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

Denna studie stöddes delvis av ett bidrag 18-05 från Alzheimers Society i Kanada (för A. K.) och Brain Canada Foundation med stöd från Health Canada. Författarna vill erkänna McGill University fakulteten för medicin, Montreal neurologiska Institutet och McConnell Brain Imaging Centre för stöd för detta arbete. Vi tackar också Mrs Monica Lacatus-Samoila för hjälp med kvalitetskontrollförfaranden och DRS. Jean-Paul Soucy och Gassan Massarweh för tillgång till radioisotoper och radiokemi anläggningen.

1. beredning av buffertar och eluenter
<ol><li>Lös upp 2,72 g natriumacetattrihydrat i 100 mL vatten för beredning av 0,2 M natriumacetatlösning (lösning A).</li>
	<li>Lös 11,4 mL isättika i 1 liter vatten för beredning av 0,2 M ättiksyralösning (lösning B).</li>
	<li>Kombinera 50 mL lösning A med 450 mL lösning B för att bereda acetatbufferten vid pH 3,7 (buffert 1) enligt buffertreferens Center15. Kontrollera pH-värdet i bufferten med pH-remsor eller en pH-mätare.</li>
	<li>Komb...

<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>

Trots den senaste utvecklingen och FDA godkännande av flera 18F-märkta PET-tracers, såsom florbetapir, florbetaben och flutemetamol, [11C] PIB förblir en guld standard Tracer för amyloid Imaging på grund av den snabba hjärnan upptag och låg icke-specifik Bindande. För närvarande är denna Tracer syntetiseras via antingen våt kemi16 eller med hjälp av en "torr slinga" metod4,17. Båda metoderna kr?...

