Name: automation of a positron-emission tomography (pet) radiotracer synthesis protocol for clinical production
Uploaded: 2018-10-26T14:00:00
Duration: 10 min 20 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production at JoVE.com

עבודה זו נתמכו באופן חלקי על ידי המכון הלאומי לסרטן (R44 CA216539) וקרן UCLA של תרומה שנעשו על ידי ראלף, מרג'ורי קראמפ עבור המכון Crump UCLA הדמיה מולקולרית.

<ol>
	<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=Positron+emission+tomography+provides+molecular+imaging+of+biological+processes.">Positron emission tomography provides molecular imaging of biological processes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 97 (16), 9226-9233 (2000).</li><li>Kitson, S., Cuccurullo, V., Ciarmiello, A., Salvo, D., Mansi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+Applications+of+Positron+Emission+Tomography+(PET)+Imaging+in+Medicine:+Oncology,+Brain+Diseases+and+Cardiology.">Clinical Applications of Positron Emission Tomography (PET) Imaging in Medicine: Oncology, Brain Diseases and Cardiology.</a> Current Radiopharmaceuticalse. 2 (4), 224-253 (2009).</li><li>Sengupta, D., Pratx, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+metabolic+heterogeneity+in+cancer.">Imaging metabolic heterogeneity in cancer.</a> Molecular Cancer. 15, 4 (2016).</li><li>Rabinovich, B. A., Radu, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+Adoptive+Cell+Transfer+Based+Cancer+Immunotherapy.">Imaging Adoptive Cell Transfer Based Cancer Immunotherapy.</a> Current Pharmaceutical Biotechnology. 11 (6), 672-684 (2010).</li><li>Matthews, P. M., Rabiner, E. A., Passchier, J., Gunn, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positron+emission+tomography+molecular+imaging+for+drug+development.">Positron emission tomography molecular imaging for drug development.</a> British Journal of Clinical Pharmacology. 73 (2), 175-186 (2012).</li><li>Hargreaves, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Role+of+Molecular+Imaging+in+Drug+Discovery+and+Development.">The Role of Molecular Imaging in Drug Discovery and Development.</a> Clinical Pharmacology &amp; Therapeutics. 83 (2), 349-353 (2008).</li><li>Keng, P. Y., Esterby, M., van Dam, R. M., Hsieh, C. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+Technologies+for+Decentralized+Production+of+PET+Tracers.">Emerging Technologies for Decentralized Production of PET Tracers.</a> Positron Emission Tomography - Current Clinical and Research Aspects. , 153-182 (2012).</li><li>Lazari, M., Irribarren, J., Zhang, S., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+temperatures+and+pressures+during+short+radiochemical+reactions.">Understanding temperatures and pressures during short radiochemical reactions.</a> Applied Radiation and Isotopes. , 82-91 (2016).</li><li>Lazari, M., 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=ELIXYS+-+a+fully+automated,+three-reactor+high-pressure+radiosynthesizer+for+development+and+routine+production+of+diverse+PET+tracers.">ELIXYS - a fully automated, three-reactor high-pressure radiosynthesizer for development and routine production of diverse PET tracers.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (EJNMMI) Research. 3 (1), 52 (2013).</li><li>Claggett, S. B., Quinn, K., Lazari, M., Esterby, J., Esterby, M., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+paradigm+for+programming+and+controlling+automated+radiosynthesizer.">A new paradigm for programming and controlling automated radiosynthesizer.</a> Journal of Nuclear Medicine. 53 (suppl. 1), 1471-1471 (2012).</li><li>Claggett, S. B., Quinn, K. M., Lazari, M., Moore, M. D., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simplified+programming+and+control+of+automated+radiosynthesizers+through+unit+operations.">Simplified programming and control of automated radiosynthesizers through unit operations.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (EJNMMI) Research. 3, 53 (2013).</li><li>Lazari, M., 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=Fully+Automated+Production+of+Diverse+18F-Labeled+PET+Tracers+on+the+ELIXYS+Multireactor+Radiosynthesizer+Without+Hardware+Modification.">Fully Automated Production of Diverse 18F-Labeled PET Tracers on the ELIXYS Multireactor Radiosynthesizer Without Hardware Modification.</a> Journal of Nuclear Medicine Technology. 42 (3), 203-210 (2014).</li><li>Lazari, M., 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=Fully-automated+synthesis+of+16&#946;-18F-fluoro-5&#945;-dihydrotestosterone+(FDHT)+on+the+ELIXYS+radiosynthesizer.">Fully-automated synthesis of 16&#946;-18F-fluoro-5&#945;-dihydrotestosterone (FDHT) on the ELIXYS radiosynthesizer.</a> Applied Radiation and Isotopes. 103, 9-14 (2015).</li><li>Collins, J., 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=Production+of+diverse+PET+probes+with+limited+resources:+24+18F-labeled+compounds+prepared+with+a+single+radiosynthesizer.">Production of diverse PET probes with limited resources: 24 18F-labeled compounds prepared with a single radiosynthesizer.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (43), 11309-11314 (2017).</li><li>Drake, C., 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=Enzymatic+Radiofluorination+of+Biomolecules:+Development+and+Automation+of+Second+Generation+Prosthetic+on+ELIXYS+Radiosynthesizer.">Enzymatic Radiofluorination of Biomolecules: Development and Automation of Second Generation Prosthetic on ELIXYS Radiosynthesizer.</a> Journal of Nuclear Medicine. 58 (supplement 1), 1 (2017).</li><li>Gobbi, L. C., 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=Identification+of+Three+Novel+Radiotracers+for+Imaging+Aggregated+Tau+in+Alzheimer's+Disease+with+Positron+Emission+Tomography.">Identification of Three Novel Radiotracers for Imaging Aggregated Tau in Alzheimer's Disease with Positron Emission Tomography.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 60 (17), 7350-7370 (2017).</li><li>Ippisch, R., Maraglia, B., Sutcliffe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+production+of+[18F]-F-Py-peptides.">Automated production of [18F]-F-Py-peptides.</a> Journal of Nuclear Medicine. 57, 275 (2016).</li><li>Chen, H., 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=AMG+580:+A+Novel+Small+Molecule+Phosphodiesterase+10A+(PDE10A)+Positron+Emission+Tomography+Tracer.">AMG 580: A Novel Small Molecule Phosphodiesterase 10A (PDE10A) Positron Emission Tomography Tracer.</a> Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 352 (2), 327-337 (2015).</li><li>Waldmann, C. M., 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=An+Automated+Multidose+Synthesis+of+the+Potentiometric+PET+Probe+4-[18F]Fluorobenzyl-Triphenylphosphonium+([18F]FBnTP).">An Automated Multidose Synthesis of the Potentiometric PET Probe 4-[18F]Fluorobenzyl-Triphenylphosphonium ([18F]FBnTP).</a> Molecular Imaging and Biology. 20 (2), 205-212 (2018).</li><li>Ravert, H. T., 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=An+improved+synthesis+of+the+radiolabeled+prostate-specific+membrane+antigen+inhibitor,+[18F]DCFPyL.">An improved synthesis of the radiolabeled prostate-specific membrane antigen inhibitor, [18F]DCFPyL.</a> Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals. 59 (11), 439-450 (2016).</li><li>Betthauser, T. J., 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=Characterization+of+the+radiosynthesis+and+purification+of+[18F]THK-5351,+a+PET+ligand+for+neurofibrillary+tau.">Characterization of the radiosynthesis and purification of [18F]THK-5351, a PET ligand for neurofibrillary tau.</a> Applied Radiation and Isotopes. 130, 230-237 (2017).</li><li>Shu, C. J., 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=Novel+PET+probes+specific+for+deoxycytidine+kinase.">Novel PET probes specific for deoxycytidine kinase.</a> Journal of Nuclear Medicine. 51 (7), 1092-1098 (2010).</li><li>Kim, W., 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]CFA+as+a+clinically+translatable+probe+for+PET+imaging+of+deoxycytidine+kinase+activity.">[18F]CFA as a clinically translatable probe for PET imaging of deoxycytidine kinase activity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (15), 4027-4032 (2016).</li><li>Barrio, M. J., 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=Human+Biodistribution+and+Radiation+Dosimetry+of+18F-Clofarabine,+a+PET+Probe+Targeting+the+Deoxyribonucleoside+Salvage+Pathway.">Human Biodistribution and Radiation Dosimetry of 18F-Clofarabine, a PET Probe Targeting the Deoxyribonucleoside Salvage Pathway.</a> Journal of Nuclear Medicine. 58 (3), 374-378 (2017).</li></ol>

