Name: solid phase 11c-methylation, purification and formulation for the production of pet tracers
Uploaded: 2019-10-24T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers at JoVE.com

Este estudo foi parcialmente apoiado por uma subvenção 18-05 da Alzheimer's Society of Canada (para A. K.) e Brain Canada Foundation com o apoio da Health Canada. Os autores gostariam de reconhecer a Faculdade de Medicina da Universidade McGill, o Instituto Neurológico de Montreal e o McConnell Brain Imaging Centre para apoiar este trabalho. Agradecemos também à Sra. Monica Lacatus-Samoila por ajuda com procedimentos de controle de qualidade e drs. Jean-Paul Soucy e Gassan Massarweh pelo acesso a radioisótopos e à instalação de radioquímica.

1. Preparação de amortecedores e eluentes
<ol><li>Dissolva 2,72 g de trato de acetato de sódio em 100 mL de água para preparar a solução de acetato de sódio de 0,2 M (solução A).</li>
	<li>Dissolva 11,4 mL de ácido acético glacial em 1 L de água para preparar solução de ácido acético de 0,2 M (solução B).</li>
	<li>Combine 50 mL de solução A com 450 mL de solução B para preparar o tampão de acetato em pH 3.7 (buffer 1) de acordo com o centro de referência tampão15. Verif...

