Name: 18f-labeling of radiotracers functionalized with a silicon fluoride acceptor (sifa) for positron emission tomography
Uploaded: 2020-01-11T16:00:00
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作者没有承认。

注意：人们必须记住，18F是放射性同位素，因此有必要在充分屏蔽后执行所有程序。铅屏蔽适用于此类辐射。请务必在整个过程中佩戴辐射检测徽章。此外，在合成后接触任何物品之前，立即处理手套，因为它们可能受到放射性活动的污染。利用手足监视器以及煎饼盖革计数器来检查袖子、手和脚的污染。
1. 18个F-一年期的抗热干燥
注：<st...

<ol>
	<li>Wahl, R. L., Buchanan, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principles and practice of positron emission tomography. , (2002).</li><li>W&#228;ngler, C., Schirrmacher, R., Bartenstein, P., W&#228;ngler, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Click-chemistry+reactions+in+radiopharmaceutical+chemistry:+Fast+&amp;+easy+introduction+of+radiolabels+into+biomolecules+for+in+vivo+imaging.">Click-chemistry reactions in radiopharmaceutical chemistry: Fast &amp; easy introduction of radiolabels into biomolecules for in vivo imaging.</a> Current Medical Chemistry. 17, 1092-1116 (2010).</li><li>Schirrmacher, R., 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-labeling+of+peptides+by+means+of+an+organosilicon-based+fluoride+acceptor.">18F-labeling of peptides by means of an organosilicon-based fluoride acceptor.</a> Angewandte Chemie International Edition. 45, 6047-6050 (2006).</li><li>Kostikov, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxalic+acid+supported+Si-18F-radiofluorination:+One-step+radiosynthesis+of+N-succinimidyl+3-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzoate+([18F]SiFB)+for+protein+labeling.">Oxalic acid supported Si-18F-radiofluorination: One-step radiosynthesis of N-succinimidyl 3-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzoate ([18F]SiFB) for protein labeling.</a> Bioconjugate Chemistry. 23 (1), 106-114 (2012).</li><li>Cacace, F., Speranza, M., Wolf, A. P., Macgregor, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleophilic+aromatic+substitution;+kinetics+of+fluorine-18+substitution+reactions+in+polyfluorobenzenes.+Isotopic+exchange+between+18F-+and+polyfluorobenzenes+in+dimethylsulfoxide.+A+kinetic+study.">Nucleophilic aromatic substitution; kinetics of fluorine-18 substitution reactions in polyfluorobenzenes. Isotopic exchange between 18F- and polyfluorobenzenes in dimethylsulfoxide. A kinetic study.</a> Journal of Fluorine Chemistry. 21, 145-158 (1982).</li><li>Schirrmacher, E., 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+of+p-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzaldehyde+([18F]SiFA-A)+with+high+specific+activity+by+isotopic+exchange:+A+convenient+labeling+synthon+for+the+18F-labeling+of+N-amino-oxy+derivatized+peptides.">Synthesis of p-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzaldehyde ([18F]SiFA-A) with high specific activity by isotopic exchange: A convenient labeling synthon for the 18F-labeling of N-amino-oxy derivatized peptides.</a> Bioconjugate Chemistry. 18, 2085-2089 (2007).</li><li>Kostikov, 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=N-(4-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzyl)-2-hydroxy-N,N-dimethylethylammonium+bromide+([18F]SiFAN+Br-):+A+novel+lead+compound+for+the+development+of+hydrophilic+SiFA-based+prosthetic+groups+for+18F-labeling.">N-(4-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzyl)-2-hydroxy-N,N-dimethylethylammonium bromide ([18F]SiFAN+Br-): A novel lead compound for the development of hydrophilic SiFA-based prosthetic groups for 18F-labeling.</a> Journal of Fluorine Chemistry. 132, 27-34 (2011).</li><li>W&#228;ngler, B., 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=Kit-like+18F-labeling+of+proteins:+Synthesis+of+4-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzenethiol+(Si[18F]FA-SH)+labeled+rat+serum+albumin+for+blood+pool+imaging+with+PET.">Kit-like 18F-labeling of proteins: Synthesis of 4-(di-tert-butyl[18F]fluorosilyl)benzenethiol (Si[18F]FA-SH) labeled rat serum albumin for blood pool imaging with PET.</a> Bioconjugate Chemistry. 20, 317-321 (2009).</li><li>Iovkova, L., 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=para-Functionalized+aryl-di-tert-butylfluorosilanes+as+potential+labeling+synthons+for+18F+radiopharmaceuticals.">para-Functionalized aryl-di-tert-butylfluorosilanes as potential labeling synthons for 18F radiopharmaceuticals.</a> Chemistry. 15, 2140-2147 (2009).</li><li>W&#228;ngler, 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=One-step+18F-labeling+of+carbohydrate-conjugated+octreotate-derivatives+containing+a+silicon-fluoride-acceptor+(SiFA):+In+vitro+and+in+vivo+evaluation+as+tumor+imaging+agents+for+positron+emission+tomography+(PET).">One-step 18F-labeling of carbohydrate-conjugated octreotate-derivatives containing a silicon-fluoride-acceptor (SiFA): In vitro and in vivo evaluation as tumor imaging agents for positron emission tomography (PET).</a> Bioconjugate Chemistry. 21, 2289-2296 (2010).</li><li>Ilhan, 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=First-in-human+18F-SiFAlin-TATE+PET/CT+for+NET+imaging+and+theranostics.">First-in-human 18F-SiFAlin-TATE PET/CT for NET imaging and theranostics.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 46, 2400-2401 (2019).</li></ol>