הנהלת אוניברסיטת קליפורניה יש מורשה טכנולוגיית סופי שהומצאה על ידי ג'פרי קולינס, ר' מיכאל ואן דאם, השתלטו הון עצמי בסופי במסגרת העסקה רישוי. יתר על כן, ר' מיכאל ואן דאם הוא המייסד, יועץ של סופי. תנאי ההסדר הזה יש כבר נבדקו, שאושרו על-ידי אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס מדיניותה ניגוד אינטרסים. אריק Schopf דרייק כריסטופר הם עובדים ובעלי המניות של סופי.

פרוטוקול זה מגדיר את השלבים הבסיסיים שיש לנקוט בעת הפיכת פרוטוקול סינתזה ידנית כדי להשיג את הייצור של ניסוח מעקב קליני כיתה. כל מחזור הפיתוח, לרבות בקרת איכות פיתוח, ומעוררות את radiotracer [18F] פרנק (עבור ההדמיה של פעילות dCK). תשומת לב מיוחדת הוקדשה שינוי הסינתזה אוטומטית כדי להבטיח ההתאמה של המעקב לשימוש קליני. הסינתזה כרוך תהליכים בסיסיים כגון את ההפעלה של פלואוריד [18F], radiofluorination של מולקולה קודמן, טיהור מחסנית ביניים, הסרת הגנה-הקבוצה, ו למחצה מפוח HPLC טיהור ניסוח להזרקה. תהליכים בסיסיים אלה מהווים רפרטואר סטנדרטי המספיק לסינתזה של הרוב המכריע של 18מחמד התווית על-ידי F המשדרים.
בזמן עיצוב הסינתזה, הבחירה של ריאגנטים ואבטחת האיכות שלהם יש חשיבות מיוחדת לשימוש קליני. להבטיח את התכנות הנכון והקשרים נכונה על-ידי ביצוע סינתזה מעושה (ממיסים בלבד) הכרחי כדי למנוע שגיאות בלתי צפויות כאשר הסינתזה מבוצע עם רדיואקטיביות. אופטימיזציות סינתזה עוקבות (ממיסים, אמצעי אחסון, כמויות, טמפרטורות, זמני התגובה והתנאים טיהור) תלויים מעקב חיית המחמד ספציפי בהתפתחות. במהלך ניסויים אלה, מיקוד מסוים צריך להיות זרחו על טוהר כימי, רדיוכימי של המוצר הסופי ניתן להשיג, כמו אלה חייב לעמוד בדרישות מחמירים לשימוש קליני. סינתזה שמייצר מוצר טהור של פעילות נמוכה יותר אבל מספיק התשואות בצורה אמינה היא עדיפה בדרך כלל על תהליך גבוהות תנובה, כי יש סיכון להיכשל בצורה אקראית. לאחר הסינתזה מוטבה במידה מספקת, התהליך הסופי צריך לעבור בדיקות אימות (דרישה רגולטורית) כדי להבטיח התאמה קלינית. שיטת סינתזה המאומת ואז ניתן לייצר את חיית המחמד מעקב לשימוש קליני. כאשר סינתזה מכשיר מעקב חיית המחמד על פי שיטה מאומתים, נהלי שיש ביסודיות אחריו. כדי להבטיח תאימות, התוכנה מתוכנת המפעיל לוודא השלמת השלבים החשובים באמצעות רשימה ריצה מראש לאחר לחיצה על הפעל כדי להתחיל את הסינתזה. בעוד המערכת תבצע את הסינתזה בצורה אוטומטית, הצעד טיהור דורש התערבות ידנית. המפעיל חייב לכן, מתצפתים על המסך כרומטוגרפי במהלך השלב טיהור HPLC, קלט ידני בזמן אמת כאשר כדי להתחיל ולהפסיק איסוף השבר המוצר.
במסגרת מאמצינו אוטומציה ואופטימיזציה לסינתזה פרנק [18F], לנו יש יעיל בשיטת טיהור HPLC מפוח למחצה של תערובת המוצר באמצעות מערכת הממס להזרקה המורכב אמוניום אצטט פתרון ו EtOH ; השיטה הקודמת שלנו נדרש צעד נוסף להחלפת הממס לאחר טיהור16. ניסוח עוקבות לעבד, לכן, צריך רק להפחית את התוכן EtOH של השבר שנאספו כדי מותר רמות, וכדי להבטיח את isotonicity שלה, אשר שניהם יכול להתבצע על ידי דילול. הצעד ניסוח בוצעה באמצעות תוכנית שנייה המורכב פעולת יחידת ניסוח יחיד כדי לאפשר תוספות אמצעי האחסון משתנה של NaCl-פתרונות לספר המוצר מטוהרים שבר באמצעות מודול ניסוח עבור המשתנה נפח שהושג לאחר טיהור HPLC. אם נפח המוצר שנאספו השבר היה מוגדר להיות קבוע במקום, הפעולה היחידה ניסוח יכול להיכלל בתוכנית סינתזה הראשי, נמנע הצורך תוכנית עצמאית. גישה חלופית כדי למנוע התערבות ידנית יהיה להשתמש את הפונקציונליות המלאה של המודול ניסוח (למשללדלל את רכיב המעקב מטוהרים עם מים השמנה על מיכל דיו מוצק-שלב מיצוי סי18, לשטוף אותו, elute אותו עם נפח קבוע של EtOH ואני בסופו של דבר, לדלל את זה עם נפח קבוע של תמיסת מלח).
הטכניקה המובאת כאן עבור אימות פרוטוקול סינתזה לשימוש קליני והפיכתה נועד להיות די כללי. דרך הבחירה של radiosynthesizer (ELIXYS), מגוון רחב של syntheses יכול להיות אוטומטי ואומתו. זה כולל מורכבות 3 סיר syntheses, או syntheses מעורבים טמפרטורות גבוהות של ממיסים נדיפים. אופטימיזציה של סינתזה יכולה להיות מושגת על ידי שינוי הפרמטרים של התוכנה. סינתיסייזר תכונות כדי לנטר את ההשפעה של שינויים, כגון מיקום כלי תגובה עבור הסרת דגימות לניתוח TLC-רדיו או רדיו-HPLC. עם זאת, בלי שינויים במערכת, המערכת כיום אינו מאפשר לטיפול של אמצעי אחסון ריאגנט נמוך מאוד (~ 5-20 µL), מוצר ביניים זיקוק או הטיפול [18F] אלף, 68Ga, או radiometals אחרים. אם הסינתזה ידנית כדי להיות אוטומטי מכיל שלבים כאלה הם מצויין, אוטומציה ובדיקת בפלטפורמת radiosynthesizer עוד עשוי להיות מתאים.
למרות עבודה זו התמקדה הפיתוח של פרוטוקול לייצור אוטומטית [18F] פרנק לשימוש קליני, הסינתזה של רבים אחרים המשדרים מחמד יכול להיות אוטומטי באופן מתאים לייצור קליני, בעקבות אותו היגיון, שיטות. בעקבות השיטה המוצגת כאן, אנחנו הסתגלו. גם הסינתזה אוטומטיות של 9-(4-[18F] פטור - 3-[hydroxymethyl] בוטיל) גואנין ([18נ] FHBG) ואומת זה לשימוש קליני. פרוטוקולים הוקמה המשתמש ניתן להעלות שהורדו מהרשת סופי בדיקה, פורטל אינטרנט לשיתוף סינתזה תוכניות, הקשורים תיעוד בין אתרים שונים radiopharmacy27. זה יכול למנוע העתקה של מאמצים בקהילה, להקל על מחקרים קליניים רב מרכזי מעורבים דימות PET.