<ol>
	<li>Langstrom, B., Lundqvist, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+preparation+of+11C-methyl+iodide+and+its+use+in+the+synthesis+of+11C-methyl-L-methionine.">The preparation of 11C-methyl iodide and its use in the synthesis of 11C-methyl-L-methionine.</a> The International journal of applied radiation and isotopes. 27 (7), 357-363 (1976).</li><li>Larsen, P., Ulin, J., Dahlstr&#248;m, K., Jensen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+[11C]iodomethane+by+iodination+of+[11C]methane.">Synthesis of [11C]iodomethane by iodination of [11C]methane.</a> Applied radiation and isotopes. 48 (2), 153-157 (1997).</li><li>Jewett, D. 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+simple+synthesis+of+[11C]methyl+triflate.">A simple synthesis of [11C]methyl triflate.</a> International journal of radiation applications and instrumentation. Part A, Applied radiation and isotopes. 43 (11), 1383-1385 (1992).</li><li>Wilson, A. A., Garcia, A., Houle, S., Vasdev, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utility+of+commercial+radiosynthetic+modules+in+captive+solvent+[11C]-methylation+reactions.">Utility of commercial radiosynthetic modules in captive solvent [11C]-methylation reactions.</a> Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals. 52 (11), 490-492 (2009).</li><li>Wilson, A. A., Garcia, A., Jin, L., Houle, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiotracer+synthesis+from+[(11)C]-iodomethane:+a+remarkably+simple+captive+solvent+method.">Radiotracer synthesis from [(11)C]-iodomethane: a remarkably simple captive solvent method.</a> Nuclear medicine and biology. 27 (6), 529-532 (2000).</li><li>Fedorova, O. S., Vaitekhovich, F. P., Krasikova, 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=Automated+Synthesis+of+[18F]Fluoromethylcholine+for+Positron-Emission+Tomography+Imaging.">Automated Synthesis of [18F]Fluoromethylcholine for Positron-Emission Tomography Imaging.</a> Pharmaceutical Chemistry Journal. 52 (8), 730-734 (2018).</li><li>Jewett, D. M., Ehrenkaufer, R. L., Ram, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+captive+solvent+method+for+rapid+radiosynthesis:+application+to+the+synthesis+of+[1-(11)C]palmitic+acid.">A captive solvent method for rapid radiosynthesis: application to the synthesis of [1-(11)C]palmitic acid.</a> The International journal of applied radiation and isotopes. 36 (8), 672-674 (1985).</li><li>Watkins, G. L., Jewett, D. M., Mulholland, G. K., Kilbourn, M. R., Toorongian, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+captive+solvent+method+for+rapid+N-[11C]methylation+of+secondary+amides:+application+to+the+benzodiazepine,+4'-chlorodiazepam+(RO5-4864).">A captive solvent method for rapid N-[11C]methylation of secondary amides: application to the benzodiazepine, 4'-chlorodiazepam (RO5-4864).</a> International journal of radiation applications and instrumentation. Part A, Applied radiation and isotopes. 39 (5), 441-444 (1988).</li><li>Hockley, B. G., Henderson, B., Shao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+27,+Synthesis+of+{11C]Raclopride.">Chapter 27, Synthesis of {11C]Raclopride.</a> Radiochemical Syntheses. , 167-175 (2012).</li><li>Lodi, F., 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=Reliability+and+reproducibility+of+N-[11C]methyl-choline+and+L-(S-methyl-[11C])methionine+solid-phase+synthesis:+a+useful+and+suitable+method+in+clinical+practice.">Reliability and reproducibility of N-[11C]methyl-choline and L-(S-methyl-[11C])methionine solid-phase synthesis: a useful and suitable method in clinical practice.</a> Nuclear Medicine Communications. 29 (8), 736-740 (2008).</li><li>Jolly, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+"[(11)C]kits"+for+a+fast,+efficient+and+reliable+production+of+carbon-11+labeled+radiopharmaceuticals+for+Positron+Emission+Tomography.">Development of "[(11)C]kits" for a fast, efficient and reliable production of carbon-11 labeled radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography.</a> Applied radiation and isotopes. 121, 76-81 (2017).</li><li>Boudjemeline, 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=Highly+efficient+solid+phase+supported+radiosynthesis+of+[(11)+C]PiB+using+tC18+cartridge+as+a+"3-in-1"+production+entity.">Highly efficient solid phase supported radiosynthesis of [(11) C]PiB using tC18 cartridge as a "3-in-1" production entity.</a> Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals. 60 (14), 632-638 (2017).</li><li>Mathis, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+lipophilic+thioflavin-T+derivative+for+positron+emission+tomography+(PET)+imaging+of+amyloid+in+brain.">A lipophilic thioflavin-T derivative for positron emission tomography (PET) imaging of amyloid in brain.</a> Bioorganic and medicinal chemistry letters. 12 (3), 295-298 (2002).</li><li>Mathis, C. A., 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=Synthesis+and+evaluation+of+11C-labeled+6-substituted+2-arylbenzothiazoles+as+amyloid+imaging+agents.">Synthesis and evaluation of 11C-labeled 6-substituted 2-arylbenzothiazoles as amyloid imaging agents.</a> Journal of medicinal chemistry. 46 (13), 2740-2754 (2003).</li><li>. Buffer Reference Center Available from: <a target="_blank" href="https://www.sigmaaldrich.com/life-science/core-bioreagents/biological-buffers/learning-center/buffer-reference-center.html">https://www.sigmaaldrich.com/life-science/core-bioreagents/biological-buffers/learning-center/buffer-reference-center.html</a> (2019)</li><li>Philippe, C., Mitterhauser, M., Wadsak, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+18,+Synthesis+of+2-(4-N-[11C]Methylaminophenyl)-6-Hydroxybenzothiazole+([11C]6-OH-BTA-1;+[11C]PIB).">Chapter 18, Synthesis of 2-(4-N-[11C]Methylaminophenyl)-6-Hydroxybenzothiazole ([11C]6-OH-BTA-1; [11C]PIB).</a> Radiochemical Syntheses. , 177-189 (2012).</li><li>Shao, X., Fawaz, M. V., Jang, K., Scott, P. J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Applications+of+[11C]Hydrogen+Cyanide.">Synthesis and Applications of [11C]Hydrogen Cyanide.</a> Radiochemical Syntheses. , 207-232 (2015).</li><li>Ametamey, S. 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=Radiosynthesis+and+preclinical+evaluation+of+11C-ABP688+as+a+probe+for+imaging+the+metabotropic+glutamate+receptor+subtype+5.">Radiosynthesis and preclinical evaluation of 11C-ABP688 as a probe for imaging the metabotropic glutamate receptor subtype 5.</a> Journal of Nuclear Medicine. 47 (4), 698-705 (2006).</li><li>Ametamey, S. 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=Human+PET+studies+of+metabotropic+glutamate+receptor+subtype+5+with+11C-ABP688.">Human PET studies of metabotropic glutamate receptor subtype 5 with 11C-ABP688.</a> Journal of Nuclear Medicine. 48 (2), 247-252 (2007).</li></ol>

Apesar do recente surgimento e aprovação da FDA de vários 18 traçadores PET rotulados por F,como florbetapir, florbetaben e flutemetamol, [11C]PiB continua a ser um traçador padrão ouro para imagens amilóides devido à rápida captação cerebral e baixa não específica Ligação. Atualmente, este traçador é sintetizado através de química molhada16 ou usando um "loop seco" abordagem4,17. Ambos os ...

