Name: automated radiochemical synthesis of [18f]3f4ap: a novel pet tracer for imaging demyelinating diseases
Uploaded: 2017-05-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases at JoVE.com

وقد تم دعم هذا المشروع من خلال منح نيه / نيبيب 1K99EB020075 إلى بيدرو بروجارولاس وجائزة صندوق الابتكار من بورصة شيكاغو الابتكار لبريان بوبكو وبيدرو بروجارولاس. البروفيسور بريان بوبكو يعرب عن امتنانه على توجيهه والدعم المالي للمشروع. اعترف البروفسور تشين تو تشن والموارد بحوث التصوير حيوان صغير متكامل في جامعة شيكاغو لسخاء تقاسم مساحة المختبر والمعدات. ومن المسلم به إيبا لرعاية الوصول المفتوح لهذه المادة.

<ol>
	<li>Valk, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Positron emission tomography : basic science and clinical practice. , (2003).</li><li>Phelps, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PET: molecular imaging and its biological applications. , (2004).</li><li>Ametamey, S. M., Honer, M., Schubiger, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imaging+with+PET.">Molecular imaging with PET.</a> Chem Rev. 108 (5), 1501-1516 (2008).</li><li>Oriuchi, N., 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=Present+role+and+future+prospects+of+positron+emission+tomography+in+clinical+oncology.">Present role and future prospects of positron emission tomography in clinical oncology.</a> Cancer Sci. 97 (12), 1291-1297 (2006).</li><li>Heiss, W. D., Herholz, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+receptor+imaging.">Brain receptor imaging.</a> J Nucl Med. 47 (2), 302-312 (2006).</li><li>Brugarolas, P., Freifelder, R., Cheng, S. -. H., DeJesus, O. <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+meta-substituted+[18F]3-fluoro-4-aminopyridine+via+direct+radiofluorination+of+pyridine+N-oxides.">Synthesis of meta-substituted [18F]3-fluoro-4-aminopyridine via direct radiofluorination of pyridine N-oxides.</a> Chemical Communications. , (2016).</li><li>Jones, R. E., Heron, J. R., Foster, D. H., Snelgar, R. S., Mason, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+4-aminopyridine+in+patients+with+multiple+sclerosis.">Effects of 4-aminopyridine in patients with multiple sclerosis.</a> J Neurol Sci. 60 (3), 353-362 (1983).</li><li>Davis, F. A., Stefoski, D., Rush, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orally+administered+4-aminopyridine+improves+clinical+signs+in+multiple+sclerosis.">Orally administered 4-aminopyridine improves clinical signs in multiple sclerosis.</a> Ann Neurol. 27 (2), 186-192 (1990).</li><li>Goodman, A. 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=Sustained-release+oral+fampridine+in+multiple+sclerosis:+a+randomised,+double-blind,+controlled+trial.">Sustained-release oral fampridine in multiple sclerosis: a randomised, double-blind, controlled trial.</a> Lancet. 373 (9665), 732-738 (2009).</li><li>Brugarolas, 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=.">.</a> Abstracts Of Papers Of The American Chemical Society. , (2016).</li><li>Brugarolas, 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=Development+of+a+PET+tracer+for+MS.">Development of a PET tracer for MS.</a> J Nucl Med Meeting Abstracts. 55 (1), 1124 (2014).</li><li>Brugarolas, 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=Fluorinated+4-aminopyrdines+as+PET+tracers+for+MS.">Fluorinated 4-aminopyrdines as PET tracers for MS.</a> Journal of Nuclear Medicine. 56, 493 (2015).</li><li>Yoswathananont, N., Nitta, K., Nishiuchi, Y., Sato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+hydrogenation+reactions+in+a+tube+reactor+packed+with+Pd/C.">Continuous hydrogenation reactions in a tube reactor packed with Pd/C.</a> Chem Comm. (1), 40-42 (2005).</li><li>St&#246;cklin, G., Pike, V. 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> Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography-Methodological Aspects. 24, (1993).</li><li>Liu, Z., 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=Preclinical+evaluation+of+a+high-affinity+18F-trifluoroborate+octreotate+derivative+for+somatostatin+receptor+imaging.">Preclinical evaluation of a high-affinity 18F-trifluoroborate octreotate derivative for somatostatin receptor imaging.</a> J Nucl Med. 55 (9), 1499-1505 (2014).</li><li>Liu, Z., 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-trifluoroborate+derivatives+of+[des-arg(10)]kallidin+for+imaging+bradykinin+b1+receptor+expression+with+positron+emission+tomography.">18F-trifluoroborate derivatives of [des-arg(10)]kallidin for imaging bradykinin b1 receptor expression with positron emission tomography.</a> Mol Pharm. 12 (3), 974-982 (2015).</li><li>Scott, P. J. H., Hockley, B. G., Kilbourn, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Radiochemical Syntheses, Volume 1: Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography. , (2012).</li></ol>

المؤلفين ليس لديهم ما يكشف عنه.