מגוון הולך וגדל של מטרות הביולוגי ניתן לאבחן באופן דינמי חי הנבחנים באמצעות הדמיה מולקולרית את המודאליות פט חיית המחמד מספק ויוו מבחני של תהליכים ביולוגיים, ביוכימיים, תרופתי ספציפי על-ידי שימוש ספציפי radiotracers (מולקולות המסומנת radionuclides פולטי פוזיטרונים) זה מוזרקים לתוך הנושא לפני הדמיה1. שימוש מוגבר של חיית המחמד ללמוד מגוון רחב של תהליכים אלה מדע בסיסי ומחקר קליני-2,-3,-4, וכן את הגילוי, פיתוח ושימוש קליניים של תרופות בחולה5, 6, מוביל את הביקוש להופעות radiotracers מגוונים7,8. כדי למנוע חשיפה לקרינה כדי radiochemist ולהבטיח הפקה לשחזור של אלה המשדרים קצרת ימים, הם בדרך כלל מיוצרים באמצעות radiosynthesizer אוטומטית של הפועלים בתוך "תא חם". Radiosynthesizers האחרונות השתמש ארכיטקטורת חד פעמיים-קלטת/ערכת כדי לפשט את המשימה של ציות קליני-כיתה הייצור ומספקת את הגמישות להכין מספר סוגים של radiotracers פשוט על ידי בהחלפת קלטות9 . עם זאת, בשלבים הקלינית המוקדמות, יש בדרך כלל אין ערכות/קלטות זמין מסחרית כדי לבצע את radiosynthesis אוטומטי; כתוצאה מכך, מתקני ייצור תרופות לחיות מחמד נאבקים להתאים אישית את המערכות ליישם יכולות מעקב cGMP-כיתה של ייצור בתוך פרק זמן מתאים, במחיר סביר. לפיכך, radiosynthesizers פותחו המשלבות את הארכיטקטורה קלטת/ערכת תכונות כדי להקל על פיתוח, אופטימיזציה של המשדרים.
פלקס/כימית ELIXYS (ELIXYS) הוא דוגמה radiosynthesizer מבוססי קלטת גמיש עם רחב ריאגנט הממס, התגובה הטמפרטורה תאימות10. יש שלושה כלי התגובה והוא משתמש מנגנון רובוטית כדי להגדיר באופן דינאמי את המעבר נוזלים כנדרש על-ידי כל פרוטוקול של סינתזה מסוים11. סינתיסייזר התוכנה מאפשר היצירה של תוכניות סינתזה (רצף) עבור המשדרים שונה על-ידי גרירה ושחרור יחידת פעולות כגון השמנה איזוטופ, Elute איזוטופ, הוספת ריאגנט, להגיב, מתאדים12. כל פעולה יחידה יש מגוון של פרמטרים הניתנים לתכנות לרשות המפעיל, כגון משך, טמפרטורהאו גז אינרטי נהיגה לחץ (לחץ). על ידי הבנת הטבע של כל פעולה יחידה, סינתזה ידני יכול להיות מתורגם בקלות לתוך רצף של פעולות יחידה, ואז ניתן לשנות במהלך אופטימיזציה של פרוטוקול13. בשילוב עם מודול ELIXYS טהור/טופס, מערכת משולבת, באפשרותך לבצע על ניסוח של מעקב חיית המחמד וטיהור אוטומטית. משתמש זה radiosynthesizer, אנחנו דיווחו בעבר כי הסינתזה אוטומטיות של המשדרים התווית על-ידי F שונים 1824 ו קבוצות prosthetic11,14,15,16, כמו גם radiofluorination אנזימטי אוטומטיות של מולקולות17, פשוט על ידי שינוי ריאגנטים, לא את התצורה של המערכת. אחרים הראו הסינתזה אוטומטיות של [18נ] RO6958948 עבור ההדמיה של טאו neurofibrillary קשרים18, סינתזה אוטומטיות של הקבוצה prosthetic [18F] F-Py-TFP עם תיוג עוקבות של פפטידים19 , סינתזה אוטומטיות של [18נ] AM580 עבור ההדמיה של phosphodiesterase 10a (PDE10A)20. יתר על כן, מספר קבוצות הראו את הייצור של המשדרים מתאים לשימוש קליני, כולל 4-[18נ] Fluorobenzyl-triphenylphosphonium ([18נ] FBnTP) עבור ההדמיה של קרום מיטוכונדריאלי פוטנציאליים21, [ 18 DCFPyL F] עבור ההדמיה של הערמונית ספציפיים ממברנה אנטיגן (PSMA)22, ו [18F] תודה-5351 עבור ההדמיה של טאו23.
בנייר זה, אנו משתמשים הניסיון שלנו עם [18F] פרנק כדי להמחיש כיצד הליך radiosynthetic ידנית שניתן יהיה אבר המין הגברי, במהירות לתרגם סינתזה האוטומטי מתאים לייצור שוטף בעקבות הנחיות cGMP. רכיב המעקב [18F] פרנק תוכנן עבור ההדמיה של פעילות dCK. Radiosynthesis ידני של [18F] פרנק תוארה לראשונה על ידי שו. et al. 24 כמו הליך באמצעות שתי ספינות התגובה, סיליקה ביניים מחסנית לטיהור טיהור HPLC הסופי של צעד (ראה חומר משלים, בסעיף 1 לפרטים). האחרונות במבחנה פרה מחקרים הראו יחודיות יוצאת דופן של זה מעקב כדי dCK, הראשון בהאנושית מחקרים הראו biodistribution רייטינג25. יש עניין מיידי במחקרים קליניים בקנה מידה רחב יותר, כדי לאשר את הרגישות של [18F] פרנק חיית המחמד וריאציות בפעילות dCK, עניין וקהילותיהם יישומים קליניים אפשריים של זה מעקב26. זה עשוי להיות סמן שימושי עבור טיפולים להפעיל הפעלה T-cell, לגרום נזק לדנ א או להסתמך על prodrugs אנלוגיים תלויי-dCK nucleoside. בפרט, [18F] פרנק עשוי לאפשר השיכוב של חולים לתגובה פוטנציאליים על הטיפול עם Clofarabine. [18נ] פרנק עשויה להקל גם את המחקר והפיתוח של מעכבי dCK זה מתקדמים לכיוון בניסויים קליניים. מאז זה מעקב יש באופן מסורתי היו מסונתז באופן ידני, לקדם את כל המחקרים הללו דורש סינתזה אמין, אוטומטיות של [18F] פרנק מתאים לשימוש קליני.
למרות דיווחנו בעבר סינתזה אוטומטיות של [18F] פרנק עבור מחקרים פרה16, פרוטוקול זה בונה בהמשך המאמצים הללו ומתאר שינויים נוספים הדרושים לייצור קליני של מעקב זה, כולל השילוב של טיהור-ממוחשב במלואו, ניסוח פרוטוקול אימות, בדיקות בקרת איכות. כללי בהליכים המתוארים כאן אינם מוגבלים פיתוח של סינתזה אוטומטית ומתאים קלינית [18F] פרנק אבל אפשר להכליל באופן ישיר לפתח אוטומטית syntheses מתאים לשימוש קליני של השני radiotracers עם פלואור-18 תוויות.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>ELIXYS FLEX/CHEM</td>
			<td>Sofie (Culver City, CA, USA)</td>
			<td>1010001</td>
			<td>Radiosynthesizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Radiosynthesizer cassette</td>
			<td>Sofie (Culver City, CA, USA)</td>
			<td>1861030400</td>
			<td>Cassette for ELIXYS FLEX/CHEM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ELIXYS PURE/FORM</td>
			<td>Sofie (Culver City, CA, USA)</td>
			<td>1510001</td>
			<td>Radiosynthesizer purification module</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>[O-18]H2O</td>
			<td>IBA RadioPharma Solutions (Reston, VA, USA)</td>
			<td>IBA.SP.065</td>
			<td>&#62;90% isotopic purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>[F-18]fluoride in [O-18]H2O</td>
			<td>UCLA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Produced in a cyclotron (RDS-112; Siemens; Knoxville, TN, USA) by the (p,n) reaction of [O-18]H2O. Bombardment at 11 MeV using a 1 mL tantalum target with havar foil.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized water</td>
			<td>UCLA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Purified to 18 M&#937; and passed through 0.1 &#181;m filter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile (MeCN)</td>
			<td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td>
			<td>271004</td>
			<td>Anhydrous, 99.8%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol (EtOH)</td>
			<td>Decon Laboratories, Inc. (King of Prussia, PA, USA)</td>
			<td>2701</td>
			<td>Anhydrous, 200 proof</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide (NaOH) solution</td>
			<td>Merck (Burlington, MA, USA)</td>
			<td>1.09137.1000</td>
			<td>1M solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (HCl) solution</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>SA48-500</td>
			<td>1M solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl acetate (EtAc)</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>E195SK-4</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride (NaCl)</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>S-640-500</td>
			<td>USP grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium acetate</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>A639-500</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium carbonate (K2CO3)</td>
			<td>Fisher Chemical (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>P-208-500</td>
			<td>Certified ACS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CFA precursor</td>
			<td>CalChem Synthesis (San Diego, CA, USA)</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Custom synthesis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryptand 222 (K222; Kryptofix 2.2.2)</td>
			<td>ABX Advanced Biochemical Compounds (Radeberg, Germany)</td>
			<td>800.1000</td>
			<td>&#62;99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride (NaCl) solution (saline)</td>
			<td>Hospira (Lake Forest, IL, USA)</td>
			<td>0409-4888-02</td>
			<td>0.9%, for injection, USP grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica cartridge</td>
			<td>Waters (Milford, MA, USA)</td>
			<td>WAT051900</td>
			<td>Sep-pak Classic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quaternary methylammonium (QMA) cartridge</td>
			<td>Waters (Milford, MA, USA)</td>
			<td>WAT023525</td>
			<td>Sep-pak Light Plus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile syringe filter (0.22 &#181;m)</td>
			<td>Millipore Sigma (Burlington, MA, USA)</td>
			<td>SLGSV255F</td>
			<td>Millex-GV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass V-vial (5 mL)</td>
			<td>Wheaton (Millville, NJ)</td>
			<td>W986259NG</td>
			<td>Used for reaction vessels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Septa</td>
			<td>Wheaton (Millville, NJ)</td>
			<td>224100-072</td>
			<td>Used for reagent vials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crimp cap</td>
			<td>Wheaton (Millville, NJ)</td>
			<td>224177-01</td>
			<td>Used for reagent vials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amber serum vial (2 mL)</td>
			<td>Voigt (Lawrence, KS, USA)</td>
			<td>62413P-2</td>
			<td>Used for reagent vials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stir bar</td>
			<td>Fisher Scientific (Hampton, NH, USA)</td>
			<td>14-513-65</td>
			<td>Used for reaction vessels</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automation of a positron-emission tomography (pet) radiotracer synthesis protocol for clinical production

