Name: optimization of radiochemical reactions using droplet arrays
Uploaded: 2021-02-12T14:15:00
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Agradecemos ao Centro De Ciclotron Biomédico da UCLA e ao Dr. Roger Slavik e ao Dr. Giuseppe Carlucci por fornecerem generosamente fluoreto de18F para esses estudos e o UCLA NanoLab por apoio com equipamentos para fabricação de chips.

ATENÇÃO: Este protocolo envolve o manuseio de materiais radioativos. Experimentos não devem ser realizados sem o treinamento necessário e equipamentos de proteção individual e aprovação do escritório de segurança de radiação em sua organização. Experimentos devem ser realizados por trás da proteção contra radiação, de preferência em uma célula quente ventilada
1. Fabricação de chips multi-reações
NOTA: Lotes de chips de microdroplet de várias...

<ol>
	<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>Piel, M., Vernaleken, I., R&#246;sch, F. <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+in+CNS+drug+discovery+and+drug+monitoring.">Positron emission tomography in CNS drug discovery and drug monitoring.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 57 (22), 9232-9258 (2014).</li><li>Cherry, S. R., Sorenson, J. A., Phelps, M. 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M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performing+multi-step+chemical+reactions+in+microliter-sized+droplets+by+leveraging+a+simple+passive+transport+mechanism.">Performing multi-step chemical reactions in microliter-sized droplets by leveraging a simple passive transport mechanism.</a> Lab on a Chip. 17 (24), 4342-4355 (2017).</li><li>Wang, J., Chao, P. H., 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=Ultra-compact,+automated+microdroplet+radiosynthesizer.">Ultra-compact, automated microdroplet radiosynthesizer.</a> Lab on a Chip. (19), 2415-2424 (2019).</li><li>Rios, A., Wang, J., Chao, P. H., 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+novel+multi-reaction+microdroplet+platform+for+rapid+radiochemistry+optimization.">A novel multi-reaction microdroplet platform for rapid radiochemistry optimization.</a> RSC Advances. 9 (35), 20370-20374 (2019).</li><li>Sergeev, 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=Performing+radiosynthesis+in+microvolumes+to+maximize+molar+activity+of+tracers+for+positron+emission+tomography.">Performing radiosynthesis in microvolumes to maximize molar activity of tracers for positron emission tomography.</a> Communications Chemistry. 1 (1), 10 (2018).</li><li>Pascali, G., 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=Optimization+of+nucleophilic+18F+radiofluorinations+using+a+microfluidic+reaction+approach.">Optimization of nucleophilic 18F radiofluorinations using a microfluidic reaction approach.</a> Nature Protocols. 9 (9), 2017-2029 (2014).</li><li>Lisova, K., 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=Microscale+radiosynthesis,+preclinical+imaging+and+dosimetry+study+of+[18F]AMBF3-TATE:+A+potential+PET+tracer+for+clinical+imaging+of+somatostatin+receptors.">Microscale radiosynthesis, preclinical imaging and dosimetry study of [18F]AMBF3-TATE: A potential PET tracer for clinical imaging of somatostatin receptors.</a> Nuclear Medicine and Biology. 61, 36-44 (2018).</li><li>Wang, 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=High-throughput+radio-TLC+analysis.">High-throughput radio-TLC analysis.</a> Nuclear Medicine and Biology. 82-83, 41-48 (2020).</li><li>Dooraghi, A. 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=Optimization+of+microfluidic+PET+tracer+synthesis+with+Cerenkov+imaging.">Optimization of microfluidic PET tracer synthesis with Cerenkov imaging.</a> Analyst. 138 (19), 5654-5664 (2013).</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>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>Lisova, K., 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=Rapid,+efficient,+and+economical+synthesis+of+PET+tracers+in+a+droplet+microreactor:+application+to+O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine+([18F]FET).">Rapid, efficient, and economical synthesis of PET tracers in a droplet microreactor: application to O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine ([18F]FET).</a> EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry. 5 (1), 1 (2019).</li><li>Wang, J., Holloway, T., Lisova, K., 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=Green+and+efficient+synthesis+of+the+radiopharmaceutical+[18F]FDOPA+using+a+microdroplet+reactor.">Green and efficient synthesis of the radiopharmaceutical [18F]FDOPA using a microdroplet reactor.</a> Reaction Chemistry &amp; Engineering. 5 (2), 320-329 (2020).</li><li>Lisova, K., Wang, J., Rios, A., 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=Adaptation+and+optimization+of+[F-18]+Florbetaben+([F-18]+FBB)+radiosynthesis+to+a+microdroplet+reactor.">Adaptation and optimization of [F-18] Florbetaben ([F-18] FBB) radiosynthesis to a microdroplet reactor.</a> Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals. 62, 353-354 (2019).</li><li>Wang, J., Chao, P. H., Slavik, R., 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=Multi-GBq+production+of+the+radiotracer+[18F]fallypride+in+a+droplet+microreactor.">Multi-GBq production of the radiotracer [18F]fallypride in a droplet microreactor.</a> RSC Advances. 10 (13), 7828-7838 (2020).</li></ol>