<html> ويتطلب إعداد أجهزة تتبع الحيوانات الأليفة وضع بطاقات فعالة مع الحد الأدنى من تدخل المستخدم للحد من التعرض للإشعاع 14 . هنا، وصفنا أول إجراء شبه الآلي للتوليف الكيميائي الإشعاعي من [ 18 F] 3F4AP، وهو التتبع بيت حاليا قيد التحقيق لتصوير الميالين. هذه الطريقة شبه الآلية تنتج راديوتراسر مع نقاء عالية ونشاط معين كاف للدراسات الحيوانية. اعتمدت الأساليب السابقة لتوليف هذا المركب على التوليف اليدوي 6 ، مما يحد بشكل كبير من كمية التتبع المشعة التي يمكن أن تنتج. وجود طريقة الآلي للتوليف كما يوفر غلة أكثر استنساخه ويجعل من الاسهل لنقل هذا الإجراء إلى مختبرات أخرى مع معدات مماثلة. وستكون الجهود المستقبلية للأتمتة الكاملة للإجراء مفيدة في إنتاج التتبع في كميات عالية للدراسات في الحيوانات الكبيرة أو البشر. لاس = &quot;jove_content&quot;&gt; يستخدم هذا الإجراء تبادل نيوكليوفيليك من 19 F ل 18 F لدمج النظائر المشعة في جزيء الفائدة. مزايا هذا التفاعل هي أنها سريعة وتنتج حصريا تقريبا المنتج المطلوب دون الحاجة إلى تنفيذ خطوة تنقية يحتمل أن تكون طويلة لإزالة الزائدة من السلائف. أحد القيود على استخدام تفاعلات التسميم الفلورايد تبادل مثل تلك المستخدمة هنا هو أنه بسبب الكتلة الأولية للمركب البارد النشاط المحدد النهائي المحدد كمقدار النشاط الإشعاعي في مسي على كمية من المركب في ميكرومول قد تكون محدودة. تحت ظروفنا القياسية، بدءا من 100-200 مسي من 18 F - و 50 ميكروغرام من السلائف، ونشاط معين نموذجي في نهاية التوليف هو ما يصل إلى 100-200 مسي / ميكرومول، والذي يبدو أن تكون كافية لدراسات التصوير قبل السريرية بيت . ومع ذلك، يمكن أن يحسن النشاط المحدد بزيادة مبلغ البدء ل 18 F - </sup&gt; مع الحفاظ على كمية الشامل منخفضة. وكانت هناك عدة تقارير عن إنتاج أشعة راديوية من خلال تبادل الفلورايد مع نشاط محدد عالي (1-3 سي / ميكرومول) عن طريق البدء بنشاط مرتفع وانخفاض كميات السلائف 15 و 16 . كما هو الحال مع جميع التوليفات الكيميائية الإشعاعية لتتبع الحيوانات الأليفة، فمن الأهمية بمكان العمل بسرعة من أجل التقليل من الاضمحلال الإشعاعي. ومن المهم أيضا تقليل الوقت الذي يستغرقه التعامل مع المواد المشعة واستخدام التدريع السليم وتعظيم المسافة بين المادة المشعة والمستخدم للحد من التعرض للإشعاع. هذه الجوانب ذات أهمية خاصة خلال النصف الثاني من البروتوكول (تنقية ومراقبة الجودة) التي يكون المستخدم لحقن يدويا الحل في هبلك، وجمع الكسور وتصفية المنتج النهائي. كما هو الحال مع جميع التوليفات الكيميائية الإشعاعية لتتبع الحيوانات الأليفة، فمن الأهمية بمكان للعمل بسرعة من أجل ميخفف من الاضمحلال الإشعاعي. ومن المهم أيضا تقليل الوقت الذي يستغرقه التعامل مع المواد المشعة واستخدام التدريع السليم وتعظيم المسافة بين المادة المشعة والمستخدم للحد من التعرض للإشعاع. هذه الجوانب ذات أهمية خاصة خلال النصف الثاني من بروتوكول (الهدرجة والتنقية) التي يكون المستخدم لحقن يدويا الحل في الهدرجة، وجمع الكسور، وإعداد إجراء التجفيف، وإعادة حل المنتج في المخزن المؤقت وتصفية ذلك. خلال خطوة التصفية فمن السهل أن تفقد كمية كبيرة من المواد المشعة في جدران القوارير. وبالتالي، فمن المهم في محاولة لجمع كل السائل قبل التصفية. استخدام كمية أكبر من المخزن المؤقت للذوبان قد يحسن العائد من الانتعاش ولكن استخدامه غير مثبط لأنه يتطلب حقن حجم أكبر على هبلك، مما تسبب في ذروة لتوسيع وزيادة حجم الجرعة النهائية. من أجل تحري الخلل وإصلاحهوتحسين الإجراء المهم لتتبع عوائد كل خطوة. بالنسبة لمعظم الخطوات يتم ذلك ببساطة عن طريق قياس كمية النشاط الإشعاعي قبل وبعد أي خطوة. في حالة رد الفعل يمكن حساب الغلة من خلال القياس الكمي للقمم هبلك. ويبين الجدول 1 في قسم النتائج الغلة النمطية لكل خطوة. ويورد الجدول 2 أدناه العديد من حالات الفشل الشائعة التي تواجهها الأسباب المحتملة للفشل وكيفية تصحيحها. وأخيرا، على الرغم من أن الإجراء الموضحة هنا هو محدد لتوليف [ 18 F] 3F4AP، وسير العمل العام والعديد من الخطوات الفردية هي مشتركة لتوليف مركبات أخرى 17 . في هذه المقالة كما أظهرنا اختبارات ق نموذجية أجريت على أي التتبع بيت.

القدرة على تتبع جزيء صغير المخدرات غير الغازية داخل جسم الإنسان لديه امكانات كبيرة نحو الطب الدقة. بين تقنيات التصوير الجزيئي، والتصوير المقطعي للانبعاث البوزيتروني (بيت) له العديد من الخصائص المواتية: حساسية عالية للكشف عن بيت يسمح الكشف والكمية من كميات صغيرة جدا من المواد المشعة وخصائص الماسحات الضوئية تسمح رسم الخرائط المكانية دقيقة لتوطين المخدرات 1 ، 2 ، 3 . على سبيل المثال، بيت يسمح الكشف وتوطين الأورام والانبثاث على أساس مستوى امتصاص التناظرية الجلوكوز المشعة، [ 18 F] فدج 4 . بيت يمكن أيضا توفير توطين والكمي لمستقبلات الدماغ محددة وإشغالها والتي يمكن أن تكون قيمة لتشخيص وفهم الاضطرابات العصبية والنفسية 5 . من أجل تطويرجزيء صغير بيت التتبع، مجمع الفائدة يجب أن يكون المسمى مع النظير بوزيترون الباعثة للضوء، عادة 11 C أو 18 F. بين هذين النظائر المشعة، 18 F لديها أطول نصف العمر (109 دقيقة مقابل 20.3 ل 11 C) ، والذي يسمح إنتاج جرعة متعددة وخارج الموقع. ومع ذلك، إضافة 18 F إلى جزيء يمكن أن يكون تحديا. 18 F وضع العلامات يتطلب ردود فعل سريعة متوافقة مع أتمتة تخفيف الكيميائي من التعامل المباشر من النشاط وتلقي جرعات الإشعاع عالية الامتصاص. وصفنا مؤخرا استخدام البيريدين N-أوكسيدس كما السلائف لفلورة البيريدين واستخدام هذه الكيمياء في التركيب الكيميائي الإشعاعي من [ 18 F] 3F4AP 6 ، التناظرية المشعة بالرادار من المخدرات وافقت ادارة الاغذية والعقاقير للتصلب المتعدد، 4- أمينوبيريدين (4AP) 7 ، 8 ، 9 . ثهو راديوتراسر رواية قيد التحقيق حاليا باعتباره التتبع بيت ل إزالة الميالين 10 ، 11 ، 12 . في هذه المقالة الفيديو، ونحن نبرهن على تخليق شبه الآلي من هذا المركب باستخدام إيبا سينثيرا وحدة التوليف (يشار إليها فيما بعد باسم &quot;المزج&quot;) وجهاز الهدرجة تدفق في المنزل. ويستند التوليف على رد الفعل هو مبين في الشكل 1 . الاستعداد لإجراء يستغرق حوالي 1 ساعة، راديولابيلينغ وتنقية 1.5 ساعة وإجراءات مراقبة الجودة 0.5 ساعة.