התפתחות חדשה טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) המשדרים הוא הפעלת חוקרים ומטפלים לשיקוף מערך רחב יותר ויותר של מטרות ביולוגיות ותהליכים. עם זאת, הגדלת מספר קליעים נותבים שונים יוצר אתגרים עבור הייצור שלהם ב- radiopharmacies. בעוד היסטורית עברו מעשי להקדיש תצורה מותאמת אישית radiosynthesizer ותא חם לייצור חוזרות ונשנות של כל מעקב בודדים, זה הופך כדי לשנות זרימת עבודה זו. לאחרונה radiosynthesizers מסחרי המבוסס על קלטות/ערכות חד פעמיות עבור כל מעקב לפשט את הייצור של המשדרים מרובים עם סט אחד של ציוד על-ידי ביטול הצורך שינויים ספציפיים מעקב מותאמת אישית. יתר על כן, חלק radiosynthesizers אלה מאפשרות למפעיל לפתח, לייעל משלהם פרוטוקולים סינתזה בנוסף רכישת ערכות זמין מסחרית. ב פרוטוקול זה, אנו לתאר את נוהל כללי איך יכול להיות אוטומטי הסינתזה ידנית של מכשיר מעקב חיית מחמד חדשה על אחד radiosynthesizers האלה ואומת עבור הייצור של המשדרים קליני-כיתה. לדוגמה, אנו משתמשים את radiosynthesizer ELIXYS, כלי גמיש radiochemistry מבוססי קלטת יכול לתמוך מאמצי פיתוח חיצי מעקב עבור חיית המחמד, כמו גם ייצור שגרתית בדיקה קלינית באותה מערכת, כדי לייצר [18נ] Clofarabine ([ 18 F] פרנק), מכשיר מעקב חיית המחמד למדוד ויוו פעילות אנזים deoxycytidine קינאז (dCK). בתרגום סינתזה ידנית כוללת פירוק פרוטוקול סינתטי לתוך תהליכים בסיסיים radiochemistry מכן תורגמו ל כימיה אינטואיטיבי "יחידת פעולות" נתמך על ידי סינתיסייזר התוכנה. פעולות אלה ואז במהירות ניתן להמיר תוכנית סינתזה אוטומטית על ידי הרכבת אותם באמצעות ממשק גרור-ושחרר. לאחר בדיקות בסיסיות, ההליך סינתזה וטיהור עשויים לדרוש אופטימיזציה כדי להשיג את התשואה הרצוי ואת טוהר. לאחר ההופעה הרצויה מושגת, אימות של הסינתזה מתבצעת כדי לקבוע התאמתו לייצור radiotracer לשימוש קליני.