Devido a limitações dos sistemas convencionais de radioquímica que permitem apenas um ou um pequeno número de reações por dia e consomem uma quantidade significativa de reagentes por ponto de dados, apenas uma pequena parte do espaço geral do parâmetro de reação pode ser explorada na prática, e muitas vezes os resultados são relatados sem repetições (n=1). Em comparação com sistemas convencionais, esta plataforma de radiossíntese de gotículas de várias reações torna-se prático realizar estudos mais ...

Os radiofarmacêuticos de emissão de pósitrons (PET) são amplamente utilizados como ferramentas de pesquisa para monitorar processos bioquímicos específicos in vivo e estudar doenças, e para o desenvolvimento de novas drogas e terapias. Além disso, o PET é uma ferramenta crítica para o diagnóstico ou estadiamento da doença e o acompanhamento da resposta do paciente à terapia1,2,3. Devido à curta meia-vida dos radioisótopos PET (por exemplo, 110 min para radiofarmacêuticos com rótulo flúor-18) e risco de radiação, esses compostos são preparados usando sistemas automatizados especializados que operam atrás da proteção de radiação e devem ser preparados pouco antes do uso.
Os sistemas atuais usados para sintetizar radiofarmacêuticos são projetados para produzir grandes lotes que são divididos em muitas doses individuais para compartilhar o custo de produção. Embora os sistemas atuais sejam adequados para a produção de radiotracers amplamente utilizados como [18F]F (porque vários exames de pacientes e experimentos de pesquisa podem ser agendados em um único dia), esses sistemas podem ser desperdiçados para a produção de novos radiotracers durante o desenvolvimento em estágio inicial, ou menos comumente usados radiotracers. Os volumes que os sistemas convencionais usam são tipicamente na faixa de 1-5 mL, e as reações requerem quantidades precursoras na faixa de 1-10 mgs. Além disso, o uso de radiosintéticos convencionais é geralmente complicado durante os estudos de otimização, uma vez que o aparelho fica contaminado após o uso e o usuário deve esperar que a radioatividade decaia antes de realizar o próximo experimento. Além do custo do equipamento, o custo do radioisótopo e dos reagentes pode, portanto, tornar-se muito substancial para estudos que exigem a produção de múltiplos lotes. Isso pode ocorrer, por exemplo, durante a otimização de protocolos de síntese para novos radiotracers para alcançar rendimento e confiabilidade suficientes para estudos in vivo de imagem in vivo.
As tecnologias microfluídicas têm sido cada vez mais utilizadas na radioquímica para capitalizar várias vantagens sobre os sistemas convencionais4,5,6. Plataformas microfluídicas, incluindo aquelas baseadas nos volumes de reação de 1-10 μL7,8,9, mostraram uma redução significativa dos volumes de reagentes e do consumo de precursores caros, bem como curtos tempos de reação. Essas reduções levam a custos mais baixos, passos de aquecimento e evaporação mais rápidos, purificação mais curta e mais direta a jusante, um processo de química "mais verde"10e maior atividade molar dos radiotracers produzidos11. Essas melhorias tornam mais prático realizar estudos de otimização mais extensos, reduzindo o custo do reagente de cada síntese. Outros benefícios podem ser obtidos realizando vários experimentos a partir de um único lote de radioisótopos em um único dia. Por exemplo, radiosinthesizersizers de química de fluxo microfluido que operam no "modo de descoberta" podem realizar sequencialmente dezenas de reações, cada uma usando apenas 10s de volume de reação μL12.
Inspirado por essas vantagens, foi desenvolvido um chip de matriz de gotículas de várias reações em que reações de microvolume estão confinadas a uma série de armadilhas de tensão superficial em uma superfície de silício, criada usando um revestimento Teflon padronizado. Esses chips permitem que múltiplas reações na escala de 1-20 μL sejam realizadas simultaneamente, abrindo a possibilidade de explorar 10s de diferentes condições de reação por dia, cada uma com múltiplas réplicas. Neste artigo, demonstra-se a utilidade dessa nova abordagem de alta produtividade para a realização de otimizações de radioquímica rápida e de baixo custo. O uso de chips de gotícula de várias reações permite a exploração conveniente do impacto das concentrações de reagentes e solventes de reação, e o uso de vários chips poderia permitir o estudo da temperatura e do tempo de reação, tudo isso consumindo quantidades muito baixas de precursor.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2,3-dimethyl-2-butanol (thexyl alcohol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>594-60-5</td>
			<td>98%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>KMG Chemicals</td>
			<td></td>
			<td>Cleanroom LP grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium formate (NH4HCO2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>540-69-2</td>
			<td>97%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anhydrous acetonitrile (MeCN)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>75-05-8</td>