A tomografia por emissão de pósitrons (PET) é uma modalidade de imagem molecular que depende da detecção do decaimento radioativo de um isótopo ligado a uma molécula biologicamente ativa para permitir a visualização in vivo de processos bioquímicos, sinais e transformações . Carbono-11 (t1/2 = 20.3 min) é um dos radioisótopos mais comumente usados no PET por causa de sua abundância em moléculas orgânicas e meia-vida curta que permite várias administrações traçadoras no mesmo dia para o mesmo sujeito humano ou animal e reduz a carga de radiação sobre os pacientes. Muitos traçadores rotulados com este isótopo são usados em estudos clínicos e em pesquisas básicas de saúde para imagens pet in vivo de alvos clássicos e emergentes biologicamente relevantes - [11C] raclopride para receptores D2/D3, [11C] PiB para placas amilóides, [11C]PBR28 para proteína translocator - para citar apenas alguns.
Os traçadores PET rotulados em carbono-11 são predominantemente produzidos através de 11c-metilação de precursores não radioativos contendo -OH (álcool, fenol e ácido carboxílico), -NH (amina e amida) ou -SH (thiol) grupos. Resumidamente, o isótopo é gerado no alvo de gás de um ciclotron através de uma reação nuclear de 14N (p,α)11C na forma química de [11C]CO2. Este último é então convertido em [11C] iodeto metilo([11C]CH3I) através de química molhada (redução para [11C]CH3OH com LiAlH4 seguido por saciar com HI)1 ou seco química (redução catalítica para [11C]CH4 seguido de iodenação radical com molecular I2)2. [11C] CH3Eu posso então ser convertido para o triflate mais reativo 11C-metil ([11 C]CH3OTf), passando-o sobre uma coluna triflate prata3. O 11C-metilação é então realizada por qualquer borbulhante do gás radioativo em uma solução de precursor não-radioativo em solvente orgânico ou através do mais elegante solvente em cativeiro "loop" método4,5. O 11C-tracer é então purificado por meio de HPLC, reformulado em um solvente biocompatível, e passou por um filtro estéril antes de ser administrado a seres humanos. Todas essas manipulações devem ser rápidas e confiáveis, dada a curta meia-vida do carbono-11. No entanto, o uso de um sistema HPLC aumenta significativamente as perdas do traçador e do tempo de produção, muitas vezes necessita do uso de solventes tóxicos, complica a automação e, ocasionalmente, leva a sínteses falhadas. Além disso, a limpeza necessária dos reatores e da coluna HPLC prolonga os atrasos entre as sínteses dos lotes traçadores subsequentes e aumenta a exposição do pessoal à radiação.
A radioquímica da flúor-18 (t1/2 = 109,7 min), o outro isótopo PET amplamente utilizado, foi recentemente avançada através do desenvolvimento de kits à base de que evitam a necessidade de purificação de HPLC. Ao empregar cartuchos de extração de fase sólida (SPE), esses kits totalmente descartáveis permitem a produção de rotina confiável de 18traçadores F, incluindo [18F]FDG, [18F]FMISO, [18F]FMC e outros, com síntese mais curta tempos, redução do envolvimento pessoal e manutenção mínima do equipamento. Uma das razões pelas quais o carbono-11 continua a ser um isótopo menos popular na imagem pet é a falta de kits semelhantes para a produção de rotina de 11c-traçadores. Seu desenvolvimento melhoraria significativamente a confiabilidade sintética, aumentaria os rendimentos radioquímicos e simplificaria a automação e a manutenção preventiva dos módulos de produção.
Kits de produção atualmente disponíveis aproveitam os cartuchos de SPE baratos, descartáveis, em vez de colunas HPLC para a separação do radiotracer de isótopos radioativos não reajados, precursores e outros subprodutos radioativos e não radioativos. Idealmente, a reação de rotulagem de rádio também prossegue no mesmo cartucho; por exemplo, a fluorometilaçãodedimetiloetanol com gasoso [18F]CH2BrF na produção de rastreamento pet de imagem de câncer de próstata [18F]fluorometilcolina ocorre em um cartucho de resina de troca de cation 6.Embora procedimentos semelhantes para a rotulagem de vários 11C-traçadores em cartuchos tenham sido relatados7,8 e se tornaram especialmente poderosos para a radiossíntese de [11C]colina9 e [11C]methionine10, estes exemplos permanecem limitados aos traçadores oncológicos do PET onde a separação do precursor não é exigida frequentemente. Recentemente, relatou o desenvolvimento de"[11C] kits" para a produção de [11C]CH3I11 e subseqüente 11C-metilação, bem como a síntese contínua fase suportada12 em nossos esforços para simplificar a produção de rotina de 11C-traçadores. Aqui, queremos demonstrar o nosso progresso usando o exemplo da radiossíntese suportada em fase sólida de [11C]PiB, um radiotracer para imagens de Aβ que revolucionou o campo da imagem da doença de Alzheimer (DA) quando foi desenvolvido pela primeira vez em 2003 ( Figura 1) 13,14. Neste método, volátil [11C]CH3OTf (bp 100 °C) é passado sobre 6-OH-BTA-0 precursor depositado na resina de um cartucho descartável. Pet tracer [11C]PiB é então separado das impurezas precursoras e radioativas por elução do cartucho com etanol aquoso biocompatível. Além disso, automatizamos este método de radiossíntese [11C]PiB usando um módulo de síntese de radioquímica operado remotamente e kits de descartáveis. Especificamente, implementamos essa radiosíntese em um módulo de radioquímica de 20 válvulas, equipado com acionamento de seringas (dispensador) que se encaixa seringa plástica descartável padrão de 20 mL, controlador de fluxo de gás, bomba de vácuo e medidor. Devido à simplicidade deste método, estamos confiantes de que ele pode ser modificado para a maioria dos sintetizadores automatizados disponíveis comercialmente, seja à base de ou aqueles equipados com válvulas estacionárias. Esta técnica suportada por fase sólida facilita a conformidade com a produção de11C]PiB com os regulamentos da Good Manufacturing Practice (GMP) e melhora a confiabilidade da síntese. A técnica descrita aqui também reduz a quantidade de precursor necessária para a radiossíntese, usa apenas solventes biocompatíveis "verdes" e diminui o tempo entre lotes consecutivos de produção.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>6-OH-BTA-0</td>
			<td>ABX advanced biochemical compounds</td>
			<td>5101</td>
			<td>Non-radioactive precursor of [11C]PiB</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-OH-BTA-1</td>
			<td>ABX advanced biochemical compounds</td>
			<td>5140</td>
			<td>Non-radioactive standard of [11C]PiB</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agilent 1200 HPLC system</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>Agilent 1200</td>
			<td>Analytical HPLC system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolute</td>
			<td>Commercial alcohols</td>
			<td>432526</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton syringe (luer-tip, 250 &#181;L)</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>HAM80701</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MZ Analytical PerfectSil 120</td>
			<td>MZ-Analysentechik GmbH</td>
			<td>MZ1440-100040</td>
			<td>Analytical HPLC column</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perkin Elmer Clarus 480 GC system</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>Clarus 480</td>
			<td>Gas chromotograph</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polycarbonate manifold</td>
			<td>Scintomics</td>
			<td>ACC-101</td>
			<td>Synthesis manifold</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Restek MTX-Wax column (30 m, 0.53 mm)</td>
			<td>Restek</td>
			<td>70625-273</td>
			<td>Analytical GC column</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scintomics GRP module</td>
			<td>Scintomics</td>
			<td>Scintomics GRP</td>
			<td>Automated synthesis unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sep-Pak tC18 Plus</td>
			<td>Waters</td>
			<td>WAT020515</td>
			<td>Solid phase extraction cartridge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>solvent-resistant manifold</td>
			<td>Scintomics</td>
			<td>ACC-201</td>
			<td>Synthesis manifold</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spinal needle</td>
			<td>BD</td>
			<td>405181</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile extension line</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>8255059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile filter</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SLLG013SL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile vial (20mL)</td>
			<td>Huayi</td>
			<td>SVV-20A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile water</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>JF7623</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synthra MeIplus Research</td>
			<td>Synthra</td>
			<td>MeIplus Research</td>
			<td>[11C]CH3I/[11C]CH3OTf module</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (10 mL)</td>
			<td>BD</td>
			<td>309604</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (1mL)</td>
			<td>BD</td>
			<td>309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (20 mL)</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>4617207V</td>
			<td>Dispenser syringe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vent filter</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>TEFG02525</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

solid phase 11c-methylation, purification and formulation for the production of pet tracers

A produção rotineira de radiotracers utilizados na tomografia por emissão de pósitrons (PET) depende principalmente da química úmida, onde o synthon radioativo reage com um precursor não radioativo na solução. Essa abordagem exige a purificação do traçador por cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC), seguida de reformulação em um solvente biocompatível para administração humana. Recentemente desenvolvemos uma nova abordagem de metilação C 11para a síntese altamente eficiente de radiofármacos PET rotulados por carbono-11, aproveitando os cartuchos de fase sólida como unidades descartáveis "3-em-1" para a síntese, purificação e reformulação dos traçadores. Essa abordagem evita o uso do preparative HPLC e reduz as perdas do traçador nas linhas de transferência e devido à decaimento radioativo. Além disso, a técnica baseada em cartuchomelhor a confiabilidade da síntese, simplifica o processo de automação e facilita o cumprimento dos requisitos de Boas Práticas de Fabricação (GMP). Aqui, demonstramos esta técnica no exemplo da produção de um traçador PET Pittsburgh composto B([11C]PiB), um padrão ouro in vivo agente de imagem para placas amilóides no cérebro humano.

Para resumir uma radiossíntese típica de [11C]PiB, gasoso [11C]CH3OTf é passado pela primeira vez através de um cartucho tC18 pré-carregado com uma solução de precursor (Figura 1). A separação da mistura de reação é então alcançada por sucessivas eluções com soluções de etanol aquoso da seguinte forma. Primeiro, 12,5% EtOH elutes a maioria dos não reagidos [11C]CH3OTf e 6-OH-BTA-0, em s...

Watch this Scientific Journal Video about Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers at JoVE.com

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

Relatamos uma técnica eficiente de radiorotulagem de carbono-11 para produzir traçadores clinicamente relevantes para tomografia por emissão de pósitrons (PET) usando cartuchos de extração de fase sólida. 11 O agente c-metilante é passado através de um cartucho pré-carregado com precursor e a elução sucessiva com etanol aquoso fornece traçadores quimicamente e radioquimly puros do PET em rendimentos radioquímicos elevados.

Fase sólida 11C-metilação, purificação e formulação para a produção de traçadores PET

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

O carbono-11 é um dos radioisótopos mais utilizados na tomografia de emissão de pósitrons devido à sua abundância em moléculas orgânicas e uma curta meia-vida de 20 minutos. Neste vídeo, mostramos uma técnica eficiente de rotulagem de radiolabeling de carbono-11 usando cartuchos de extração em fase sólida. Em comparação com os métodos convencionais, as técnicas baseadas em cartuchos evitam o uso do HPLC, encurtam o tempo de radiosíntese, melhoram a confiabilidade da síntese, simplificam o processo de automação e facilitam o cumprimento das Boas Práticas de Fabricação, GMP.A técnica baseada em cartuchos é demonstrada aqui na radiosíntese do C11 PiB, um rastreador PET usado para a imagem in vivo de placas amiloides no cérebro de pacientes que sofrem da doença de Alzheimer. Recentemente, aplicamos a técnica três em um à radiosíntese de C11 ABP688, um rastreador PET para a imagem de receptores metabotrópicos de glutamato tipo cinco, bem como outros rastreadores rotulados por carbono-11. Combine 450 mililitros de solução 0,2 molar de ácido acético com 50 mililitros de solução de 0,2 molar de acetato de sódio para preparar o tampão de acetato em pH 3.7 como tampão.Verifique o pH do buffer com tiras de pH ou um medidor de pH. Em seguida, misture 12,5 mililitros de etanol absoluto com 87,5 mililitros de tampão de acetato em uma garrafa de 100 mililitros para fazer uma solução de etanol aquoso de 12,5% como lavagem. Combine 15 mililitros de etanol absoluto com 85 mililitros de tampão de acetato em uma garrafa de 100 mililitros para fazer solução de etanol 15% aquoso como lavagem dois.Combine cinco mililitros de etanol absoluto com cinco mililitros de tampão de acetato para fazer solução de etanol 50% aquoso como eluente final, e desenhe 2,5 mililitros desta solução em uma seringa de 10 mililitros. Para pré-condição do cartucho tC18, da extremidade feminina, use uma seringa para passar 10 mililitros de água seguido por cinco mililitros de acetona através do cartucho. Seque o cartucho com um fluxo de nitrogênio a 50 mililitros por minuto durante um minuto.Em um tubo Eppendorf, dissolva dois miligramas do precursor 6-OH-BTA-0 em um mililitro de acetona anidro. Segurando uma ponta luer, 250 microliteres, seringa de vidro de precisão para baixo, retire 100 microliters da solução precursora e, em seguida, 50 microliters de almofada de ar. Retire a agulha e bata na seringa para certificar-se de que a almofada de ar está acima da solução em uma seringa.Aplique a solução precursora ao cartucho tC18 da extremidade feminina empurrando lentamente o êmbolo todo o caminho para baixo. Não empurre mais o ar. Proteja e monte o coletor descartável padrão de cinco portas no módulo de síntese.O porto um tem duas posições. Conecte a entrada horizontal ao distribuidor automatizado equipado com uma seringa de 20 mililitros. Conecte a entrada vertical à garrafa com uma lavagem.Conecte a saída do módulo que produz trifola de metila C11 à porta dois do coletor. Instale o cartucho tC18 carregado com precursor 6-OH-BTA-0 entre as portas três e quatro. O porto cinco tem duas posições.Conecte a saída horizontal à garrafa de resíduo e à saída vertical ao frasco estéril para coleta de rastreadores através do filtro estéril. Na célula quente blindada por chumbo, use uma linha Teflon para entregar trifola de metila C11 no coletor através da porta dois, e passe-o através do cartucho tC18 carregado a 20 mililitros por minuto de fluxo de saída. O módulo de trifato de metila C11 regula o fluxo através das portas três e quatro e entra na garrafa de resíduos.Uma vez que toda a radioatividade tenha sido transferida e presa no cartucho tC18 como monitorado pelo detector de radioatividade, pare o fluxo de gás fechando a porta dois. Deixe o cartucho descansar por dois minutos para completar a reação. Em seguida, através da porta um, retire 19 mililitros de lavagem de uma solução da garrafa de 100 mililitros na seringa dispensadora a 100 mililitros por minuto.Dispense 18,5 mililitros de lavagem de uma solução do distribuidor através do cartucho tC18 através das portas três e quatro e para dentro da garrafa de resíduos a 50 mililitros por minuto. Certifique-se da ausência de bolhas de ar no coletor, pois elas podem diminuir a eficiência da separação. Repita a retirada e distribuição quatro vezes com 18,5 mililitros de lavagem de uma solução cada vez e um volume total de 92,5 mililitros passando pelo tC18.Troque a linha de entrada na porta um da lavagem um para lavar duas. Repita a retirada e a distribuição três vezes com 18,5 mililitros de lavagem de duas soluções cada vez e volume total de 55,5 mililitros passando pelo tC18. Alternar a válvula cinco para o frasco final.Desconecte a linha do distribuidor e conecte-a à seringa de 10 mililitros contendo 2,5 mililitros da solução final de eluente e 7,5 mililitros de ar. Segurando a seringa para baixo, empurre manualmente a solução final de eluente seguida pelo ar através do cartucho tC18 através das portas três e quatro e para dentro do frasco estéril para coleta de rastreador através do filtro estéril. Troque a seringa para aquela que contém 10 mililitros do tampão fosfato estéril e empurre todo o volume através do cartucho tC18 para o frasco estéril.Desconecte a seringa e lave a linha com 10 mililitros de ar usando a mesma seringa. Usando seringa de um mililitro, retire amostras para procedimentos de controle de qualidade pré-lançamento, teste de endotoxina bacteriana e teste de esterilidade. Para realizar procedimentos de controle de qualidade pré-lançamento, primeiro determine a identidade radioquímica, pureza radioquímica, pureza química e atividade molar do rastreador por um sistema HPLC analítico equipado com detectores de radioatividade UV e uma coluna de fase invertida.Determine os tempos de retenção de 6-OH-BTA-0 e 6-OH-BTA-1, e calibrar o instrumento para quantificar o conteúdo de cada composto. Determine o teor residual de solvente pelo sistema de cromatografia de gás analítico equipado com uma coluna capilar. Determine os tempos de retenção de acetona e etanol e calibrar o instrumento para quantificar o conteúdo de cada solvente.Este estudo realizou a radiosíntese de C11 PiB por C11-metilação de 6-OH-BTA-0 precursor com trifola de metila C11. Controle de qualidade analítico HPLC de C11 PiB mostra que a pureza radioquímica foi de 98%Os tempos de retenção do precursor 6-OH-BTA-0 e do rastreador 6-OH-BTA-1 no cromatograma UV foram de 3,6 e 5,9 minutos, respectivamente. A análise do traço UV mostra concentração precursora residual abaixo do limite aceitável de 1,3 microgramas na ausência de outras impurezas não radioativas.Isso indica que a pureza radioquímica e química do rastreador é aceitável para estudos clínicos de PET. O aumento da quantidade precursora de 6-OH-BTA-0 de 0,1 miligramas para 0,3 miligramas melhorou o rendimento radioquímico de 18,1% para 32,1%, em detrimento de uma quantidade ligeiramente maior do precursor no produto final. Esta técnica deve ser aplicável a muitos sistemas diferentes com uma diferença adequada na polaridade entre o produto precursor e radiolabeled.Todas as manipulações envolvendo isótopos radioativos devem ser realizadas em uma célula quente protegida por chumbo por pessoal com treinamento adequado para lidar com materiais radioativos.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Determination of the Gas-phase Acidities of Oligopeptides

Determinação da acidez em fase gasosa de Oligopeptídeos

Amino acid residues located at different positions in folded proteins often exhibit different degrees of acidities. For example, a cysteine residue ...

Química

Production of Disulfide-stabilized Transmembrane Peptide Complexes for Structural Studies

Complexos de produção de transmembrana Disulfide-estabilizados Peptídicos para estudos estruturais

Physical  interactions among the lipid-embedded alpha-helical domains of membrane  proteins play a crucial role in folding and assembly of membrane ...

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

Cromatográfica em camada delgada (TLC) Separações e Bioensaios de extratos de plantas para identificar compostos antimicrobianos

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

Synthesis and Purification of Iodoaziridines Involving Quantitative Selection of the Optimal Stationary Phase for Chromatography

Síntese e Purificação de Iodoaziridines Envolvendo Quantitative Seleção do Optimal fase estacionária para cromatografia

The highly diastereoselective preparation of cis-N-Ts-iodoaziridines through reaction of diiodomethyllithium with N-Ts aldimines is described. ...

Synthetic Methodology for Asymmetric Ferrocene Derived Bio-conjugate Systems via Solid Phase Resin-based Methodology

Metodologia sintética para Asymmetric Ferroceno Derivados Sistemas Bio-conjugadas via Metodologia base de resina em Fase Sólida

Early detection is a key to successful treatment of most diseases, and is particularly imperative for the diagnosis and treatment of many types of cancer. ...

Supercritical Nitrogen Processing for the Purification of Reactive Porous Materials

Processamento de nitrogênio supercrítico para a purificação de Reativos Porous Materials

Supercritical fluid extraction and drying methods are well established in numerous applications for the synthesis and processing of porous materials. ...

X-ray Powder Diffraction in Conservation Science: Towards Routine Crystal Structure Determination of Corrosion Products on Heritage Art Objects

Difração de raios-X em Ciência da Conservação: Rumo a rotina determinação da estrutura cristalina de corrosão produtos na arte Heritage Objects

The crystal structure determination and refinement process of corrosion products on historic art objects using laboratory high-resolution X-ray powder ...

Measurement of Particle Size Distribution in Turbid Solutions by Dynamic Light Scattering Microscopy

Medição do Tamanho de Partículas Distribuição em turvas Solutions pela Dynamic dispersão de luz Microscopia

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a ...

Integration of Miniaturized Solid Phase Extraction and LC-MS/MS Detection of 3-Nitrotyrosine in Human Urine for Clinical Applications

Integração da Extração de Fase Sólida Miniaturizada e Detecção de LC-MS / MS de 3-Nitrotirosina em Urina Humana para Aplicações Clínicas

Free 3-nitrotyrosine (3-NT) has been extensively used as a possible biomarker for oxidative stress. Increased levels of 3-NT have been reported in a wide ...

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

Protocolo para síntese de fase sólida de oligómeros de ARN contendo um 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -tiofenilmetilo Modificação e Caracterização através do Dicroísmo Circular

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 ...