שיטה כדי להפוך לאוטומטי את הייצור של [18F] פרנק פותחה, שלוש קבוצות אימות היו מסונתז. סינתזה, טיהור, ניסוח [18F] פרנק הושג ב 90 ± 5 דקות (n = 3) התשואה רדיוכימי-מתוקן דעיכה היה 8.0 ± 1.4% (n = 3). התשואות פעילות שלושה מסלולי היו 3.24 GBq, 2.83 GBq ו GBq 3.12, החל 34.3 GBq 41.8 GBq, 41.1 GBq, בהתאמה. ניסוחים פרנק שהושג [18F] עבר בקרת איכות כל הבדיקות (טבלה 1). פרוטוקול אוטומטיים כעת משמש לייצור של פרנק כיתה קליני [18F] כדי לתמוך ניסויים קליניים.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>בקרת איכות הנתונים</td>
			<td rowspan="2">אימות להפעיל 1</td>
			<td rowspan="2">אימות לרוץ 2</td>
			<td rowspan="2">אימות להפעיל 3</td>
		</tr>
<tr>
<td>[דרישה עבור "מעבר"]</td>
		</tr>
<tr>
<td>המראה</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
		</tr>
<tr>
<td>[ברור, חסר צבע, חינם חומר חלקיקי]</td>
		</tr>
<tr>
<td>ריכוז רדיואקטיביות-EOS</td>
			<td rowspan="2">MBq 213/mL</td>
			<td rowspan="2">MBq 210/mL</td>
			<td rowspan="2">MBq 180/mL</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 740 MBq/mL @ EOS]</td>
		</tr>
<tr>
<td>ה-pH</td>
			<td rowspan="2">6</td>
			<td rowspan="2">5.8</td>
			<td rowspan="2">6</td>
		</tr>
<tr>
<td>[5.0 – 8.0]</td>
		</tr>
<tr>
<td>מחצית חיים</td>
			<td rowspan="2">115 דקות</td>
			<td rowspan="2">108 דקות</td>
			<td rowspan="2">112 min</td>
		</tr>
<tr>
<td>[105 – 115 דקות]</td>
		</tr>
<tr>
<td>טוהר רדיוכימי</td>
			<td rowspan="2">99%</td>
			<td rowspan="2">99%</td>
			<td rowspan="2">99%</td>
		</tr>
<tr>
<td>[> 95%]</td>
		</tr>
<tr>
<td>רדיוכימי זהות בזמן השמירה היחסי (RRT)</td>
			<td rowspan="2">1.01</td>
			<td rowspan="2">1.01</td>
			<td rowspan="2">1.01</td>
		</tr>
<tr>
<td>[1.00 < RRT < 1.10]</td>
		</tr>
<tr>
<td>פעילות שן טוחנת</td>
			<td rowspan="2">GBq 314/µmol</td>
			<td rowspan="2">> GBq 370/µmol</td>
			<td rowspan="2">> GBq 370/µmol</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≥ 3.7 GBq/µmol]</td>
		</tr>
<tr>
<td>מנשא סה כ המסה במוצר הסופי</td>
			<td rowspan="2">3.1 µg</td>
			<td rowspan="2">< 1 µg</td>
			<td rowspan="2">< 1 µg</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 50 µg/מנה]</td>
		</tr>
<tr>
<td>המיסה הטומאה סה כ התוצר הסופי</td>
			<td rowspan="2">ND</td>
			<td rowspan="2">ND</td>
			<td rowspan="2">ND</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 1 µg / האלה]</td>
		</tr>
<tr>
<td>נפח הזרקה המרבי המותר בהתבסס על המוביל הכולל ≤ המונים 50 µg/מנה של הטומאה סה כ המוני ≤ 1 µg/מנה</td>
			<td>כל אצווה</td>
			<td>כל אצווה</td>
			<td>כל אצווה</td>
		</tr>
<tr>
<td>שיורית תוכן EtOH על ידי GC</td>
			<td rowspan="2">8.90%</td>
			<td rowspan="2">9.50%</td>
			<td rowspan="2">9.60%</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 10%]</td>
		</tr>
<tr>
<td>שיורית תוכן EtOAc על ידי GC</td>
			<td rowspan="2">< 1 עמודים לדקה</td>
			<td rowspan="2">< 1 עמודים לדקה</td>
			<td rowspan="2">< 1 עמודים לדקה</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 5000 דפים לדקה]</td>
		</tr>
<tr>
<td>שיורית תוכן MeCN על ידי GC</td>
			<td rowspan="2">< 1 עמודים לדקה</td>
			<td rowspan="2">< 1 עמודים לדקה</td>
			<td rowspan="2">< 1 עמודים לדקה</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 410 ppm]</td>
		</tr>
<tr>
<td>משקעי K222 על ידי מבחן צבע ספוט</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
		</tr>
<tr>
<td>[< 50 µg/mL]</td>
		</tr>
<tr>
<td>מבחן תקינות ממברנה מסנן</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
		</tr>
<tr>
<td>[בועה הצבע ≥ 50 psi]</td>
		</tr>
<tr>
<td>Endotoxins חיידקי</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
		</tr>
<tr>
<td>[≤ 175 האיחוד האירופי/של אצווה]</td>
		</tr>
<tr>
<td>טוהר radionuclidic על-ידי גמא ספקטרוסקופיה</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
		</tr>
<tr>
<td>[> 99.5%]</td>
		</tr>
<tr>
<td>עקרות</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
			<td rowspan="2">לעבור</td>
		</tr>
<tr>
<td>[לעמוד בדרישות USP < 71 >]</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 1: סיכום עבור שלוש קבוצות אימות הנתונים מבחן בקרת איכות (QC). EOB = סוף הפגזה; EOS = סוף סינתזה; ND = לא זוהה.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig1.jpg"> איור 1: ערכת radiosynthesis פרנק [18F]. MMT = Monomethoxytrityl. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig2.jpg"> איור 2: תרגום של סינתזה ידנית לתוך רצף אוטומטי של פעולות היחידה. (א) בלוח זה נותן סקירה של השלבים ברמה גבוהה בסינתזה ידנית של [18F] פרנק. (B) לוח זה מציג את ההליכים הבסיסיים הדרושים לביצוע כל השלבים ברמה גבוהה. (ג) פעולות יחידת Radiosynthesizer ספציפי המשמש לביצוע של הליכים בסיסיים מוצגים כמו קלפים. כל פעולה יחידה יש מערך של ערכי פרמטר (ראה תחתון בהיפר) אשר מוגדרים באמצעות התוכנה. הסימון "R1" ו- "R2" לציין את תגובת כלי הדם #1 ו #2, בהתאמה. ריאגנטים המתאימים למספרים ריאגנט מזוהים באיור4. הסדרה של פעולות היחידה הוא נשמר כמו רצף ומבוצעת על-ידי התוכנה לבצע סינתזה אוטומטית. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig3.jpg"> איור 3: צילום מסך של ממשק התוכנה של radiosynthesizer (ELIXYS) כדי ליצור תוכנית סינתזה. פעולות היחידה ממוקמים לפי הסדר הרצוי סרט שקופיות באמצעות ממשק גרור-ושחרר. ב מסך זה, פעולת יחידת להגיב מסומנת, ערכי פרמטר הניתן לעריכה שלו מוצגות בחלק הראשי של המסך. בדוגמה זו, יבוצע התגובה fluorination בתוך מיכל התגובה #1 (אטום) ב 120 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות עם ערבוב פעיל. כלי הקיבול להיות מקורר עד 35 ° C לאחר זמן תגובה חלף. הפרטים של ערכי פרמטר שניתן לתכנת עבור פעולות יחידות אחרות מוצגים חומר משלים, סעיף 3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig4.jpg"> איור 4: צילום מסך של ריאגנט תצורת המסך. את הרצף סינתזה של פרנק [18F], ריאגנטים כל נטענים לתוך קלטת חד פעמיות #1, אשר מוצג מסומן אזור הבחירה רכיב. לסינתזה [18F] פרנק המתוארים כאן, Eluent הוא 1.0 מ"ג של K2CO3 + 5.0 מ"ג של K222 ב מ 0.4 ל H2מ O/0.5 ל MeCN, קודמן הוא 6 מ ג של פרנק קודמן ב 0.6 מ"ל של MeCN ו- HPLC נייד שלב הוא 85:15 v אצטט אמוניום 25 מ מ /v: אתנול. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig5.jpg"> איור 5: הגדרת Radiosynthesizer לסינתזה של [18F] פרנק. (א) זהו שרטוט מציג קלטת נתיבים נוזלים, חיבורים מחסניות, החיבור להעברת המוצר הסופי גולמי ממודול radiosynthesis במודול טיהור/ניסוח. (שני המודולים נשלטים עם ממשק המחשב והתוכנה יחיד). (B) זהו תצלום של radiosynthesizer בתוך תא חם לאחר ההכנה סינתזה פרנק [18F]. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig6.jpg"> איור 6: צילום מסך של הממשק של טיהור/ניסוח מודול בקרת. מסך זה מתבצעת באמצעות האופרטור לשלוט ידנית של תת-מערכות HPLC ו ניסוח במהלך הגדרת הסינתזה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig7.jpg"> איור 7: מסך לביצוע מבחו. המפעיל מזין את המספר הסידורי של הקלטות המותקן במערכת, יש לבדוק את כל פריט כדי להבטיח המערכת יש כבר כראוי נקבעה והכינו לסינתזה. בנוסף סעיפים אלו, המפעיל גם בקשה עבור שם ותיאור של הסינתזה לרוץ (סעיף 1), הרבה מספרי עבור כל ריאגנטים בשימוש (סעיף 2), מתבקש לוודא כל צילומי האבטחה בכור מתפקדים כראוי (סעיף 6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig8.jpg"> איור 8: צילום מסך של התוכנה radiosynthesizer תוך כדי ריצה את רצף סינתזה של פרנק [18F]. התוכנה מציגה את סדר פעולות היחידה באזור סרט שקופיות. פעולות שהושלמו הם חסומים אינה זמינה, מסומן בלבן, הפעולה הנוכחית מסומנת באפור, פעולות הקרובה מוצגים באפור כהה. אזור מרכז של המסך מראה את המצב של פעולת יחידת פעיל, לרבות בפקודת אילו הוא מוצא להורג, כמו גם את מצב המערכת הנוכחית (כור הזנות וידאו ונתונים חיישן). זה מסוים להגיב יחידה זו התגובה fluorination. באזור Temp , הטמפרטורה הנוכחית של הכור מוצג ליד טמפרטורת היעד (מתוכנת). מתחת לזה, מתחם הפעילות מציג את הערכים חיישן קרינה של שלושה חיישנים המשויך לשלב התגובה. בסופו של דבר, וידאו להאכיל משמאל מראה תצוגה חיה של הבקבוקון הכור. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58428/58428fig9.jpg"> איור 9: מסך של ממשק המשתמש בעת הפעלת פעולת יחידת טיהור במהלך הסינתזה [18נ] radiosynthesizer פרנק. UV של גלאי, גלאי קרינה תפוקות של המודול טיהור/ניסוח מוצגים בגרף מרכזי בזמן אמת. משוב נוסף גלאי, משאבת HPLC מוצגים בצד ימין של המסך. המפעיל אוספת הפסגה המוצר על-ידי זמנית בחירת המוצר כאשר השיא מתחיל להופיע ואז מבצע מעבר חזרה פסולת לאחר הפסגה מלאה כבר ראיתי. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58428/58428fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production at JoVE.com