			<td>99.80%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ceramic heater</td>
			<td>Watlow</td>
			<td>Utramic CER-1-01-0093</td>
			<td>25 mm x 25 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cerenkov imaging chamber</td>
			<td>Custom built</td>
			<td></td>
			<td>Other instruments can be used for TLC plate readout including: small animal in vivo optical imaging system, 2D radio-TLC scanner, 1D radio-TLC scanner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DI water</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>7732-18-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable transfer pipets, 3 mL</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>13-680-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dose calibrator</td>
			<td>Capintec, Inc.</td>
			<td>CRC-25 PET</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fallypride</td>
			<td>ABX Advanced Biochemical Compounds</td>
			<td>1560.0010.000</td>
			<td>Fallypride reference standard, &#62;95%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>[18F]fluoride in [18O]H2O</td>
			<td>UCLA Ahmanson Biomedical Cyclotron Facility</td>
			<td></td>
			<td>Due to short half-life this must be obtained from local radiochemistry lab or commercial radiopharmacy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass cover plates (76.2 mm x 50.8 mm x 1 mm thick)</td>
			<td>C&#38;A Scientific</td>
			<td>6101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Headway spin coater</td>
			<td>Headway Research, Inc.</td>
			<td>PWM50-PS-R790 Sipinner system</td>
			<td>PWM50-control box, PS-motor, R790-bowl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High temperature oven</td>
			<td>Carbolite</td>
			<td>HTCR 6 28</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>Super-Nuova HP133425</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol (IPA)</td>
			<td>KMG Chemicals</td>
			<td></td>
			<td>Cleanroom LP grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner</td>
			<td>Karl Suss</td>
			<td>MA/BA6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol (MeOH)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>67-56-1</td>
			<td>&#8805;99.9%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge tube</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>0030 123.301</td>
			<td>500 &#181;L, colorless, polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette (0.5-10 &#181;L)</td>
			<td>Labnet</td>
			<td>BioPette P3940-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette (100-1000 &#181;L)</td>
			<td>Labnet</td>
			<td>BioPette P3940-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette (10-100 &#181;L)</td>
			<td>Labnet</td>
			<td>BioPette P3940-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette tips (0.1-10 &#181;L)</td>
			<td>USA Scientific Inc Tips</td>
			<td>11113810</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette tips (2-200 &#181;L)</td>
			<td>BrandTech</td>
			<td>13-889-143</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette tips (50-1000 &#181;L)</td>
			<td>BrandTech</td>
			<td>13-889-145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist developer solution</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>MEGAPOSIT MF-26A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive photoresist</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>MEGAPOSIT 220-7.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reactive-ion etcher (RIE)</td>
			<td>Oxford Instruments</td>
			<td>Plasma Lab 80 Plus</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafer cutter</td>
			<td>Euro Tool</td>
			<td>CSCB-431.00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafer; 4&#34; diameter</td>
			<td>Silicon Valley Microelectronics Inc.&#160;</td>
			<td>0017227-048</td>
			<td>P type, boron doped, thickness 525 &#177; 25 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon AF 2400</td>
			<td>Chemours&#160;</td>
			<td>D14896765</td>
			<td>1% solids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrabutylammonium bicarbonate (TBAHCO3)</td>
			<td>ABX Advanced Biochemical Compounds</td>
			<td>808</td>
			<td>Aqueous solution stabilized with ethanol, 0.075 M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Themal conducting paste</td>
			<td>OMEGA</td>
			<td>OT-201-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TLC plates</td>
			<td>Merck KGaA</td>
			<td>1.05554.0001</td>
			<td>Silica gel 60 F254, 50 mm x 60 mm, aluminum back</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tosyl-fallypride</td>
			<td>ABX Advanced Biochemical Compounds</td>
			<td>1550.004.000</td>
			<td>Fallypride precursor, &#62;90%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimethylamine (TEA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>75-50-3</td>
			<td>&#8805; 99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>UX-07387-08</td>
			<td>Stainless steel, fine tip</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