<table><tbody><tr><td>Cyclotron produced [&lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F]fluoride</td><td>House supplied/Zevacor</td><td>IBA Cyclone 18</td><td>100-200 mCi</td></tr><tr><td>Integrated fluid processor for production FLT/FDG</td><td>ABX</td><td>K-2715SYN</td><td>Cassette used for nucleophilic substitution</td></tr><tr><td>Anhydrous acetonitrile</td><td>Janssen</td><td>36431-0010</td><td>Transfer under nitrogen</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Janssen</td><td>67-56-1</td><td></td></tr><tr><td>ultrapure water</td><td>house supplied</td><td></td><td>Millipore MilliQ system</td></tr><tr><td>TBA-HCO3</td><td>ABX</td><td>808.0000.6</td><td>abx.de</td></tr><tr><td>QMA</td><td>Waters</td><td>WAT023525</td><td>Quaternary methyl ammonium: Anion exchange solid phase extraction cartridge for trap and release of &lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F&lt;sup&gt;-&lt;/sup&gt; from the target water</td></tr><tr><td>Sodium bicarbonate</td><td>ABX</td><td>K-28XX.03</td><td>Prefilled 5 mL syringes</td></tr><tr><td>Alumina-N</td><td>Waters</td><td>WAT020510</td><td>Alumina-N solid phase extraction cartridge (for trapping unreacted &lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F&lt;sup&gt;-&lt;/sup&gt;)</td></tr><tr><td>3-fluoro-4-nitropyridine N-oxide</td><td>Synthonix</td><td>76954-0</td><td>Store in desicator. Precursor</td></tr><tr><td>3-fluoro-4-aminopyridine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>704490-1G</td><td>Reference standard</td></tr><tr><td>Oxalic acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>75688-50G</td><td></td></tr><tr><td>Sodium phosphate monobasic</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>S80191-1</td><td></td></tr><tr><td>Triethyl amine</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>04885-1</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Decon Labs</td><td>DSP-MD.43</td><td>USP</td></tr><tr><td>Final product vial</td><td>ABX</td><td>K28XX.04</td><td></td></tr><tr><td>Millex Filter Syringe</td><td>Millex</td><td>SLGVR04NL</td><td></td></tr><tr><td>10% Pd/C cartridge</td><td>Sigma Aldrich</td><td>THS-01111-12EA</td><td></td></tr><tr><td>11 mm vials + crimp seals</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;</td><td>03-250-618, 06-451-117, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>13 mm vials + crimp seals</td><td>Fisher Scientific</td><td>06-718-992, 06-718-643, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>HPLC vials</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-391-16, 03-391-17, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>SEMIPREP C18 column</td><td>Agilent</td><td>990967-202</td><td></td></tr><tr><td>V-vials</td><td>Alltech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Syringes: 1, 3, 10 mL</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-829-10D, 14-829-13Q, 14-829-18G, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>Compressed gases: N&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;, He, H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Airgas</td><td>UHP N300, UHP HE300, UHP H300, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>TLC plates</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z193275, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Equipment&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Synthera automated synthesizer</td><td>IBA SA, Belgium, iba-worldwide.com</td><td>Synthera, 250.001</td><td>Automatic synthesis unit</td></tr><tr><td>In-house hydrogenator</td><td>See picture</td><td></td><td>See text description</td></tr><tr><td>Hot cells</td><td>Comecer</td><td></td><td>For manipulating radioactive materials</td></tr><tr><td>RadioTLC scanner</td><td>Eckert and Ziegler</td><td></td><td>For handling sterile materials</td></tr><tr><td>HPLC</td><td>Dionex</td><td>Ultimate 3000</td><td></td></tr><tr><td>Dose calibrator</td><td>Capintec</td><td>CRC15</td><td>Or equivalent</td></tr><tr><td>Gamma counter</td><td>Capintec, 7 Vreeland Road, Florham Park, NJ 07932</td><td>CRC 15, PET-CRC25, or equivalent</td><td>For measuring radioactivity</td></tr><tr><td>Personal dosimeters</td><td>Packard</td><td>Cobra II</td><td>For measuring gamma spectrum</td></tr><tr><td>Personal radiation badges and rings</td><td>Atlantic Nuclear</td><td>Rados Rad-60 Electronic Dosimeter, or equivalent</td><td></td></tr><tr><td>Rotavap + vacuum pump</td><td>Landauer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lead pigs + syringe shields</td><td>Heidolph</td><td></td><td>Or equivalent</td></tr><tr><td>Geiger counter</td><td>Pinestar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Geiger counter</td><td>Ludlum</td><td>Model 3 + Pancake GM detector, 4801605, 47-1539, or equivalent</td><td></td></tr></tbody></table>

automated radiochemical synthesis of [18f]3f4ap: a novel pet tracer for imaging demyelinating diseases

3- [ 18 F] الفلورو 4-أمينوبيريدين، [ 18 F] 3F4AP، هو التناظرية المشعة بالضوء من المخدرات وافقت ادارة الاغذية والعقاقير للتصلب المتعدد 4-أمينوبيريدين (4AP). هذا المركب قيد التحقيق حاليا باعتباره التتبع بيت ل إزالة الميالين. وصفنا مؤخرا تفاعل كيميائي رواية لإنتاج البياضات ميتافلوريناتد تتكون من الفلور المباشر من N- أكسيد البيريدين واستخدام هذا التفاعل للتوليف الكيميائي الإشعاعي من [ 18 F] 3F4AP. في هذه المقالة، ونحن نبرهن على كيفية إنتاج هذا التتبع باستخدام المزج الآلي ومصنع في الداخل مفاعل الهدرجة تدفق. وتبين لنا أيضا إجراءات مراقبة الجودة القياسية التي أجريت قبل الإفراج عن راديوتراسر للدراسات التصوير الحيوان قبل السريرية. هذا الإجراء شبه الآلي يمكن أن تكون بمثابة الأساس لإنتاج في المستقبل من [ 18 F] 3F4AP للدراسات السريرية.