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

טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) אתרים הדמיה המעורבים בניסויים מחקר קליני מוקדם מרובים צריך יכולות הייצור radiotracer חזקים ופסיביות. שימוש radiotracer את [18נ] Clofarabine כדוגמה, אנחנו להמחיש כיצד להפוך לאוטומטית את הסינתזה של radiotracer באמצעות radiosynthesizer גמיש, מבוססי קלטת ולאמת את הסינתזה לשימוש קליני.

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 ...

שיטה זו יכולה לסייע לחוקרים בתחומי הביולוגיה, הרדיוכימיה והרפואה הגרעינית, להפוך את הייצור של עוקבי טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים קצרי מועד לאוטומטיים עבור מחקרים בסיסיים ויישומים קליניים. היתרונות העיקריים של אוטומציה של סינתזה רדיוכימית הם לתקנן את תהליך הסינתזה, לאפשר ייצור חוזר, לשפר את אמינות הסינתזה ולהגן על הכימאי מפני חשיפה לקרינה. על ידי שימוש radiosynthesizer גמיש יחיד, טומוגרפיה מרובה שונים positron-פליטת, או עוקבי PET, מתאים לשימוש קליני, ניתן לייצר בתוך תא חם אחד.כדי להבטיח את ההצלחה של הסינתזה האוטומטית, זה קריטי כדי לנקוט בזהירות רבה במהלך הליך ההתקנה לפני radionuclide הוא הציג לתוך radiosynthesizer. כדי ליצור תוכנית סינתזה אוטומטית עבור פלואורית PET tracer-18 שכותרתו clofarabine, או CFA, מבשר הוא הגיב לראשונה עם פלואוריד מופעל מיובש-18 כדי ליצור את הביניים ואחריו הסרת קבוצות הגנה כדי ליצור את המתחם הסופי. השתמש בנייר ובעט כדי לחלק את הסינתזה הידנית לצעדים ברמה גבוהה, ואת השלבים ברמה הגבוהה לתהליכים נדרשים בסיסיים דיסקרטיים, ולאחר מכן מפה כל תהליך לפעולות היחידה הבודדות המסופקות על-ידי תוכנת הסינתיסייזר.באמצעות ממשק התיכנות radiosynthesizer, ליצור תוכנית ריקה על ידי לחיצה על תפריט, רצפים, ורצף חדש, כדי לתכנת כל אחת מפעולות היחידה שזוהו ואת הפרמטרים שלהם ברצף. לאידוי פלואוריד ביחידה 3, גררו את פעולת האידוי לתצוגת סרט ההיתוך והכנסו לכור המשמש, טמפרטורה, משך זמן ולחץ רצוי של זרם חנקן. לקבלת תוספת מבשר בפעולה יחידה 8, גרור את פעולת התוספת לתצוגת סרט שקופיות.לתגובת פלואור בפעולה יחידה 9, גרור פעולת תגובה לתצוגת סרט השקופיות והתאם את הפרמטרים שלהם. כדי להגדיר את הסינתזה האוטומטית, כוח על radiosynthesizer, ולדאוג כי צינור לטבול של כל קלטת חד פעמית חדשה מחודד ישר למטה. התקן קלטות לתוך הכור מספר אחת ומספר שתיים עמדות.לאחר החדרת כלי תגובה עם מוטות ערבוב מגנטיים, להתקין את הבקבוקונים ריאגנט לתוך הקלטות על פי הדיאגרמה ולהתקין בקבוקון התאוששות מים חמצן-18 ריק במיקום W1 של קלטת מספר אחת. חבר את מחסניות ה- QMA לקלטת מספר אחת. ומחסנית הסיליקה בין קלטת מספר אחת ומספר שתיים.לאחר מכן, חבר את הפלט של קלטת מספר שתיים לכרומטוגרפיה נוזלית בלחץ גבוה או למערכת HPLC של מודול הטיהור. לאחר אימות כי חיבורי צינורות הקלטת תואמים לשרטוט, ודא כי לא תקע קלטות בפנים שבו זה עלול להפריע תנועות רובוטיות. חבר את קו המקור פלואוריד-18 מהציקלוטרון לקו הקלט פלואוריד-18 בקלטת מספר אחת.כדי לצייד את מערכת המשנה של ניסוח הטיהור לפני הפעלת הסינתזה, בחר HPLC כדי להזין את דף הבקרה של מודול ניסוח הטיהור. כברירת מחדל, הכרטיסיה טיהור כבר נבחרה. הגדר את קצב הזרימה לחמישה מיליליטר לדקה בהרכב הממס המוגדר.ותגדיר את מיקום עמודת הטיהור. הפעל את משאבת HPLC במצב isocratic למשך 10 דקות לפחות ושטוף את קו המוצרים ואת כל קווי איסוף השברים עם השלב הנייד למשך דקה אחת כל אחד. לאחר מכן השתמש במזרק כדי לשטוף באופן ידני כל לולאת דגימת HPLC וצנרת העברת לולאה לדוגמה של HPLC עם 10 מיליליטר של השלב הנייד.כדי להפוך את מערכת המשנה של הניסוח לראשית, פתח את לשונית הניסוח של דף בקרת ניסוח הטיהור. כדי להפוך את נתרן כלורי מרוכז, לפתוח את הכרטיסייה elute. לחץ על אתחול כדי לאתחל את משאבת המזרק ולחלק חמישה מיליליטר של נתרן כלורי מרוכז.כדי ליצור תמיסת מלח של 0.9%,בחר את לשונית ההשבתה מחדש וחלק חמישה מיליליטר של מלוחים. לאחר מכן, חבר את קווי המוצר והמוצרים הסופיים מהחזית של מערכת המשנה לניסוח הטיהור בחיבור T. חבר את הפלט של חיבור T לבקבוקון מורכב מראש, פורק, סטרילי וריק עם מסננים והצב את הבקבוקון בחזיר עופרת מוגן.