optimization of radiochemical reactions using droplet arrays

Os radiosintematizadores automatizados atuais são projetados para produzir grandes lotes clínicos de radiofarmacêuticos. Eles não são adequados para otimização de reação ou desenvolvimento radiofarmacêutico novo, uma vez que cada ponto de dados envolve consumo significativo de reagentes, e a contaminação do aparelho requer tempo para decadência radioativa antes do próximo uso. Para lidar com essas limitações, foi desenvolvida uma plataforma para a realização de matrizes de reações em miniatura baseadas em gotículas em paralelo, cada uma confinada dentro de uma armadilha de tensão superficial em um "chip" de silício revestido de politetrafluoroetileno padronizado. Esses chips permitem estudos rápidos e convenientes de parâmetros de reação, incluindo concentrações de reagentes, solvente de reação, temperatura de reação e tempo. Esta plataforma permite a conclusão de centenas de reações em poucos dias com consumo mínimo de reagente, em vez de levar meses usando um radiosintesizer convencional.

Um experimento representativo foi realizado para ilustrar esse método. Usando 16 reações, estudos de otimização do radiofarmacêutico [18F]falílice foram realizados por concentração precursora variada (77, 39, 19, 9,6, 4,8, 2,4, 1,2 e 0,6 mM) no álcool do álcool xoyl:MeCN (1:1, v/v) como solvente de reação. As reações foram realizadas a 110 °C durante 7 min. Eficiência de coleta, composição amostral (ou seja, proporções de [18F]produto fallípride...

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Optimization of Radiochemical Reactions using Droplet Arrays

Este método descreve o uso de uma nova metodologia de alta produtividade, baseada em reações químicas de gotículas, para a rápida e econômica otimização dos radiofarmacêuticos usando quantidades de nanomole de reagentes.

Otimização de reações radioquímicas usando Arrays droplet

Current automated radiosynthesizers are designed to produce large clinical batches of radiopharmaceuticals. They are not well suited for reaction ...

Os sintetizadores de rádio automatizados atuais são projetados para produzir grandes lotes de radiofarmacêuticos amplamente utilizados, como o FDG. Devido ao número limitado de sínteses possíveis por dia e ao consumo relativamente alto de reagentes, esses sistemas, no entanto, não são adequados para a realização de estudos de otimização da síntese. Com esta técnica, o throughput é significativamente aumentado realizando até 16 reações simultâneas em paralelo e o consumo de reagentes é reduzido cem vezes.Além disso, realizando reações paralelas, são necessários lotes justos de radioisótopos para concluir um estudo. O aumento do rendimento permite uma exploração mais ampla das condições de reação com maior número de réplicas cada uma em comparação com o uso de instrumentos convencionais. Embora este protocolo mostre a otimização da concentração precursora na síntese de falido, a técnica pode ser usada para otimizar outras condições e outros radiofarmacêuticos.Comece fabricando lotes de chips de microdroplet de várias reações de wafers de silício de quatro polegadas usando técnicas de fotolitografia padrão. Neste protocolo, a otimização de alto rendimento da concentração precursora é demonstrada com a síntese do Radiofarmacêutico Fallypride. 16 reações simultâneas podem ser realizadas em um único chip.As condições a serem comparadas são mapeadas para os locais de reação. Prepare uma solução de estoque do solvente de reação consistindo de álcool texíl e acetonitrila em uma mistura de um para um por volume. Certifique-se de que o volume é suficiente para criar a série de diluição planejada.Prepare uma solução de estoque de 30 microliters de precursor no solvente de reação com a concentração máxima a ser explorada. A partir da solução de estoque precursor e solvente de reação realizar duas vezes diluições seriais em um conjunto de tubos de microcentrifuuge para preparar as diferentes concentrações da solução precursora. Prepare outro conjunto de tubos de microcentrifuuge para coletar cada produto de reação bruta usando um marcador permanente para rotular cada tubo com um número único.Certifique-se de que o número total de tubos de microcentrifuuagem corresponda ao número de condições multiplicadas pelo número de réplicas. Prepare um estoque de 10 mililitros de solução de coleta composta de nove a um metanol para água deionizada. Alíquota de 50 microliters de cada um em um conjunto adicional de 16 tubos de microcentrífa rotulados como solução de coleta.Prepare uma solução de estoque de flúor misturando cerca de sete milicuries da fonte fluoreto com 56 microliters de 75 milimilas de bicarbonato de tetrabutylammonium e diluindo com água DI até 140 microliters. Usando uma micropipette, carregue uma gotícula de oito microliter de solução de estoque de flúor no primeiro ponto de reação de um chip de reação. Meça a atividade do chip colocando-o em um calibrador de dose e regise o tempo em que a medição é realizada.Remova o chip do calibrador de dose e carregue uma gota de oito microliteres da solução de estoque de flúor no segundo ponto de reação. Meça a atividade no chip e regise o tempo em que a medição é realizada. Repita este processo para todos os outros sites de reação.Calcule a atividade carregada por ponto de reação, tomando a medição de atividade após o carregamento do radioisótopo e subtraindo a medição anterior antes que o local fosse carregado. Para alinhar o chip de multi-reação no aquecedor, adicione uma fina camada de pasta térmica em cima do aquecedor de cerâmica. Coloque cuidadosamente o chip em cima do aquecedor usando pinças alinhando o canto de referência do chip com o canto de referência do aquecedor.O chip deve sobrepente o aquecedor em uma pequena quantidade. Aqueça o chip por um minuto, colocando o aquecedor a 105 graus Celsius no programa de controle para evaporar as gotículas, deixando um resíduo seco de flúor e bicarbonato de tetrabutylammonium. Em seguida, esfriou o chip, colocando o aquecedor a 30 graus Celsius e ligando o ventilador de resfriamento com o programa de controle.Usando uma micropipette, adicione uma solução de seis microliters de precursor fallypride em cima do resíduo seco no primeiro local de reação. Repita isso para todos os outros sites de reação no chip. Use o plano de otimização para determinar qual concentração da série de diluição é usada para cada local de reação.Aqueça o chip a 110 graus Celsius por sete minutos usando o programa de controle para realizar a reação de radiofluorinação, depois esfrie o chip colocando o aquecedor a 30 graus Celsius e ligando o ventilador de resfriamento com o programa de controle. Colete o produto bruto no primeiro local de reação adicionando 10 microliters de solução de coleta do tubo de microcentrifuge designado. Depois de esperar por cinco segundos, aspire o produto bruto diluído e transfira-o para o tubo de microcentrifuge de coleta correspondente.Repita este processo um total de quatro vezes usando a mesma ponta de pipeta e, em seguida, feche o tubo de microcentrifuagem. Repita estas etapas para coletar o produto bruto de todos os outros locais de reação no chip. Para determinar a eficiência da coleta para a primeira reação no chip, coloque o tubo de microcentrifutura com o produto bruto coletado do primeiro ponto de reação no calibrador de dose para medir a atividade.Regisso da medição e do tempo da medição. Repita este processo para cada um dos produtos brutos coletados. Calcule a eficiência da coleta dividindo a atividade do produto bruto coletado pela atividade inicial medida para o mesmo local de reação.Repita isso para todos os outros sites de reação no chip. Em seguida, analise a composição de cada produto bruto coletado. Com um lápis, desenhe uma linha a 15 milímetros da borda inferior da placa TLC e outra linha a 50 milímetros da mesma borda.A primeira linha é a linha de origem e a segunda é a linha de frente solvente. Desenhe oito pequenos X's ao longo da linha de origem em espaçamento de cinco milímetros para definir a posição de mancha de amostra para cada uma das oito pistas. Usando uma micropipette, transfira 0,5 microliters do primeiro produto bruto para a placa TLC no X para a primeira faixa.Repita isso para produtos brutos adicionais e, em seguida, aguarde que as manchas sequem. Desenvolva cada placa TLC usando uma fase móvel de 60% de acetonitrila em formato de amônio de 25 mililiares com 1%TEA até que a frente solvente atinja a linha de frente solvente. Nesse momento, remova a placa TLC da câmara e espere que o solvente na placa TLC seque, em seguida, coloque a placa TLC no sistema de imagem Cerenkov e cubra-a com um slide de microscópio de vidro.Obtenha uma imagem de radioatividade de cada placa TLC definindo o sistema de imagem Cerenkov para uma exposição de cinco minutos e, em seguida, selecione o arquivo produzido da imagem para a placa TLC e execute correções de imagem padrão. Use a análise da região de interesse para a primeira faixa da primeira placa TLC. Desenhar regiões ao redor de cada faixa visível na pista e, em seguida, calcular a fração de intensidade integrada de cada região em comparação com a intensidade total integrada de todas as regiões.Determine a eficiência de fluoretação como a fração de atividade na banda Fallypride. Repita esta análise para todas as outras faixas em todas as placas TLC. Em seguida, calcule o rendimento radioquímico bruto para cada reação e escolha a concentração precursora ideal examinando o rendimento radioquímico bruto em função da concentração precursora.Os estudos de otimização do Radiofarmacêutico Fallypride foram realizados por uma concentração precursora variada no acetonitrilo de álcool trêmulo. As reações foram realizadas a 110 graus Celsius por sete minutos. Eficiência de coleta e composição amostral são mostrados aqui.A eficiência da fluoretação aumentou com o aumento da concentração precursora e a concentração de Flúor não redigido diminuiu. Houve uma pequena quantidade de produto lateral radioativo em baixas concentrações precursoras, que não foi formada nas concentrações precursoras mais elevadas. A eficiência da coleta foi quase quantitativa para a maioria das condições, embora tenha caído ligeiramente em baixas concentrações precursoras.O maior rendimento radioquímico bruto foi alcançado com uma concentração precursora de 39 milimililar. Nesta condição, a eficiência da fluoretação foi de 96% O RCY bruto foi de 87% e não houve formação de produto lateral radioativo observado. É fundamental ter um plano de mapa de qual condição de reação corresponde a qual gota de reação no chip e ter tubos de reagente devidamente rotulados e tubos de coleta de produtos que podem ser verificados duas vezes durante o experimento.O procedimento pode ser usado para a otimização de outras condições de reação, como quantidade de base, tipo de solvente ou volume de reação. Também pode ser usado para otimizar a síntese de outros radiofarmacêuticos.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

Microondas assistidas Intramoleculares Dehydrogenative Diels Alder-Reações para a síntese de Naftalenos funcionalizados / Corantes solvatocrômico

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Química

Retropinacol/Cross-pinacol Coupling Reactions - A Catalytic Access to 1,2-Unsymmetrical Diols

Reações de Acoplamento Retropinacol/Pinacol Cruzado: Acesso Catalítico a 1,2-Dióis Assimétricos

Unsymmetrical 1,2-diols are hardly accessible by reductive pinacol coupling processes. A successful execution of such a transformation is bound to a clear ...

Hot Biological Catalysis: Isothermal Titration Calorimetry to Characterize Enzymatic Reactions

Catálise Biológica a Quente: Calorimetria de Titulação Isotérmica para Caracterizar Reações Enzimáticas

Isothermal titration calorimetry (ITC) is a well-described technique that measures the heat released or absorbed during a chemical reaction, using it as ...

Real-time Monitoring of Reactions Performed Using Continuous-flow Processing: The Preparation of 3-Acetylcoumarin as an Example

Monitoramento em tempo real de Reações realizada utilizando processamento de fluxo contínuo: A Preparação de 3-Acetylcoumarin como Exemplo

By using inline monitoring, it is possible to optimize reactions performed using continuous-flow processing in a simple and rapid way. It is also possible ...

Optimization of Synthetic Proteins: Identification of Interpositional Dependencies Indicating Structurally and/or Functionally Linked Residues

Otimização de proteínas sintéticas: Identificação de interposição Dependências Indicating Estruturalmente e / ou resíduos funcionalmente ligadas

Protein alignments are commonly used to evaluate the similarity of protein residues, and the derived consensus sequence used for identifying functional ...

Curtain Flow Column: Optimization of Efficiency and Sensitivity

Cortina Fluxo Coluna: Optimização da Eficiência e Sensibilidade

Active Flow Technology (AFT) is a form of column technology that increases the separation performance of a HPLC column through the use of a specially ...

Improved Heterojunction Quality in Cu2O-based Solar Cells Through the Optimization of Atmospheric Pressure Spatial Atomic Layer Deposited Zn1-xMgxO

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Melhoria da Qualidade Heterojunction em Cu<sub&gt; 2</sub&gt; O baseados em células solares através da optimização da Pressão atmosférica Camada Espacial Atomic Depositado<br /&gt; Zn<sub&gt; X-1</sub&gt; Mg<sub&gt; x</sub&gt; ó

Atmospheric pressure spatial atomic layer deposition (AP-SALD) was used to deposit n-type ZnO and Zn1-xMgxO thin films onto p-type thermally oxidized Cu2O ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

Um protocolo para reações seguras litiação Usando organolï¿½io Reagentes

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Synthesis of Platinum-nickel Nanowires and Optimization for Oxygen Reduction Performance

Síntese de nanofios de níquel e platina e otimização de desempenho de redução do oxigênio

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Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine

Reações Enzimáticas em Cascata para a Síntese de Aminoálcoois Quirais a partir de L-lisina

Amino alcohols are versatile compounds with a wide range of applications. For instance, they have been used as chiral scaffolds in organic synthesis. ...