Positron emissions tomografi (PET) är en molekylär avbildning modalitet som förlitar sig på att upptäcka radioaktivt sönderfall av en isotop fäst vid en biologiskt aktiv molekyl för att möjliggöra in vivo visualisering av biokemiska processer, signaler och transformationer . Carbon-11 (t1/2 = 20,3 min) är en av de vanligaste radioisotoperna i PET på grund av dess överflöd i organiska molekyler och kort halveringstid som gör det möjligt för flera Tracer förvaltningar samma dag till samma mänskliga eller animaliska ämne och minskar patientens strålnings börda. Många spårämnen märkta med denna isotop används i kliniska studier och i grundläggande hälsoforskning för in vivo PET-avbildning av klassiska och framväxande biologiskt relevanta mål-[11c] Raclopride för D2/d3 -receptorer, [11c] PiB för amyloida plack, [11C] PBR28 för Translocator protein-för att bara nämna några.
Carbon-11 märkta PET spårämnen är huvudsakligen produceras via 11C-metylering av icke-radioaktiva prekursorer som innehåller-OH (alkohol, fenol och karboxylsyra),-NH (Amin och Amid) eller-SH (tiol) grupper. Kortfattat, är isotopen genereras i gas målet för en cyklotron via en 14N (p, α)11c kärn reaktion i kemisk form av [11c] Co2. Den senare omvandlas sedan till [11c] metyl jodid ([11c] CH3I) via antingen våt kemi (reduktion till [11c] CH3Oh med lialh4 följt av kylning med hi)1 eller torr kemi (katalytisk reduktion till [11C] CH4 följt av radikal av med molekylär I2)2. [11C] CH3jag kan sedan omvandlas ytterligare till den mer reaktiva 11c-metyl triflate ([11C] CH3OTf) genom att passera den över en silver triflate kolumn3. Den 11C-metylering utförs sedan genom att antingen bubblar den radioaktiva gasen till en lösning av icke-radioaktiva föregångare i organiskt lösningsmedel eller via den mer eleganta fångenskap lösningsmedel "loop" metod4,5. Den 11C-Tracer renas sedan med hjälp av HPLC, omformulerade i ett biokompatibelt lösningsmedel, och passerade genom ett sterilt filter innan de administreras till försökspersoner. Alla dessa manipulationer måste vara snabb och tillförlitlig med tanke på den korta halveringstiden för Carbon-11. Användningen av ett HPLC-system ökar dock avsevärt förlusterna av spår-och produktionstiden, kräver ofta användning av giftiga lösningsmedel, försvårar automatiseringen och leder ibland till misslyckade synteser. Dessutom förlänger den erforderliga rengöringen av reaktorerna och HPLC-kolonnen förseningarna mellan synteserna av efterföljande spår partier och ökar personalens exponering för strålning.
Den radiokemi av fluor-18 (t1/2 = 109,7 min), den annan vida använd sällskapsdjur isotopen, har i den senaste tid Avancerat via utvecklingen av kassetten-baserat kitsch så pass undanröja nöden för HPLC raffinera. Genom att använda solid Phase extraktion (SPE) patroner, dessa helt engångssatser möjliggör tillförlitlig rutinmässig produktion av 18f-tracers, inklusive [18f] FDG, [18f] fmiso, [18f] FMC och andra, med kortare syntes personalmedverkan och minimalt underhåll av utrustningen. En av anledningarna Carbon-11 förblir en mindre populär isotop i PET Imaging är en brist på liknande kit för rutinmässig produktion av 11C-tracers. Deras utveckling skulle avsevärt förbättra syntetisk tillförlitlighet, öka radiokemisk avkastning och förenkla automatisering och förebyggande underhåll av produktionsmoduler.
För närvarande tillgängliga produktionspaket dra nytta av billiga, disponibel, SPE patroner i stället för HPLC kolumner för separation av radiotracer från obesvarade radioaktiva isotoper, prekursorer och andra radioaktiva och icke-radioaktiva biprodukter. Helst fortsätter radiomärkt reaktion också på samma patron; till exempel, den [18f] fluoromethylation av Dimetylaminoetanol med gasformiga [18f] CH2Brf i produktionen av prostatacancer Imaging PET Tracer [18f] fluorometylkolin uppstår på en katjon-utbyte harts patron 6. även om liknande förfaranden för radioaktiv märkning av flera 11c-tracers på patroner har rapporterats7,8 och blev särskilt kraftfull för radio syntesen av [11c] kolin9 och [11C] metionin10, dessa exempel förblir begränsade till onkologiska PET-spår där separationen från föregångaren är ofta inte krävs. Vi rapporterade nyligen utvecklingen av "[11c] kit" för produktion av [11c] CH3I11 och efterföljande 11c-metylering, samt solid fas-stödda syntes12 i våra ansträngningar att förenkla den rutinmässiga produktionen av 11C-tracers. Här vill vi visa våra framsteg med hjälp av exemplet med den solida fasen stöds radiosyntes av [11C] PIB, en radiotracer för Aβ Imaging som revolutionerade området för Alzheimers sjukdom (AD) Imaging när det först utvecklades i 2003 ( Figur 1) 13,14. I denna metod, flyktiga [11C] CH3OTf (BP 100 ° c) är passerat över 6-Oh-BTA-0 föregångare deponeras på hartset av en engångspatron. PET Tracer [11C] PIB separeras sedan från föregångaren och radioaktiva föroreningar genom eluering från patronen med biokompatibel vatten etanol. Vidare automatiserade vi denna metod för [11C] PIB radiosyntes med hjälp av en fjärrstyrd radiokemi syntes modul och engångskassett kit. Specifikt genomförde vi denna radiosyntes på en 20-ventil radiokemi modul, utrustad med spruta enhet (dispenser) som passar standard 20 ml engångs Plastspruta, gas flödesregulator, vakuumpump och mätare. På grund av enkelheten i denna metod är vi övertygade om att den kan modifieras till de flesta kommersiellt tillgängliga automatiserade synthesizers, antingen kassett-baserade eller de som är utrustade med stationära ventiler. Denna solida fas stöds teknik underlättar [11C] PIB produktion överensstämmer med god tillverkningssed (GMP) förordningar och förbättrar syntes tillförlitlighet. Den teknik som beskrivs här minskar också mängden föregångare som krävs för radiosyntes, använder endast "gröna" biokompatibla lösningsmedel och minskar tiden mellan på varandra följande tillverkningssatser.

<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

Rutinmässig produktion av radiotracers som används i positron emissions tomografi (PET) främst förlitar sig på våt kemi där den radioaktiva Synthon reagerar med en icke-radioaktivt föregångare i lösning. Denna metod kräver rening av spårämne genom högeffektiv vätskekromatografi (HPLC) följt av omformulering i ett biokompatibelt lösningsmedel för Human administration. Vi har nyligen utvecklat en roman 11C-metylering strategi för mycket effektiv syntes av Carbon-11 märkta PET radiofarmaka, dra nytta av solid fas patroner som disponibel "3-i-1" enheter för syntes, rening och omformulering av tracers. Detta tillvägagångssätt undanröjer användningen av förberedande HPLC och minskar förlusterna av spårämne i överföringsledningar och på grund av radioaktivt sönderfall. Dessutom förbättrar den patron-baserade tekniken syntes tillförlitlighet, förenklar automationsprocessen och underlättar efterlevnaden av kraven för god tillverkningssed (GMP). Här demonstrerar vi denna teknik på exempel på produktion av ett PET Tracer Pittsburgh Compound B ([11C] PIB), en guld standard in vivo Imaging agent för amyloid plack i den mänskliga hjärnor.

För att sammanfatta en typisk radiosyntes av [11c] PIB, gasformiga [11c] CH3OTf först passerade genom en tC18 patron förladdad med en lösning av föregångare (figur 1). Separation av reaktionsblandningen uppnås sedan genom successiva eluering med vattenhaltiga etanol lösningar enligt följande. Först, 12,5% EtOH eluerar majoriteten av oreagerade [11c] CH3OTf och 6-Oh-BTA-0, sedan 15% EtOH tvättar...