לאחר מכן, סובב את ידיות כנף הקלטות כדי לאבטח את הקלטות במקום. הסר את דיואר מהמכשיר. רוקנו את המלכודת הקרה, והוסיפו אלכוהול לתוך דיואר, ואחריו תוספת איטית של קרח יבש.לבסוף, להתקין את המלכודת הקרה דיואר בחזרה לתוך הסינתיסייזר ולסגור את דלת התא החם. כדי להפעיל את תוכנית הסינתזה, לפתוח את הכרטיסייה רצפים, לבחור את תוכנית CFA פלואוריד-18 ולחץ, לרוץ. סקור בקפידה כל פריט ברשימת הפעולות לביצוע לפני הריצה, ובדוק כל פריט עם השלמתו.לאחר מכן לחץ, המשך בתוכנה כדי לאשר שההת ההתקנה הושלמה ולהתחיל בסינתזה האוטומטית. לפני הלחיצה על המשך, סקור בקפידה את ההתקנה כדי לוודא שהכל מחובר כראוי. לאחר הרדיואקטיביות מועברת לתוך הסינתיסייזר, אין מניפולציות ידניות נוספות אפשריות בגלל שדה הקרינה בתוך התא החם.במהלך פעולת השמנה פלואוריד-18, מוקפץ יופיע כאשר הגיע הזמן לספק פעילות מן הציקלוטרון. כאשר זה קורה, לספק פלואוריד-18 מן הציקלוטרון ולנטר את חיישן הקרינה כדי לאשר פלואוריד כבר לכוד על מחסנית QMA. לחץ על המשך כדי להמשיך את התוכנית האוטומטית ולנטר את הסינתזה בזמן אמת באמצעות משוב חזותי, קריאות חיישנים ו טיימרים ספירה לאחור.בפעולה יחידה 3, הנוזל בחללית התגובה מתאדה לייבוש ולהפעיל את הפלואוריד F-18. הטמפרטורה, הזמן שנותר ואת רמת הנוזל הנותרת ניתן לפקח על הממשק. בפעולה יחידה 8, בקבוקון פתרון מבשר הוא הרים והועבר למיקום הטעינה של קלטת מספר אחת.על אשר, התוכן מועברים לכלי התגובה. הזמן הנותר ואת רמת הנוזלים בכלי התגובה ניתן לפקח על הממשק. ביחידה 9, כלי התגובה אטום ומחומם כדי לבצע את תגובת הפלואורציה.הטמפרטורה והזמן שנותר, כמו גם זרם וידאו חי של תוכן כלי התגובה ניתן לפקח על הממשק. ביחידה פעולה 10, צינור המטבל מוכנס לתוך כלי התגובה והתכולה מועברת דרך מחסנית הסיליקה לטיהור הביניים. הזמן הנותר, רמת הנוזל הנותר בכלי התגובה וגלאי הקרינה הצמודים למחסנית ניתן לפיקוח על הממשק.במהלך שלב הפעולה הסופי של יחידת הטיהור כאשר שיא המוצר החל להופיע בכרומטוגרמה של גלאי הקרינה, בחר, מוצר. לאחר שיא הכרומטוגרמה של גלאי הקרינה חזר לקו הבסיס, בחר, פסולת כדי להסיט את נתיב הזרימה של מערכת המשנה HPLC למכל הפסולת. כדי להגדיר את תוכנית הניסוח, תחת לשונית הרצף, פתח את תוכנית ניסוח CFA פלואוריד-18 ולהפעיל את התוכנית.המערכת תדלל את שבר המוצר המטוהר שנאסף בבקבוקון המוצר הסטרילי הסופי באמצעות מסנן מעקר ותדלל עם נתרן כלורי ותמיסת מלח כדי להבטיח איזוטוניות של הניסוח. כדי לאחזר את המוצר הסופי, לפתוח את דלת התא החם, לנתק את המחטים מבקבוקון המוצר ולהסיר את בקבוקון המוצר מנוסח מהתא החם. לאחר מכן, באמצעות הליכים aseptic, להסיר מדגם כדי לבצע את בדיקות בקרת האיכות הדרושות.כדי לכבות את הסינתיסייזר, לחץ על לחצן ההפעלה. חלון מוקפץ יציין מתי ניתן לכבות את אספקת החשמל למערכת. לאחר מכן סגור את שסתומי הכיבוי המתאימים כדי לכבות את אספקת האוויר הדחוסה והגז ההינטרטי, מה שמאפשר זמן לרדיואקטיביות השיורית בתא החם להירקב לרמות בטוחות לפני ביצוע סינתזה נוספת.ניסוחים פלואור-18 CFA שהושגו עברו את כל בדיקות בקרת האיכות. בהפעלות אימות ייצוגיות אלה, הסינתזה, הטיהור והניסוח הושגו תוך 110 דקות בממוצע והתשואה הרדיוכימית הלא מתוקנת ללא ריקבון הייתה כמעט 8%תוך שימוש בהליך זה כדי לייצר עוקבים לשימוש קליני, יש צורך ליצור נהלי פעולה כתובים וסטנדרטים שיש לעקוב אחריהם בקפידה כדי להבטיח שלא יפספסו שלבי התקנה או הכנה. בעקבות הליך כללי זה, הסינתזה של רדיוטרייזרים רבים אחרים יכולה להיות אוטומטית בקלות, להקל על המעבר הנוכחי, ייצור טוב בפועל ייצור תואם ייצור עבור ניסויים קליניים בבני אדם או טיפול קליני.אל תשכח שעבודה עם רדיואקטיביות יכולה להיות מסוכנת. אמצעי מתקן כגון ניטור חשיפה, נהלי מיגון ובטיחות נאותים חייבים להיות במקום. שמור היטב כדי תמיד לעבוד בשיתוף פעולה הדוק עם קצין בטיחות הקרינה שלך.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Thin-layer Chromatographic (TLC) Separations and Bioassays of Plant Extracts to Identify Antimicrobial Compounds

