추적기의 F 라벨링

1-(2-[^18F]플루오로에틸)-L-트립토판의 방사 합성 1-포트, 2단계 프로토콜 사용

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

의 마이크로 웨이브를 이용한 원 - 냄비 합성 N - succinimidyl - 4 - [¹⁸ F] fluorobenzoate ([¹⁸ F] SFB)

심한 뇌 손상 환자에서 [¹⁸F] FDG 추적 프로그램을 사용 하 여 반 정량적 평가