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

Vi rapporterar en effektiv kol-11 radiolabeling teknik för att producera kliniskt relevanta spårämnen för positron emissions tomografi (PET) med hjälp av fasta fas extraktion patroner. elva C-metylerande medel leds genom en patron som är förladdad med prekursor och på varandra följande eluering med vattenbaserad etanol ger kemiskt och radiokemiskt ren PET-spårare i hög radiokemisk avkastning.

Solid fas 11C-metylering, rening och formulering för produktion av PET-tracers

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

Kol-11 är en av de mest använda radioisotoper i positronemissionstomografi på grund av dess förekomst i organiska molekyler och en kort halveringstid på 20 minuter. I den här videon visar vi en effektiv kol-11 radiolabeling teknik med hjälp av solid-fas extraktion patroner. Jämfört med konventionella metoder, kassett-baserade tekniker obviates användningen av HPLC, förkortar radiosyntesen tid, förbättrar syntesen tillförlitlighet, förenklar automatiseringsprocessen, och underlättar efterlevnaden av god tillverkningssed, GMP.Den patronbaserade tekniken demonstreras här på radiosyntesen av C11 PiB, en PET-spårämne som används för in vivo-avbildning av amyloidplack i hjärnan hos patienter som lider av Alzheimers sjukdom. Nyligen tillämpade vi tre-i-ett-tekniken till radiosyntesen av C11 ABP688, en PET-spårämne för avbildning av metabotropiska glutamatreceptorer typ fem, liksom andra kol-11 märkta spårämnen. Kombinera 450 milliliter 0,2-molarlösning av ättiksyra med 50 milliliter 0,2-molarlösning av natriumacetat för att förbereda acetatbufferten vid pH 3,7 som buffert ett.Verifiera buffertens pH-värde med pH-remsor eller en pH-mätare. Sedan kombinerar 12,5 milliliter absolut etanol med 87,5 milliliter acetatbuffert i en 100-milliliter flaska för att göra 12,5%vattenhaltig etanollösning som tvätt en. Kombinera 15 milliliter absolut etanol med 85 milliliter acetatbuffert i en 100-milliliter flaska för att göra 15%vattenhaltig etanollösning som tvätt två.Kombinera fem milliliter absolut etanol med fem milliliter acetatbuffert för att göra 50%vattenhaltig etanollösning som slutlig eluent, och dra 2,5 milliliter av denna lösning i en 10-milliliter spruta. För att förhandsvillkora tC18-patronen, från den kvinnliga änden, använd en spruta för att passera 10 milliliter vatten följt av fem milliliter aceton genom patronen. Torka patronen med en ström av kväve i 50 milliliter per minut i en minut.I ett Eppendorf-rör, lös två milligram av prekursorn 6-OH-BTA-0 i en milliliter av vattenfri aceton. Håll en Luer-tip, 250-mikroliter, precisionsglasspruta nedåt, dra tillbaka 100 mikroliter av prekursorlösningen och därefter 50 mikroliter luftkudde. Ta bort nålen och knacka på sprutan för att se till att luftkudden ligger ovanför lösningen i en spruta.Applicera prekursorlösningen på tC18-patronen från honänden genom att sakta trycka kolven hela vägen ner. Tryck inte luften vidare. Säkra och montera standard engångsgrenröret med fem portar på syntesmodulen.Port ett har två positioner. Anslut det horisontella inloppet till den automatiserade dispensern som är försedd med en 20-milliliter spruta. Anslut det vertikala inloppet till flaskan med tvätt en.Anslut utdata av modulen som producerar C11 metylsaker till port två av grenröret. Installera tC18-patronen laddad med föregångare 6-OH-BTA-0 mellan portarna tre och fyra. Port fem har två positioner.Anslut det horisontella utloppet till avfallsflaskan och det vertikala uttaget till den sterila injektionsflaskan för spårämnesuppsamling via det sterila filtret. I den blyskärmade heta cellen, använd en Teflon linje för att leverera C11 metyl triflate i grenröret genom port två, och passera den genom den laddade tC18 patronen på 20 milliliter per minut utgångsflöde. C11-modulen för metylsaker reglerar flödet via portar tre och fyra och in i avfallsflaskan.När all radioaktivitet har överförts och fastnat i tC18-patronen som övervakas av radioaktivitetsdetektorn, stoppa gasflödet genom att stänga port två. Låt patronen sitta i två minuter för att slutföra reaktionen. Dra sedan tillbaka 19 milliliter tvätt en lösning från 100-milliliterflaskan i dispensersprutan i 100 milliliter per minut.Dispensera 18,5 milliliter tvätta en lösning från dispensern genom tC18-patronen via portar tre och fyra och in i avfallsflaskan i 50 milliliter per minut. Se till att det saknas luftbubblor i grenröret, eftersom de kan minska separationseffektiviteten. Upprepa återdragen och dispensering fyra gånger med 18,5 milliliter av tvätta en lösning varje gång och en total volym på 92,5 milliliter passerar genom tC18.Växla ingångsledningen på port ett från tvätt ett till tvätt två. Upprepa återdragen och dispensering tre gånger med 18,5 milliliter tvätta två lösning varje gång och total volym på 55,5 milliliter passerar genom tC18. Växla ventil fem mot den slutliga injektionsflaskan.Koppla bort linjen från dispensern, och anslut den till 10-milliliter sprutan som innehåller 2,5 milliliter av den slutliga eluent lösningen och 7,5 milliliter luft. Håll sprutan nedåt, tryck manuellt den slutliga eluentlösningen följt av luften genom tC18-patronen via portarna tre och fyra och in i den sterila injektionsflaskan för spårämnesinsamling via det sterila filtret. Växla sprutan till den som innehåller 10 milliliter av den sterila fosfatbufferten, och tryck in hela volymen genom tC18-patronen i den sterila injektionsflaskan.Koppla bort sprutan, och spola linjen med 10 milliliter luft med hjälp av samma spruta. Med hjälp av en milliliter spruta, dra tillbaka prover för prerelease kvalitetskontroll förfaranden, bakteriell endotoxin test, och sterilitet test. För att utföra prerelease kvalitetskontroll förfaranden, först bestämma radiokemiska identitet, radiokemisk renhet, kemisk renhet, och molar aktivitet av spårämnet genom en analytisk HPLC system utrustad med UV-radioaktivitet detektorer och en reversed-fas kolumn.Bestäm retentionstiderna för 6-OH-BTA-0 och 6-OH-BTA-1, och kalibrera instrumentet för att kvantifiera innehållet i varje förening. Bestäm resthalten av lösningsmedel genom analysgaskromatografisystemet som är utrustat med en kapillärkolonn. Bestäm retentionstiderna för aceton och etanol, och kalibrera instrumentet för att kvantifiera innehållet i varje lösningsmedel.Denna studie utförde radiosyntesen av C11 PiB av C11-metylering av 6-OH-BTA-0 föregångare med C11 metyl triflate. Kvalitetskontroll analytisk HPLC av C11 PiB visar den radiokemiska renhet var 98%De retention gånger 6-OH-BTA-0 föregångare och 6-OH-BTA-1 spårämne topp på UV-kromatogram var 3,6 och 5,9 minuter, respektive. Analysen av UV-spåren visar restprekursorkoncentration under den godtagbara gränsen på 1,3 mikrogram i avsaknad av andra icke-radioaktiva föroreningar.Detta indikerar spårämnets radiokemiska och kemiska renhetsgrad är godtagbar för kliniska PET-studier. Öka 6-OH-BTA-0 prekursor belopp från 0,1 milligram till 0,3 milligram förbättrades den radiokemiska avkastningen från 18,1%till 32,1%på bekostnad av en något högre mängd av föregångaren i den slutliga produkten. Denna teknik bör vara tillämplig på många olika system med en lämplig skillnad i polaritet mellan föregångaren och radiolabeled produkten.Alla manipulationer som innefattar radioaktiva isotoper måste utföras i en blyskärmad hetcell av personal med tillräcklig utbildning för att hantera radioaktiva material.