يتكون التوليف الإشعاعي لل [ 18 F] 3F4AP خطوتين ( الشكل 1 ). يتم تنفيذ الخطوة الأولى في بطريقة مؤتمتة بالكامل باستخدام وحدة التوليف ( الشكل 3 ). يستخدم هذا النظام القائم على الكاسيت أربعة قارورة كاشف وقارورة المفاعل واحد ولها صمامات الكمبيوتر التي تسيطر التي تسمح نقل وخلط الكواشف وكذلك التدفئة والضغط وإخلاء المفاعل. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يدعم معيار خراطيش استخراج المرحلة الصلبة لفصل الكواشف. واجهة الكمبيوتر تتيح للمستخدمين كتابة وتعديل البرامج النصية من أجل تشغيل توليفات الخاصة بهم. في حالة [ 18 F] 3F4AP، يتكون إجراء التوليف من خمسة أجزاء أساسية. في الجزء الأول، يقوم المزج بخطوات فحص ذاتي، ويسخن المفاعل وينتظر إشارة المشغل بأن الموديل F F جاهز. خلال الجزء الثاني، يتم نقل الفلورايد [ 18 F]م فيال 18 F في خرطوشة تبادل أنيون و إلوتد من خرطوشة في المفاعل باستخدام حل بيكربونات الأمونيوم تيترابوتيل. الجزء الثالث، المزج أزيوتروبيكالي يجف [ 18 F] الفلورايد تحت فراغ لجعله رد الفعل نحو النزوح نوكلأوفيليك. في الجزء الرابع، يتم إضافة السلائف تلقائيا إلى المفاعل حيث يتفاعل مع 18 F - لتوليد مركب المسمى. وأخيرا، يتم إخماد التفاعل بإضافة حمض الأكساليك 0.2٪ في الميثانول، الذي يمنع تحلل القاعدة التي تروج للمنتج، والحل النهائي هو نقل الضغط إلى قارورة جمع بعد مرورها من خلال خرطوشة الألومينا N أن الفخاخ أي الفلوريد غير المتفاعل. بعد الانتهاء من وضع العلامات على عينة صغيرة يمكن اتخاذها لمراقبة الجودة. تشغيل عينة على هبلك يوفر تأكيدا على أن الخطوة وضع العلامات وعمل تقديريةعلى النقاء الكيميائي الإشعاعي ( الشكل 4 ). أيضا، من أثر الأشعة فوق البنفسجية على هبلك كمية كبيرة من المنتج يمكن أن تحسب باستخدام منحنى المعايرة التي أنشئت من قبل. في حين يتم تشغيل هبلك مراقبة الجودة في العملية، يتم تنفيذ الخطوة الثانية رد فعل، والحد من N- أكسيد ومجموعات نيترو. من أجل القيام بذلك، يتم حقن المنتج المسمى تلقائيا في جهاز الهدرجة في المنزل على أساس الطريقة التي نشرتها يوسواثانانونت وآخرون. 13 ( الشكل 2 ). يتكون هذا الجهاز من مضخة هبلك وخزان هيدروجين مضغوط متصل بجهاز هدرجة التدفق من خلال خطوط مجهزة بصمامات فحص لمنع التدفق الخلفي. يتم دفع المنتج من قبل مضخة هبلك ومختلطة مع الهيدروجين في خلاط على شكل حرف T. ثم يتم تمرير هذا الخليط من خلال خرطوشة صغيرة تحتوي على 10٪ بد / C محفز على دعم الصلبة. بعد المرور عبر كاتامحض ثم يتم جمع المنتج انخفاض في كسور صغيرة. بعد الهدرجة، يتم نقل المنتج الخام وحقن يدويا في هبلك لتنقية المنتج النهائي ( الشكل 5 ). وقد تم اختيار المرحلة المتنقلة من هبلك لتكون متوافقة مع حقن الحيوان. ثم يتم جمع قمم المقابلة للمنتج وتصفية تعقيمها للحصول على الجرعة النهائية. قبل إطلاق الجرعة لدراسات التصوير بيت، يتم إجراء اختبارات مراقبة الجودة. يتم إجراء هذه الاختبارات للتأكد من أن التتبع هو الكيان الكيميائي الذي من المفترض أن يكون وأنه آمن للحقن. قد لا تكون هناك حاجة لبعض هذه الاختبارات للحقن في الحيوانات ولكن ينصح عموما لمتابعة المبادئ التوجيهية الاستخدام البشري. القيام بذلك يضمن جودة المنتج، مما يزيد الثقة في النتائج ويواجه إلى حد كبيريولد الانتقال في المستقبل إلى تصنيع المنتج للحقن البشري. الجدول 1 يحتوي على معلمات التوليف النموذجية بما في ذلك النشاط الإشعاعي الأولي المبلغ، الأولي كمية السلائف، العائد لكل خطوة، نشاط معين، وفقدان الترشيح، الخ هذه المعلمات هي استكشاف الأخطاء وإصلاحها في بعض الأحيان مفيدة والتحسين في المستقبل من الإجراء. <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig1.jpg" /> الشكل 1. مخطط رد الفعل. يتكون التوليف الإشعاعي الكيميائي من وضع العلامات بواسطة 19 F / 18 F الصرف تليها الهدرجة المحفزة البلاديوم. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2"<html> سرك = &quot;/ فيليز / ftp_upload / 55537 / 55537fig2.jpg&quot; /&gt; الشكل 2. نظام الهدرجة. تخطيطي للجهاز. ويستند هذا الجهاز على نشر من قبل يوسواثانانونت وآخرون. (المرجع 13). <img alt="الشكل 3" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig3.jpg" /> الشكل 3. مخطط من المزج متكامل فلويديك المعالج (إف) والكواشف. يحتوي إف على أربعة قارورة كاشف، خرطوشة هيئة متاحف قطر وقارورة مفاعل واحد. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 4" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig4.jpg" /> الشكل 4. الأشعة فوق البنفسجية و راديوبلك التتبع عن المنتج وسيطة. 3-فلورو -4 نيتروبيريدين N- أكسيد لديه امتصاص مميزة في 313 نانومتر.e.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig4large.jpg &quot;تارجيت =&quot; _ بلانك &quot;&gt; الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. <img alt="الشكل 5" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig5.jpg" /> الشكل 5. الأشعة فوق البنفسجية و راديوبلك التتبع عن المنتج النهائي. 3-فلورو-4-أمينوبيريدين يمتص في 254 نانومتر. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> مفهوم </td><td> متوسط ​​(ن = 4) </td><td> SD </td><td> تعليقات </td></tr><tr><td> النشاط الأولي F 18 (مسي) </td><td> 148.0 </td><td> 44.9 </td><td> بدء التوليف </td></tr><tr><td> كمية السلائف (ميكروغرام) </td><td> 50 </tد&gt; <td></td><td> استخدام 50 ميكرولتر من 1.0 ملغ / مل الأسهم </td></tr><tr><td> النشاط المتبقي في هيئة متاحف قطر (مسي) </td><td> 3.0 </td><td> 1.7 </td><td> يقاس في نهاية خطوة وضع العلامات </td></tr><tr><td> راديولابيلينغ العائد </td><td> 29.7٪ </td><td> 6.3٪ </td><td> Act_collection_vial ÷ (Act_collection_vial + Act_AluN) </td></tr><tr><td> النقاء الكيميائي الكيميائي (هبلك-1) </td><td> &gt; 98٪ </td><td></td><td> من هبلك-1 ق </td></tr><tr><td> المواصفات. فعل. وسيطة (مسي / μmol) </td><td> 122.9 </td><td> 29.7 </td><td> من هبلك-1 باستخدام منحنى المعايرة </td></tr><tr><td> استعادة الهدرجة (دس) </td><td> 74٪ </td><td> 9.0٪ </td><td> تصحيح لتصحيح </td></tr><tr><td> هبلك الكيميائي النقاء (هبلك-2) </td><td> 90.7٪ </td><td> 2.9٪ </td><td> يحسب من هبلك-2 </td></tr><tr><td> تجفيف الكفاءة </td><td> &gt; 98٪ </td><td></td><td> تصحيح لتصحيح </td></tr><tr><td> تصفية الاسترداد </td><td> 93.5٪ </td><td> 1.7٪ </td><td> تصحيح لتصحيح </td></tr><tr><td> حجم الجرعة (مل) </td><td> 3.3 </td><td></td><td> جمع الكسور مع أعلى النشاط الإشعاعي </td></tr><tr><td> المواصفات. فعل. المنتج النهائي (مسي / μmol) </td><td> 75.5 </td><td> 30.0 </td><td> من هبلك-3 باستخدام منحنى المعايرة </td></tr><tr><td> كفاءة التجميع </td><td> 8.5٪ </td><td> 3.6٪ </td><td> غير تصحيح الاضمحلال </td></tr><tr><td> زمن التوليف (دقيقة) </td><td> 104 </td><td> 11.2 </td><td></td></tr></tbody></table> الجدول 1. المعلمات التركيب الكيميائي الكيميائي. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> المشاكل الشائعة </td><td> الأسباب المحتملة والحلول </td></tr><tr><td rowspan="3"> [ 18 F] لا يتم إزالة الفلورايد بكفاءة من هيئة متاحف قطر </td><td> · لم يتم إعداد تبا-هكو 3 بشكل صحيح. ضمان تركيز كافية. </td></tr><tr><td> · هناك تسريبات على قارورة تبا-هكو 3 . تأكد من أن ختم تجعيد ضيق ولا يتم مثقب الحاجز قبل تثبيته على إف. </td></tr><tr><td> · تبا-هكو 3 ليست في حالة جيدة. طلب دفعة جديدة. </td></tr><tr><td rowspan="2"> العائد على الملصقات منخفض </td><td> · هناك رطوبة في محلول السلائف. السلائف الجافة والمذيبات. </td></tr><tr><td> · درجة الحرارة منخفضة جدا. </td></tr><tr><td rowspan="3"> حل التفاعل هو الأصفر </td><td> · المنتج هو تحلل بسبب قاعدة. استخدام أقل تبا-هكو 3 . </td></tr><tr><td> · هناك رو بكثير السلائف. استخدام أقل السلائف. </td></tr><tr><td> · هناك القليل جدا من المذيب للمبلغ 18 F - . استخدام المزيد من المذيبات. </td></tr><tr><td> قمم إضافية على راديوهبلك </td><td> · يتم استبدال مجموعة نيترو: تقليل درجة حرارة التفاعل أو تقصير زمن التفاعل. </td></tr><tr><td rowspan="3"> رد فعل الهدرجة لا يعمل </td><td> · محفز ليست جيدة. استخدم خرطوشة جديدة. </td></tr><tr><td> · التدفق سريع جدا ولا يسمح بالاتصال الكافي بين المحفز والركيزة. تقليل التدفق. </td></tr><tr><td> · ضغط الهيدروجين منخفض جدا. زيادة الضغط H 2 . </td></tr><tr><td> يزداد ضغط الهيدروجين بشكل كبير أثناء العملية </td><td> · خرق سلامة خرطوشة والدعم الصلب هو انسداد خطوط. وقف تدفق وإيقاف الغاز. السماح الاضمحلال الاضمحلال. قم بإزالة خرطوشة المحفز وقم بتنظيف النظام. ضعإو خرطوشة. </td></tr><tr><td> العائد الهدرجة منخفضة </td><td> · الشوائب كثيرة جدا تتنافس على المحفز (مين، حمض الأكساليك). تقليل كمية الشوائب أو زيادة كتلة السلائف (تحذير: زيادة كمية السلائف سوف تقلل نشاط معين). </td></tr><tr><td rowspan="2"> استعادة النشاط الإشعاعي من خطوة الهدرجة منخفضة </td><td> · هناك تسرب في النظام. تحقق من وجود تسرب و باكفلوش في خط الهيدروجين. </td></tr><tr><td> · المركب هو ديفلوريناتينغ في المفاعل. تقييم ظروف التفاعل المختلفة (الضغط، ودرجة الحرارة، والتدفق، وما إلى ذلك ). </td></tr><tr><td rowspan="2"> يتم فقدان الكثير من النشاط الإشعاعي أثناء الترشيح </td><td> · الرطب المرشح قبل الاستخدام. </td></tr><tr><td> · استخدام فلتر مع انخفاض حجم القتلى. </td></tr><tr><td rowspan="4"> ذروة المنتج النهائي على هبلك تبدو واسعة </td><td> · حقن الكثير من الحقن. حقن أقل صباحاount. استخدام عمود مع قطر أكبر. </td></tr><tr><td> · العمود غير مكيفة بشكل جيد. قم بتهيئة العمود لما لا يقل عن 30 وحدة تخزين عمود. </td></tr><tr><td> · درجة الحموضة من المرحلة المتنقلة منخفضة. تأكد من أن الرقم الهيدروجيني ≥ 8. </td></tr><tr><td> · العمود ليس في حالة جيدة. استبدال العمود. استخدام العمود متوافق مع الرقم الهيدروجيني الأساسي. </td></tr></tbody></table> جدول 2. دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

Watch this Scientific Journal Video about Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases at JoVE.com

Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases

علينا أن نظهر التوليف الكيميائي شبه الآلي من [ 18 F] 3F4AP وإجراءات مراقبة الجودة.

الآلي التجميع الإشعاعي الكيميائي [<sup&gt; 18</sup&gt; F] 3F4AP: رواية بيت التصوير للتصوير الأمراض المزيلة

3-[18F]fluoro-4-aminopyridine, [18F]3F4AP, is a radiofluorinated analog of the FDA-approved drug for multiple sclerosis 4-aminopyridine (4AP). This ...

automated-radiochemical-synthesis-18f3f4ap-novel-pet-tracer-for

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Medicine

Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases

9.9K Views.  The University of Chicago.  علينا أن نظهر التوليف الكيميائي شبه الآلي من [ 18 F] 3F4AP وإجراءات مراقبة الجودة. 

Video: Automated Radiochemical Synthesis of [18F]3F4AP: A Novel PET Tracer for Imaging Demyelinating Diseases

Radionuclide-fluorescence Reporter Gene Imaging to Track Tumor Progression in Rodent Tumor Models

Metastasis is responsible for most cancer deaths. Despite extensive research, the mechanistic understanding of the complex processes governing metastasis remains incomplete. In vivo models are paramount for metastasis research, but require refinement. Tracking spontaneous metastasis by non-invasive in vivo imaging is now possible, but remains challenging as it requires long-time observation and high sensitivity. We describe a longitudinal combined radionuclide and fluorescence whole-body in vivo imaging approach for tracking tumor progression and spontaneous metastasis. This reporter gene methodology employs the sodium iodide symporter (NIS) fused to a fluorescent protein (FP). Cancer cells are engineered to stably express NIS-FP followed by selection based on fluorescence-activated cell sorting. Corresponding tumor models are established in mice. NIS-FP expressing cancer cells are tracked non-invasively in vivo at the whole-body level by positron emission tomography (PET) using the NIS radiotracer [18F]BF4-. PET is currently the most sensitive in vivo imaging technology available at this scale and enables reliable and absolute quantification. Current methods either rely on large cohorts of animals that are euthanized for metastasis assessment at varying time points, or rely on barely quantifiable 2D imaging. The advantages of the described method are: (i) highly sensitive non-invasive in vivo 3D PET imaging and quantification, (ii) automated PET tracer production, (iii) a significant reduction in required animal numbers due to repeat imaging options, (iv) the acquisition of paired data from subsequent imaging sessions providing better statistical data, and (v) the intrinsic option for ex vivo confirmation of cancer cells in tissues by fluorescence microscopy or cytometry. In this protocol, we describe all steps required for routine NIS-FP-afforded non-invasive in vivo cancer cell tracking using PET/CT and ex vivo confirmation of in vivo results. This protocol has applications beyond cancer research whenever in vivo localization, expansion and long-time monitoring of a cell population is of interest.

We describe a protocol for preclinical in vivo tracking of cancer metastasis. It is based on a radionuclide-fluorescence reporter combining the sodium iodide symporter, detected by non-invasive [18F]tetrafluoroborate-PET, and a fluorescent protein for streamlined ex vivo confirmation. The method is applicable for preclinical in vivo cell tracking beyond tumor biology.

الجينات مراسل fluorescence النويدات المشعة التصوير لتتبع تطور الورم في نماذج القوارض الورم

Metastasis is responsible for most cancer deaths. Despite extensive research, the mechanistic understanding of the complex processes governing metastasis ...

Cancer Research

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

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological targets and processes. However, the increasing number of different tracers creates challenges for their production at radiopharmacies. While historically it has been practical to dedicate a custom-configured radiosynthesizer and hot cell for the repeated production of each individual tracer, it is becoming necessary to change this workflow. Recent commercial radiosynthesizers based on disposable cassettes/kits for each tracer simplify the production of multiple tracers with one set of equipment by eliminating the need for custom tracer-specific modifications. Furthermore, some of these radiosynthesizers enable the operator to develop and optimize their own synthesis protocols in addition to purchasing commercially-available kits. In this protocol, we describe the general procedure for how the manual synthesis of a new PET tracer can be automated on one of these radiosynthesizers and validated for the production of clinical-grade tracers. As an example, we use the ELIXYS radiosynthesizer, a flexible cassette-based radiochemistry tool that can support both PET tracer development efforts, as well as routine clinical probe manufacturing on the same system, to produce [18F]Clofarabine ([18F]CFA), a PET tracer to measure in vivo deoxycytidine kinase (dCK) enzyme activity. Translating a manual synthesis involves breaking down the synthetic protocol into basic radiochemistry processes that are then translated into intuitive chemistry &#34;unit operations&#34; supported by the synthesizer software. These operations can then rapidly be converted into an automated synthesis program by assembling them using the drag-and-drop interface. After basic testing, the synthesis and purification procedure may require optimization to achieve the desired yield and purity. Once the desired performance is achieved, a validation of the synthesis is carried out to determine its suitability for the production of the radiotracer for clinical use.

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

Positron-emission tomography (PET) imaging sites that are involved in multiple early clinical research trials need robust and versatile radiotracer manufacturing capabilities. Using the radiotracer [18F]Clofarabine as an example, we illustrate how to automate the synthesis of a radiotracer using a flexible, cassette-based radiosynthesizer and validate the synthesis for clinical use.

التشغيل الآلي لانبعاث البوزيترون الطبقي (PET) Radiotracer التوليف بروتوكول للإنتاج السريرية

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...

Chemistry

Radiotracer Administration for High Temporal Resolution Positron Emission Tomography of the Human Brain: Application to FDG-fPET

Functional positron emission tomography (fPET) provides a method to track molecular targets in the human brain. With a radioactively-labelled glucose analogue, 18F-fluordeoxyglucose (FDG-fPET), it is now possible to measure the dynamics of glucose metabolism with temporal resolutions approaching those of functional magnetic resonance imaging (fMRI). This direct measure of glucose uptake has enormous potential for understanding normal and abnormal brain function and probing the effects of metabolic and neurodegenerative diseases. Further, new advances in hybrid MR-PET hardware make it possible to capture fluctuations in glucose and blood oxygenation simultaneously using fMRI and FDG-fPET.
The temporal resolution and signal-to-noise of the FDG-fPET images is critically dependent upon the administration of the radiotracer. This work presents two alternative continuous infusion protocols and compares them to a traditional bolus approach. It presents a method for acquiring blood samples, time-locking PET, MRI, experimental stimulus, and administering the non-traditional tracer delivery. Using a visual stimulus, the protocol results show cortical maps of the glucose-response to external stimuli on an individual level with a temporal resolution of 16 s.

This manuscript describes two radiotracer administration protocols for FDG-PET (constant infusion and bolus plus infusion) and compares them to bolus administration. Temporal resolutions of 16 s are achievable using these protocols.

أداره التتبع الإشعاعي لدقه الزمنيه العالية بوزيترون الانبعاثات التصوير المقطعي للدماغ البشري: تطبيق FDG-Fdg

Functional positron emission tomography (fPET) provides a method to track molecular targets in the human brain. With a radioactively-labelled glucose ...

Behavior

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands for in vivo investigations. Within this protocol, a robust and reliable remote-controlled radiosynthesis of [11C]SNAP-7941, an antagonist to the melanin-concentrating hormone receptor 1, is described. The radiosynthesis starts with cyclotron produced [11C]CO2 that is subsequently further reacted via a gas-phase transition to [11C]CH3OTf. Then, this reactive intermediate is introduced to the precursor solution and forms the respective radiotracer. Chemical as well as the radiochemical purity are determined by means of RP-HPLC, routinely implemented in the radiopharmaceutical quality control process. Additionally, the molar activity is calculated as it is a necessity for the following real-time kinetic investigations. Furthermore, [11C]SNAP-7941 is applied to MDCKII-WT and MDCKII-hMDR1 cells for evaluating the impact of P-glycoprotein (P-gp) expression on cell accumulation. For this reason, the P-gp expressing cell line (MDCKII-hMDR1) is either used without or with blocking prior to experiments by means of the P-gp substrate (&#177;)-verapamil and the results are compared to the ones observed for the wildtype cells. The overall experimental approach demonstrates the importance of a precise time-management that is essential for every preclinical and clinical study using PET tracers radiolabelled with short-lived nuclides, such as carbon-11 (half-life: 20 min).

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Here, we represent a protocol for the fully automated radiolabelling of [11C]SNAP-7941 and the analysis of the real-time kinetics of this PET-tracer on P-gp expressing and non-expressing cells.

الجانب التقني من التوليف الآلي والتقييم الحركي في الوقت الحقيقي من [11C] SNAP-7941

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands ...

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

Routine production of radiotracers used in positron emission tomography (PET) mostly relies on wet chemistry where the radioactive synthon reacts with a non-radioactive precursor in solution. This approach necessitates purification of the tracer by high performance liquid chromatography (HPLC) followed by reformulation in a biocompatible solvent for human administration. We recently developed a novel 11C-methylation approach for the highly efficient synthesis of carbon-11 labeled PET radiopharmaceuticals, taking advantage of solid phase cartridges as disposable &#34;3-in-1&#34; units for the synthesis, purification and reformulation of the tracers. This approach obviates the use of preparative HPLC and reduces the losses of the tracer in transfer lines and due to radioactive decay. Furthermore, the cartridge-based technique improves synthesis reliability, simplifies the automation process and facilitates compliance with the Good Manufacturing Practice (GMP) requirements. Here, we demonstrate this technique on the example of production of a PET tracer Pittsburgh compound B ([11C]PiB), a gold standard in vivo imaging agent for amyloid plaques in the human brains.

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

We report an efficient carbon-11 radiolabeling technique to produce clinically relevant tracers for Positron Emission Tomography (PET) using solid phase extraction cartridges. 11C-methylating agent is passed through a cartridge preloaded with precursor and successive elution with aqueous ethanol provides chemically and radiochemically pure PET tracers in high radiochemical yields.

المرحلة الصلبة 11ج-ميثيل ، تنقيه وصياغة لإنتاج المتتبعين PET

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

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

The para-substituted di-tert-butylfluorosilylbenzene structural motif known as the silicon-fluoride acceptor (SiFA) is a useful tag in the radiochemist&#39;s toolkit for incorporating radioactive [18F]fluoride into tracers for use in positron emission tomography. In comparison to conventional radiolabeling strategies, isotopic exchange of fluorine-19 from SiFA with [18F]fluoride is carried out at room temperature and requires minimal reaction participants. The formation of by-products is thus negligible, and purification is greatly simplified. However, while the precursor molecule used for labeling and the final radiolabeled product are isotopically discrete, they are chemically identical and are thus inseparable during purification procedures. The SiFA tag is also susceptible to degradation under the basic conditions arising from the processing and drying of [18F]fluoride. The &#39;4 drop method&#39;, wherein only the first 4 drops of eluted [18F]fluoride are used from the solid-phase extraction, reduces the amount of base in the reaction, facilitates lower molar amounts of precursor, and reduces degradation.

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

The synthesis of fluorine-18 (18F) labeled radiopharmaceuticals for positron emission tomography typically requires months of experience. When incorporated into a radiotracer, the silicon-fluoride acceptor (SiFA) motif enables a simple 18F-labeling protocol that is independent of costly equipment and preparatory training, while reducing precursor quantity needed and utilizing milder reaction conditions.

18 [ف-وسم] من [راديوتررس] وظيفية مع سليكون فلوريد [اكتور] ([سفا]) ل [بوزيترون] أذاعه تصوير مقطعي

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

Radiosynthesis of 1-(2-[18F]Fluoroethyl)-L-Tryptophan using a One-pot, Two-step Protocol

The kynurenine pathway (KP) is a primary route for tryptophan metabolism. Evidence strongly suggests that metabolites of the KP play a vital role in tumor proliferation, epilepsy, neurodegenerative diseases, and psychiatric illnesses due to their immune-modulatory, neuro-modulatory, and neurotoxic effects. The most extensively used positron emission tomography (PET) agent for mapping tryptophan metabolism, &#945;-[11C]methyl-L-tryptophan ([11C]AMT), has a short half-life of 20 min with laborious radiosynthesis procedures. An onsite cyclotron is required to radiosynthesize [11C]AMT. Only a limited number of centers produce [11C]AMT for preclinical studies and clinical investigations. Hence, the development of an alternative imaging agent that has a longer half-life, favorable in vivo kinetics, and is easy to automate is urgently needed. The utility and value of 1-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tryptophan, a fluorine-18-labeled tryptophan analog, has been reported in preclinical applications in cell line-derived xenografts, patient-derived xenografts, and transgenic tumor models.
This paper presents a protocol for the radiosynthesis of 1-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tryptophan using a one-pot, two-step strategy. Using this protocol, the radiotracer can be produced in a 20 &#177; 5% (decay corrected at the end of synthesis, n &#62; 20) radiochemical yield, with both radiochemical purity and enantiomeric excess of over 95%. The protocol features a small precursor amount with no more than 0.5 mL of reaction solvent in each step, low loading of potentially toxic 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo[8.8.8]hexacosane (K222), and an environmentally benign and injectable mobile phase for purification. The protocol can be easily configured to produce 1-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tryptophan for clinical investigation in a commercially available module.

Radiosynthesis of 1-2-[18F]Fluoroethyl-L-Tryptophan using a One-pot, Two-step Protocol

Here, we describe the radiosynthesis of 1-(2-[18F]Fluoroethyl)-L-tryptophan, a positron emission tomography imaging agent for studying tryptophan metabolism, using a one-pot, two-step strategy in a radiochemistry synthesis system with good radiochemical yields, high enantiomeric excess, and high reliability.

التخليق الإشعاعي ل 1-(2-[18F]Fluoroethyl)-L-Tryptophan باستخدام وعاء واحد ، بروتوكول من خطوتين

The kynurenine pathway (KP) is a primary route for tryptophan metabolism. Evidence strongly suggests that metabolites of the KP play a vital role in tumor ...

Automated Production of [68Ga]Ga-FAPI-46 on the iPHASE MultiSyn Synthesizer

An Automated Radiosynthesis of [68Ga]Ga-FAPI-46 for Routine Clinical Use

[68Ga]Ga-FAPI-46 is a promising new tracer for the imaging of fibroblast activation protein (FAP) by positron emission tomography (PET). Labeled FAP inhibitors (FAPIs) have demonstrated uptake in various types of cancers, including breast, lung, prostate, pancreatic and colorectal cancer. FAPI-PET also possesses a practical advantage over FDG-PET as fasting and resting are not required. [68Ga]Ga-FAPI-46 exhibits enhanced pharmacokinetic properties, improved tumor retention, and higher contrast images than the earlier presented [68Ga]Ga-FAPI-02 and [68Ga]Ga-FAPI-04. Although a manual synthesis protocol for [68Ga]Ga-FAPI-46 was initially described, in recent years, automated methods using different commercial synthesizers have been reported.
In this work, we describe the development of the automated synthesis of [68Ga]Ga-FAPI-46 using the iPHASE MultiSyn synthesizer for clinical applications. Initially, optimization of the reaction time and comparison of the performance of four different solid phase extraction (SPE) cartridges for final product purification were investigated. Then, the development and validation of the production of 0.6-1.7 GBq of [68Ga]Ga-FAPI-46 were conducted using these optimized parameters. The product was synthesized in 89.8 &#177; 4.8% decay corrected yield (n = 6) over 25 min. The final product met all recommended quality control specifications and was stable up to 3 h post synthesis.

This work describes the automated production of up to 1.7 GBq of [68Ga]Ga-FAPI-46 on the iPHASE MultiSyn synthesizer for PET imaging of fibroblast activation protein.

[68Ga]Ga-FAPI-46 is a promising new tracer for the imaging of fibroblast activation protein (FAP) by positron emission tomography (PET). Labeled FAP ...

Microwave-assisted One-pot Synthesis of N-succinimidyl-4-[18F]fluorobenzoate ([18F]SFB)

Biomolecules, including peptides,1-9 proteins,10,11 and antibodies and their engineered fragments,12-14 are gaining importance as both potential therapeutics and molecular imaging agents. Notably, when labeled with positron-emitting radioisotopes (e.g., Cu-64, Ga-68, or F-18), they can be used as probes for targeted imaging of many physiological and pathological processes.15-18 Therefore, significant effort has devoted to the synthesis and exploration of 18F-labeled biomolecules. Although there are elegant examples of the direct 18F-labeling of peptides,19-22 the harsh reaction conditions (i.e., organic solvent, extreme pH, high temperature) associated with direct radiofluorination are usually incompatible with fragile protein samples. To date, therefore, the incorporation of radiolabeled prosthetic groups into biomolecules remains the method of choice.23,24
N-Succinimidyl-4-[18F]fluorobenzoate ([18F]SFB),25-37 a Bolton-Hunter type reagent that reacts with the primary amino groups of biomolecules, is a very versatile prosthetic group for the 18F-labeling of a wide spectrum of biological entities, in terms of its evident in vivo stability and high radiolabeling yield. After labeling with [18F]SFB, the resulting [18F]fluorobenzoylated biomolecules could be explored as potential PET tracers for in vivo imaging studies.1 Most [18F]SFB radiosyntheses described in the current literatures require two or even three reactors and multiple purifications by using either solid phase extraction (SPE) or high-performance liquid chromatography (HPLC). Such lengthy processes hamper its routine production and widespread applications in the radiolabeling of biomolecules. Although several module-assisted [18F]SFB syntheses have been reported,29-32, 41-42 they are mainly based on complicated and lengthy procedures using costly commercially-available radiochemistry boxes (Table 1). Therefore, further simplification of the radiosynthesis of [18F]SFB using a low-cost setup would be very beneficial for its adaption to an automated process.
Herein, we report a concise preparation of [18F]SFB, based on a simplified one-pot microwave-assisted synthesis (Figure 1). Our approach does not require purification between steps or any aqueous reagents. In addition, microwave irradiation, which has been used in the syntheses of several PET tracers,38-41 can gives higher RCYs and better selectivity than the corresponding thermal reactions or they provide similar yields in shorter reaction times.38 Most importantly, when labeling biomolecules, the time saved could be diverted to subsequent bioconjugation or PET imaging step.28,43 The novelty of our improved [18F]SFB synthesis is two-fold: (1) the anhydrous deprotection strategy requires no purification of intermediate(s) between each step and (2) the microwave-assisted radiochemical transformations enable the rapid, reliable production of [18F]SFB.

Microwave-assisted One-pot Synthesis of N-succinimidyl-4-[18F]fluorobenzoate [18F]SFB

A facile, one-pot synthesis of N-succinimidyl-4-[18F]fluorobenzoate ([18F]SFB) was developed based on a non-aqueous, three-step radiochemical process. Using microwave heating, the entire procedure can be completed in less than 30 min, or 60 min with further purification by preparative HPLC. The decay-corrected radiochemical yields (RCYs) were 35-5% (n > 30).

بمساعدة الميكروويف واحدة وعاء تجميع N - succinimidyl - 4 - [ 18 F] fluorobenzoate ([ 18 F] SFB)

Biomolecules, including peptides,1-9 proteins,10,11 and antibodies and their engineered fragments,12-14 are gaining importance as both potential ...

Biology

Semi-quantitative Assessment Using [18F]FDG Tracer in Patients with Severe Brain Injury

Patients with severe traumatic brain injury (sTBI) have difficulty knowing whether they are accurately expressing their thoughts and emotions because of disorders of consciousness, disrupted higher brain function, and verbal disturbances. As a consequence of an insufficient ability to communicate, objective evaluations are needed from family members, medical staff, and caregivers. One such evaluation is the assessment of functioning brain areas. Recently, multimodal brain imaging has been used to explore the function of damaged brain areas. [18F]-fluorodeoxyglucose positron emission tomography-computed tomography ([18F]FDG-PET/CT) is a successful tool for examining brain function. However, the assessment of brain glucose metabolism based on [18F]FDG-PET/CT is not standardized and depends on several varying parameters, as well as the patient&#39;s condition. Here, we describe a series of semiquantitative assessment protocols for a region-of-interest (ROI) image analysis using self-produced [18F]FDG tracers in patients with sTBI. The protocol focuses on screening the participants, preparing the [18F]FDG tracer in the hot lab, scheduling the acquisition of [18F]FDG-PET/CT brain images, and measuring glucose metabolism using the ROI analysis from a targeted brain area.

Semi-quantitative Assessment Using [18F]FDG Tracer in Patients with Severe Brain Injury

[18F]-fluorodeoxyglucose (FDG) positron emission tomography-computed tomography is useful for studying glucose metabolism related to brain function. Here, we present a protocol for an [18F]FDG tracer set-up and semiquantitative assessment of the region-of-interest analysis for targeted brain areas associated with clinical manifestations in patients with severe traumatic brain injury.

شبه كمي تقييم استخدام التتبع فدج [18و] في المرضى الذين يعانون من إصابات الدماغ الشديدة

Patients with severe traumatic brain injury (sTBI) have difficulty knowing whether they are accurately expressing their thoughts and emotions because of ...

الآلي التجميع الإشعاعي الكيميائي [

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

الجينات مراسل fluorescence النويدات المشعة التصوير لتتبع تطور الورم في نماذج القوارض الورم

التشغيل الآلي لانبعاث البوزيترون الطبقي (PET) Radiotracer التوليف بروتوكول للإنتاج السريرية

أداره التتبع الإشعاعي لدقه الزمنيه العالية بوزيترون الانبعاثات التصوير المقطعي للدماغ البشري: تطبيق FDG-Fdg

الجانب التقني من التوليف الآلي والتقييم الحركي في الوقت الحقيقي من [¹¹C] SNAP-7941

المرحلة الصلبة ¹¹ج-ميثيل ، تنقيه وصياغة لإنتاج المتتبعين PET

¹⁸ [ف-وسم] من [راديوتررس] وظيفية مع سليكون فلوريد [اكتور] ([سفا]) ل [بوزيترون] أذاعه تصوير مقطعي

التخليق الإشعاعي ل 1-(2-[^18F]Fluoroethyl)-L-Tryptophan باستخدام وعاء واحد ، بروتوكول من خطوتين

An Automated Radiosynthesis of [⁶⁸Ga]Ga-FAPI-46 for Routine Clinical Use

بمساعدة الميكروويف واحدة وعاء تجميع N - succinimidyl - 4 - [¹⁸ F] fluorobenzoate ([¹⁸ F] SFB)

شبه كمي تقييم استخدام التتبع فدج [¹⁸و] في المرضى الذين يعانون من إصابات الدماغ الشديدة