SiFA 标签化学是首批18种 F 标记方法之一，采用可在室温下进行的极其高效的同位素交换反应。典型的放射性化学反应依赖于通过消除或替代途径，通过反应的#18氟化物与氟反应功能形成碳-氟键。这些反应条件通常很苛刻，在极端pH值或高温下进行，并且含有副产品或反应参与者，必须使用费力和耗时的技术（如HPLC）去除。使用 SiFA 标记技术，标记前体和18种 F 标记化合物...

氟-18（109分钟的半寿命，97%正电子发射）是正电子发射断层扫描（PET）最重要的放射性核素之一，这是一种非侵入性成像方法，用于可视化和量化各种疾病放射性标记示踪剂的生物分布1。肽和蛋白质特别难以用#18氟化物标记，因为它们需要由多步合成2形成的构建基块。为了降低18个F-放射性标签的复杂性，硅氟化物接受器（SiFA）最近被引入作为可靠的工具3。SiFA组由一个与两个三级丁基组相连的中央硅原子、一个衍生苯基甲酸和一个非放射性氟原子组成。三级丁基组为硅-氟化物粘结提供水解稳定性，这是SiFA结合作为成像剂在体内应用的关键特征。
当附着在小分子或生物分子上时，SiFA构建基块通过用氟-19在纳米摩尔浓度下交换氟-19来结合放射性+18氟化物离子，而不形成大量的放射性侧产物4。此外，通过在低温下在二极丙基溶剂中标记 SiFA moiety，可快速获得高放射性化学产量。这与传统的同位素交换反应形成鲜明对比，后者产生低特定活性5的放射性追踪器。在这些情况下，必须使用大量前体（在毫克范围内）获得合理加入的18氟化物。使用SiFA的同位素交换反应效率要高得多，动力学研究和密度函数理论计算6，7证实了这一点。标记的 SiFA 可通过固相萃取轻松纯化，因为标记的 SiFA 化合物和未标记的 SiFA 化合物在化学上都是相同的。这不同于传统的放射性标记示踪剂，其中前体分子和标记产物是两种不同的化学物种，必须在放射性标签后通过高性能液相色谱法（HPLC）分离。使用SiFA构建基块，小分子、蛋白质和肽可以通过一步和两步标记协议成功地标记18氟化物（图1）4、8、9。此外，一些SiFA标记化合物是可靠的体内成像剂的血流和肿瘤10。SiFA化学的简单性使即使是未经训练的调查员也能使用#18氟化物进行放射性跟踪器合成和开发。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>[18F]F-/H2[18O]O</td>
			<td>(Cyclotron produced)</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>[2.2.2]Cryptand</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>291110</td>
			<td>Kryptofix 2.2.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile anhydrous</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>271004</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized water</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>JF7623</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, anhydrous</td>
			<td>Commercial Alcohols</td>
			<td></td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium carbonate</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>209619</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QMA cartridge</td>
			<td>Waters</td>
			<td>186004540</td>
			<td>QMA SepPak Light (46 mg) cartridge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-18 cartridge</td>
			<td>Waters</td>
			<td>WAT023501</td>
			<td>C-18 SepPak Light cartridge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C18 column</td>
			<td>Phenomenex</td>
			<td>00G-4041-N0</td>
			<td>HPLC Luna C18 250 x 10 mm, 5 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>-</td>
			<td>HPLC 1200 series</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micro-PET Scanner</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>-</td>
			<td>micro-PET R4 Scanner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Radio-TLC plate reader</td>
			<td>Raytest</td>
			<td>-</td>
			<td>Radio-TLC Mini Gita</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile filter 0.22&#181;m</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SLGP033RS</td>
			<td>-</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

18f-labeling of radiotracers functionalized with a silicon fluoride acceptor (sifa) for positron emission tomography

副替代二-丁二氟二苯结构图案称为氟化硅接受器（SiFA），是放射性化学家工具包中用于将放射性+18氟化物纳入示踪剂以用于正电子发射断层扫描的有用标签。与传统的放射性标记策略相比，SiFA的氟-19与18氟化物的同位素交换在室温下进行，需要最少的反应参与者。因此，副产品的形成可以忽略不计，并且大大简化了纯化。然而，虽然用于标记的前体分子和最终的放射性标记产物是同位素离散的，但它们在化学上是相同的，因此在纯化过程中是不可分割的。SiFA 标签在加工和干燥 #18氟化物的基本条件下也容易降解。"4滴法"，其中仅使用固相萃取的前4滴洗脱剂=18氟化物，减少反应中的碱量，促进减少前体的摩尔量，并减少降解。

简单化的SiFA同位素交换可以实现高放射性化学加入[18氟化物（60~90%）]具有最少的合成复杂度 （图1）。大多数分子可以在一个步骤内用18氟化物进行放射性标记，而不涉及HPLC进行纯化（图2）。无线电-HPLC可用于质量控制目的，其中最终产品的紫外线（UV）吸收峰值应与其总峰值大于95%的无线电峰值重合（图3）。?...

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

合成氟-18（18F） 标记放射性药物进行正电子发射断层扫描通常需要几个月的经验。当集成到放射性跟踪器中时，硅氟化物接受器（SiFA）图案可实现简单的18F标签协议，独立于昂贵的设备和准备训练，同时减少所需的前体数量，并利用更温和的反应条件。

18放射性跟踪器的F-标签，其功能与硅氟化物接受器（SiFA）进行正电子发射断层扫描

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

以下程序的总体目标是演示使用氟硅接受化合物（以下简称SiFAs）与放射性核素氟-18或F-18的配体标记。标记与F-18的配体，并注射到体内，使许多疾病成像与正电子发射断层扫描，或PET。氟-18是PET成像中最重要的放射性核素之一。它的半衰期为109分钟，其衰变的97%来自正电子发射，因此几乎非常适合PET成像。肽和蛋白质特别难以用F-18来标记，因为它们需要多步骤合成形成的积木。否则，大分子将构成可用 PET 示踪剂的很大比例。为了降低F-18放射性标签的复杂性，引入了氟化硅接受器作为可靠的工具。SiFA组由一个中央硅原子组成，它连接到两个三级丁基组、一个衍生苯基和一个氟原子。两个三级丁基组为氟化硅键提供水解稳定性，这是SiFA结合剂作为成像剂的体内应用的关键特征。苯基莫伊蒂作为放射性核素和生物活性分子之间的连接器，在此图中表示为R。当附着在生物分子上时，由于同位素交换反应的活化能量低，SiFA积木很容易将氟-19交换为放射性氟-18。标签前体和F-18标记化合物在化学上是相同的，这使得纯化相对简单。SiFA 中使用的非规范同位素交换标签技术与其他新型标签技术（如三氟酸盐同位素交换和氟化铝溷合）的贴标方法不一之用。人们必须记住，F-18是一种放射性同位素。因此，有必要在适当的屏蔽背后执行所有程序。铅屏蔽适用于这种类型的辐射。在整个过程中，请务必佩戴辐射检测徽章。此外，在合成后接触任何东西之前，立即处置手套，因为它们可能受到放射性污染。利用手/脚监视器以及煎饼盖革计数器检查袖子、手和脚的污染。大量小有机分子被贴上了氟-18的标签。然而，介入性有机化学通常需要苛刻的反应条件才能将F-18融入这些分子中。这些条件通常与敏感的化学功能和微妙的大分子，如蛋白质和肽不相容。因此，标记这些分子的新方法备受追捧。SiFA 技术的主要优点是，它允许在一两个步骤内完成复杂的程序，只需最少的纯化，因此 F-18 无线电制药可以少训练和经验。该技术的含义扩展到对实验生物分子体内应用感兴趣的研究小组。SiFA 标记方法采用 F-18 氟化物，该氟化物通常通过 O-18 水的质子轰击在回旋加速器设施中生产。对于大多数F-18反应，F-18氟化物必须首先从回旋水分离，以准备高嗜核F-18酸离子的无水有机化合物溶液进行反应。这通常是通过将F-18氟化物困在洋葱交换盒上，用碱基和基质洗出氟化物，并在选择干反应溶剂中重新悬浮之前对所得溶液进行泛向干燥。首先，使用 5 摩尔碳酸钾预置 QMA 交换盒，然后进行去离子水。接下来，使用公从-男性适配器，通过预置的 QMA 墨盒，通过预置的 QMA 墨盒，通过 F-18 氟化物的水溶液。如所示。如果要处理大量放射性，可以使用自动合成模块或对注射器使用附加屏蔽执行这些步骤。丢弃氧气-18水。QMA 墨盒中的前四滴固定 F-18 洋葱，用金刚石、碳酸钾和乙酮酯的已准备好溶液将 QMA 盒装到厚壁 V 瓶中，并密封小瓶。将小瓶放在加热至 90 度的油浴中。只有前四滴使用，因为大多数放射性氟化物是用这些水滴从QMA中分批下来的。这减少了推进到我们的F-18库存解决方案的基地数量，这是避免西法莫伊蒂退化所必需的。插入一根通风针和一根针连接到一条气流中，然后等待五分钟蒸发溶剂。要去除水的痕迹，加入乙酰酸盐，以方便泛酸蒸发。完成此步骤两次，以确保干燥。去除砷和通风针后，重新悬浮在选择溶剂中的干氟化物残留物，在这种情况下，乙酮三烯，以创建高反应性F-18的库存溶液。此解决方案现在可用于标记。使用乙醇和蒸馏水冲洗 C18 光盒，为其提供先决条件。将 F-18 氟化物库存溶液添加到含有 SiFA 标记前体的反应小瓶中。可以添加或添加整个库存溶液，具体取决于反应所需的活动值。让反应在室温下继续五分钟，无需搅拌。将反应混合物放入含有1摩尔磷酸盐缓冲液的注射器中。通过预置的 C18 墨盒将解决方案捕获标记的跟踪器。接下来，用蒸馏水清洗墨盒，然后用乙醇洗涤示踪剂。用无菌磷酸盐缓冲液稀释，用于注射。通过无菌过滤器将经过的纯化 F-18 标记示踪剂传递。为了获得清晰的PET图像，用于小型动物成像，分割的患者剂量应在5至8兆贝克雷尔之间。对于人类使用，分割的患者剂量应在200至300兆贝克雷尔之间。收集并注入少量 F-18 标记示踪剂到配备反相 C18 列的 HPLC 系统中，以确认放射性化学纯度大于 95%F-18 标记的 SiFA 示踪剂可注入动物或人类主体，还可以重建从 PET 扫描仪收集的动态数据，以创建三维 PET 图像的时间序列。在一个例子中，为前列腺癌成像开发的这种SiFA标记的小分子示踪剂已经成功地用于可视化植入小鼠的肿瘤，用于临床前研究。SiFA标签也被证明适合放射性标记，癌症针对肽，如酪氨酸-3-八丁酸或泰特。此处显示的 F-18 标有 SiFAlin-TATE 示踪迹用于可视化癌症患者的神经内分泌肿瘤。SiFA 标记化学以及三氟二酸盐和氟化铝溷合物是首批在室温或低于室温下采用非常高效的同位素交换反应的 F-18 标记方法之一。该方法可在几分钟内完成，与传统的无线电标签程序相比，可最大限度地减少化学品消耗和放射性暴露。

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

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