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

Fastställande av gasfas Acidities av Oligopeptider

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

Production of Disulfide-stabilized Transmembrane Peptide Complexes for Structural Studies

Produktion av disulfid-stabiliserade transmembran peptidkomplex för strukturstudier

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

Tunnskiktskromatografisk (TLC) Separationer och Bioanalyser av växtextrakt för att identifiera antimikrobiella föreningar

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

Syntes och rening av Iodoaziridines avseende kvantitativa valet av det optimala stationär fas för kromatografi

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

Syntetisk Metodik för Asymmetric Ferrocen Härledda Bio-konjugerade system via Solid Phase Harts-metodik

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

Superkritisk Kväve Behandling för rening av reaktiva porösa material

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

X pulverröntgendiffraktionsmönster i Conservation Science: Mot Rutin Crystal strukturbestämning av korrosionsprodukter på Heritage konstföremål

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

Mätning av partikelstorleksfördelning i grumliga lösningar genom dynamisk ljusspridning Mikroskopi

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

Integration av miniatyriserad fast fas extraktion och LC-MS / MS-detektion av 3-nitrotyrosin i human urin för kliniska tillämpningar

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

Protokoll för fastfassyntesen av oligomerer av RNA innehållande en 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -tiofenylmetylmodifiering och karakterisering via cirkulär dikroism

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 ...