Thin-layer Chromatographic TLC Separations and Bioassays of Plant Extracts to Identify Antimicrobial Compounds

בשכבה דקה כרומטוגרפי (TLC) הפרדות וbioassays של תמציות צמחים כדי לזהות תרכובות Antimicrobial

A common screen for plant antimicrobial compounds consists of separating plant extracts by paper or thin-layer chromatography (PC or TLC), exposing the ...

A Direct, Early Stage Guanidinylation Protocol for the Synthesis of Complex Aminoguanidine-containing Natural Products

ישיר, בשלבים מוקדמים Guanidinylation פרוטוקול לסינתזה של מוצרים טבעיים Aminoguanidine המכיל קומפלקס

The guanidine functional group, displayed most prominently in the amino acid arginine, one of the fundamental building blocks of life, is an important ...

Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

סינתזה של Cd-חינם InP / ZnS Quantum Dots מתאים עבור יישומים ביו

Fluorescent nanocrystals, specifically quantum dots, have been a useful tool for many biomedical applications. For successful use in biological systems, ...

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

פרוטוקול לסינתזה של<em&gt; Ortho</em&gt; נגזרי אנילין -trifluoromethoxylated

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of ...

A Protocol for the Production of Gliadin-cyanoacrylate Nanoparticles for Hydrophilic Coating

פרוטוקול עבור ההפקה של חלקיקי גליאדין-cyanoacrylate לציפוי הידרופיליות

This article presents a protocol for the production of protein-based nanoparticles that changes the hydrophobic surface to hydrophilic by a simple spray ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

סינתזה הידרוקינון המבוססת של Nanorods הזהב

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

Synthesis of a Water-soluble MetalÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œOrganic Complex Array

סינתזה של מערך מורכב מתכת-אורגנית נמס במים

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks (COFs): A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks COFs: A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

Microfluidic מבוסס סינתזה של מסגרות אורגני קוולנטי (COF): כלי לייצור רציף של סיבים COF והדפסה ישירה על משטח

Covalent Organic Frameworks (COFs) are a class of porous covalent materials which are frequently synthesized as unprocessable crystalline powders. The ...

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Protocol עבור שלב מוצק סינתזה של אוליגומרים של רנ&quot;א המכיל 2 &#39;<em&gt; הו</em&gt; שינוי ואפיון של תיאופנילמתיל באמצעות דיכרואיזם מעגלי

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular ...