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

Dieses Projekt wurde unterstützt von Stipendien NIH / NIBIB 1K99EB020075 an Pedro Brugarolas und einem Innovation Fund Award von der Chicago Innovation Exchange an Brian Popko und Pedro Brugarolas. Prof. Brian Popko ist dankbar für seine Mentoren und finanzielle Unterstützung für das Projekt anerkannt. Prof. Chin-Tu Chen und die integrierte Kleintier-Imaging-Forschungsressource an der University of Chicago sind anerkannt für die großzügige Nutzung von Laborraum und Ausrüstung. IBA ist anerkannt für Sponsoring Open-Access dieses Artikels.

ACHTUNG: Alle Verfahren, die den Einsatz radioaktiver Stoffe beinhalten, müssen vom örtlichen Strahlenschutzamt genehmigt werden. Bei der Arbeit mit radioaktiven Materialien tragen Sie einen Laborkittel und persönliche Strahlungsabzeichen. Verwenden Sie zu jeder Zeit zwei Lagen Handschuhe und kontrollieren Sie die Hände mit einem Geiger-Zähler nach jedem Schritt, der die Handhabung der Radioaktivität beinhaltet. Wenn die Handschuhe mit Radioaktivität verunreinigt sind und ersetzen Sie Außenhandschuhe. Verwenden Sie eine geeignete Abschirmung, minimieren Sie die Zeit in Kontakt mit der Strahlungsquelle und maximieren Sie den Abstand. 1. Eine Woche vor dem Experiment: Vorbereitung der Materialien <ol><li> Download [ 18 F] 3F4AP Sequenz: Synthera Benutzer können sich in der Benutzer Datenbank (http://www.iba-radiopharmasolutions.com/products/chemistry) anmelden und die Sequenzdatei für 3F4AP herunterladen. Benutzer von anderen Synthesizern müssen möglicherweise ihr eigenes Skript auf der Grundlage der Reihenfolge der Schritte schreiben. Durchsuchen Sie die kommentierte Sequenz, um sich mit dem s vertraut zu machenTeps in der Synthese beteiligt. </li><li> Stellen Sie sicher, dass für die Synthese genügend Gas vorhanden ist. Der Synthesizer benötigt komprimiertes Gas, entweder Helium oder Stickstoff. Es erfordert auch&gt; 75 psi Druckluft. Stellen Sie sicher, dass der Druck innerhalb des vom Hersteller empfohlenen Drucks liegt. </li><li> Vorbereiten der HPLC-Mobilphase: Herstellung von 1 l 50 mM Natriumphosphat und 10 mM Triethylamin. Mit einem pH-Meter wird der pH-Wert durch Zugabe von tropfenweise gesättigtem Natriumhydroxid unter Rühren auf 8,0 ± 0,1 eingestellt. Die Lösung wird durch einen 0,22 μm-Bottletop-Filter filtriert und mit 5% Ethanol versetzt. </li><li> Trockene Glaswaren im Ofen über Nacht. </li></ol> 2. Tag des Experiments: Vor der Ankunft von Fluor-18 <ol><li> Mit 1 ml Spritzen die Reagenzgefäße mit den entsprechenden Reagenzien füllen. Für die Fläschchen 2 und 3 verwenden Sie mit Ofen getrocknete Fläschchen und wasserfreie Lösungsmittel unter Argon. Die Fläschchen mit Crimpdichtungen mit einem Crimper versiegeln. <ol><li> Füllfläschchen 1 (11 mm Durchmesser / 2 mL Volumen viAl) mit 400 &amp; mgr; l TBA-HCO 3 + 800 &amp; mgr; l Acetonitril (MeCN). </li><li> Füllen Sie die Durchstechflasche 2 (13 mm / 4 ml Durchstechflasche) mit 50 &amp; mgr; l Vorläuferlösung 1,0 mg / ml + 450 &amp; mgr; l MeCN. </li><li> Füllung Vial 3 (11 mm / 2 mL Durchstechflasche) mit 500 μl MeCN. </li><li> Füllen Sie die Durchstechflasche 4 (13 mm / 4 ml Durchstechflasche) mit 4 ml 0,2% Oxalsäure in Methanol (MeOH). </li></ol></li><li> Bedingung der QMA (starker Anionenaustausch) und Alumina-N Festphasenextraktionskartuschen. Unter Verwendung einer 10-ml-Spritze werden 5 ml 8,4% NaHCO 3 tropfenweise durch das QMA geleitet, gefolgt von 5 ml ultrareines deionisiertes Typ I Wasser (18,2 ΜΩ · cm bei 25 ºC). Führen Sie 5 ml ultrareines Wasser tropfenweise durch Alumina-N-Patrone, gefolgt von 5 ml MeOH + 0,2% Oxalsäure. </li><li> Schalte die HPLC ein und konditioniere die C-18 Säule mit 4 mL pro min der mobilen Phase für 30 min. </li><li> Laden Sie eine neue Katalysatorpatrone auf den Hydrierpatronenhalter und starten Sie einen Fluss von 0,5 ml / min 100% MeOH. SUnd den Wasserstoffregler auf 50 psi stellen und die Patrone für 15 min konditionieren (Abbildung 2 ). </li><li> Montieren Sie den integrierten Fluidprozessor (IFP), indem Sie die Fläschchen 1 bis 4 in ihre Positionen einführen, indem Sie die Patronen und die Sammelfläschchen wie in Abbildung 3 gezeigt anschließen. Bringen Sie eine Sammelfläschchen mit einer Entlüftungsnadel an die Ausgangsleitung des Hydrons an. </li><li> Starten Sie die Software des Synthesizers. Geben Sie Login und Passwort ein. Führen Sie die Vorlaufkontrollen des Synthesizers gemäß den Anweisungen des Herstellers durch. </li><li> Klicken Sie auf &quot;Sequenzen&quot; und dann auf &quot;Öffnen&quot;, um die 3F4AP-Sequenz zu laden. </li><li> Laden Sie den IFP, indem Sie auf die Schaltfläche &quot;Laden&quot; auf dem Bildschirm klicken. Geben Sie einen Dateinamen für den Lauf ein und starten Sie die Sequenz, indem Sie auf &quot;Start&quot; klicken. (Der automatisierte Synthesizer pausiert automatisch vor dem 18 F Ladevorgang.) </li><li> Beobachten Sie, wie der Synthesizer durch die Routine-Selbst-Check-Schritte (Teil eins der Sequenz) geht. Schau dir das Geröll anUm sicherzustellen, dass es keine Warnungen oder Alarme gibt. Achten Sie auf Geräusche, da der Synthesizer Spuren und Vorwärmen Reaktionsgefäß in Vorbereitung für den Lauf. Die Temperaturanzeige sollte steigen und bei 65 ºC bleiben. Warten Sie auf das Signal (akustischer Signalton), der anzeigt, dass der Synthesizer für die 18 F-Übertragung bereit ist. </li></ol> 3. Tag des Experiments: 18 F Etikettierung <ol><li> Fernübertragung der gewünschten Menge an Zyklotron-erzeugtem 18 F vom Zyklotron-Target auf 18 F-Durchstechflasche. Überprüfen Sie die Menge der Radioaktivität und notieren Sie sie mit dem Zeitpunkt der Lieferung. HINWEIS: Wenn Sie keine direkte Leitung für 18 F - Transfer verwenden, verwenden Sie eine vorgefüllte Spritze mit einer Nadel, die angebracht ist, um die Aktivität in die Durchstechflasche durch das Septum zu übertragen. Die Menge der anfänglichen Radioaktivität hängt von den vom Amt für Strahlensicherheit festgelegten Grenzwerten und der gewünschten Menge an Endtracer ab. Typische Menge liegt zwischen 50 und 500 mCi. </li><lI&gt; Fortsetzung der Sequenz auf dem Synthesizer durch Drücken von &quot;Fortsetzen&quot;. Damit wird die Übertragung der 18 F in die QMA eingeleitet. </li><li> Überwachen Sie die Progression der Synthese in der automatisierten Sequenz auf dem Computerbildschirm. <ol><li> Beobachten Sie die Übertragung der 18 F aus der Durchstechflasche auf die QMA für 90 s. Nach dem Fangen von 18 F - auf QMA eluiert es mit TBA-HCO 3 Lösung (Durchstechflasche 1). (Teil zwei der Sequenz) </li><li> Überwachen Sie die Druck- und Temperaturspuren auf dem Synthesizer, während der TBA 18 F unter vermindertem Druck (5 kPa) und Erhitzen (100 ºC) getrocknet wird, gefolgt von zusätzlichen Trocknungs- und Abkühlschritten. (Teil 3 der Sequenz) </li><li> Beobachten Sie die Übertragung von wasserfreiem MeCN (Fläschchen 3) und Vorläuferlösung (Fläschchen 2) in den Reaktor und wie es für 1 min bei Raumtemperatur reagiert. Die Lösung sollte farblos oder sehr schwach sein. (Teil 4 der Sequenz) </li><li> Beobachten Sie den Transfer von OxalsäureLösung (Durchstechflasche 4) zum Reaktor. Beobachten Sie, wie die Lösung aus dem Reaktor durch die Aluminiumoxid-N-Patrone in die Endprodukt-Durchstechflasche überführt wird. (Teil 5 der Sequenz) </li></ol></li><li> Am Ende der Sequenz den Bericht ausdrucken, den IFP auswerfen, die Gasbehälter abschalten und die Software schließen. </li><li> Während Sie zuerst das Verfahren festlegen, messen Sie die Radioaktivität in der Aluminiumoxid-N-Patrone und der Sammelfläschchen, indem Sie die Patrone und die Durchstechflasche separat in den Dosis-Kalibrator einführen. Notieren Sie die Aktivität und die Zeit der Messung. Legen Sie die gebrauchte Patrone in einen verbleiten Abfallbehälter. Legen Sie die Sammelfläschchen in einen geschirmten Behälter für den Transport zum nächsten Schritt. </li><li> Mit einer 1-ml-Spritze mit einer 2 &quot;-Nadel befestigt, manuell über 100 μl Probe der Zwischenproduktlösung in eine Standard-HPLC-Durchstechflasche für die In-Prozess-Qualitätskontrolle. Injizieren Sie 10 μl dieser Probe in die HPLC, um die Reinheit zu bewerten Identität der intermeDiatverbindung HINWEIS: HPLC-Bedingungen: XDB 5 μm, 9,4 x 250 mm C18 Säule. Durchfluss 4 mL / min. Mobile Phase (50 mM Na 2 HPO 4 , 10 mM TEA, 5% EtOH). Isokratisch 15 min. </li></ol> 4. Tag des Experiments: Hydrierung ACHTUNG: Die Einspritzung des Produkts in den Hydrator muss mit geeigneten Vorsichtsmaßnahmen durchgeführt werden. Wasserstoffgas muss ordnungsgemäß gehandhabt und entlüftet werden. HINWEIS: Der Hydrierungsreaktor kann anstelle der HPLC-Säule auf dem Synthesizer angeschlossen und mit der Synthesizer-Software gesteuert werden. <ol><li> Stellen Sie den Hydriermittelfluss mit 0,5 mL / min ein, indem Sie die Synthesizer-HPLC-Sequenz starten. Manuelles Einrichten des Wasserstoffdrucks auf 50 psi. <ol><li> Nach Beendigung der Etikettier- und Abschreckstufen überträgt der Synthesizer die Zwischenproduktlösung in Hydrier- / HPLC-Schleife. </li></ol></li><li> Wenn der radioaktive Peak auf der HPL erscheintC Software schaltet das Sammelventil ein, um das Produkt zu sammeln. Messen Sie die Radioaktivität des Rohprodukts mit einem Dosiskalibrator. HINWEIS: Das Rohprodukt sollte in ein automatisiertes HPLC-System in einer heißen Zelle injiziert werden. Nach der Reinigung wird das Endprodukt dann gesammelt und in eine aseptische ISO-Klasse 5 laminare Luftströmungs-Heißzelle gemäß USP- und FDA-Vorschriften abgegeben. </li></ol> 5. Tag des Experiments: Reinigung und Vorbereitung der Dosis <ol><li> Injizieren Sie Rohprodukt in die HPLC und verwenden Sie den automatisierten Fraktionssammler, um die Fraktionen zu sammeln, die dem Endproduktpeak entsprechen. Jede Röhre enthält 0,66 ml Lösung. HINWEIS: HPLC-Bedingungen: XDB 5 μm, 9,4 x 250 mm C18 Säule. Durchfluss 4 mL / min. Mobile Phase (50 mM Na 2 HPO 4 , 10 mM TEA, 5% EtOH). Isokratisch 15 min. 4-15 min sammeln </li><li> Messen Sie die Radioaktivität jeder Fraktion mit einem Dosis-Kalibrator und notieren Sie sie. Kombinieren Sie die Fraktionen mit der höchsten MengeS der Radioaktivität (typischerweise Röhrchen 14-18). </li><li> Ziehen Sie die Produktlösung mit einer 10 ml Spritze und führen Sie die Probe durch 0,22 μm Filter in eine sterile Durchstechflasche. Notieren Sie die Menge an Radioaktivität, Ende der Synthesezeit und Lösungsvolumen auf dem Fläschchenetikett. Dies ist die endgültige Dosis für die Injektion. Beiseite legen ~ 0,8 mL der Lösung für Qualitätskontrolle Tests. </li></ol> 6. Tag des Experiments: Qualitätskontrolle (QC) Tests <ol><li> Vor der Freisetzung: Überprüfen Sie die Dosis durch Blei-geschirmtes Glas. Die Lösung muss klar, farblos und frei von Partikeln sein. </li><li> Radiochemische Identität: <ol><li> Für RadioTLC: Spot einen Tropfen der Probe auf einer TLC-Platte Seite an Seite mit dem Referenzstandard. Führen Sie die TLC-Platte auf einer DC-Kammer mit 95% MeOH: 5% Essigsäure. Den Referenzstandard unter UV-Beleuchtung visualisieren und mit Bleistift markieren. </li><li> Tip die TLC-Platte auf die Stufe des RadioTLC ScannsEr und Rekordzeit des Gipfels. R f -Werte des Referenzstandards und des radioaktiven Peaks müssen innerhalb von 5% übereinstimmen. </li><li> Für RadioHPLC: 10 μl der Dosis mit und ohne Referenzstandard auf der HPLC durchführen. Die Retentionszeit des Referenzstandards und der radioaktive Peak müssen übereinstimmen. Ein einziger Coelution-Peak muss auf der Stachelprobe gesehen werden. </li></ol></li><li> Für radiochemische Reinheit: Messen Sie den Bereich unter Kurve für die radioHPLC und radioTLC Zielspitzen. Der Bereich der Zielspitze muss&gt; 95% der Fläche für alle radioaktiven Spitzen sein. </li><li> Für die spezifische Radioaktivität: Berechnen Sie die spezifische Radioaktivität als die Menge an Radioaktivität im Peak (gemessen in Schritt 5.2) über die Massenmenge, die aus dem Bereich unter der Kurve der UV-HPLC-Spur bestimmt wird, mit einer vorgegebenen Eichkurve. Die spezifische Radioaktivität muss höher als 50 mCi / μmol sein. </li><li> Für die restliche Lösemittelanalyse: die Menge des Restlösels messenTs (MeCN, MeOH) in der Dosis mittels Gaschromatographie. Die Lösungsmittelniveaus müssen &lt;0,04% für Acetonitril und &lt;3.000 ppm für Methanol sein. Die Menge an EtOH muss weniger als 10% w / v betragen. </li><li> Für den Sterilfilter-Integritätstest (Blasenpunkt): Verbinden Sie den in Schritt 5.3 verwendeten Filter mit einer Stickstoffversorgung, die mit einem Druckregler ausgestattet ist, und tauchen Sie die Nadel in Wasser ein. Allmählich das Gasventil öffnen, während man das Manometer beobachtet. Der Filter sollte Druck bis zu 50 psi widerstehen, ohne zu zerreißen, wie durch das Fehlen eines Stroms von Blasen von der Nadel belegt wird. Erhöhen Sie den Druck über 50 psi, bis ein Strom von Blasen aus der Nadel kommt. Notieren Sie diesen Druck, es ist der Berstdruck und es muss&gt; 50 psi sein. </li><li> Für die Radionuklid-Halbwertszeit: Messung der Radioaktivität des Produkts zu zwei Zeitpunkten ≥10 min auseinander in einem Dosis-Kalibrator. Berechnen Sie die Halbwertszeit mit der folgenden Gleichung. Die Halbwertszeit muss mit der von 18 F innerhalb von 5 Minuten übereinstimmen (109 ± 5 min): T ½ berechnet = 0,693 t ÷ ln (A 1 / A 2 ) Wobei t das Intervall zwischen den Messungen und A 1 , A 2 die zu jedem Zeitpunkt gemessene Aktivität ist. </li><li> Für die radionuklidische Identität und Reinheit: das γ-Strahlenspektrum einer Probe des Produktes mit einem Gammazähler erhalten. Das Spektrum sollte einen einzigen Foto-Peak bei einer Energie von 511 keV aufweisen. Es sollten keine anderen Foto-Peaks im Spektrum vorhanden sein. </li><li> Für die Endotoxinanalyse: Messen Sie die Endotoxinspiegel mit einem LAL-chromogenen Endotoxin-Quantifizierungstest. Endotoxinspiegel müssen &lt;1,75 EU / ml für ein 1: 10 verdünntes Produkt mit einem Endproduktvolumen von 10 ml betragen. </li><li> Dokumentieren Sie die Ergebnisse von jedem QC-Test. Lassen Sie die Dosis für Tierversuche nur, wenn alle Tests bestanden haben. </li><li> Post-Dose-Freisetzung: Für den Sterilitätstest: Fügen Sie eine Probe der Dosis sowohl zu flüssigem Thioglycolat als auch zu Trypticase hinzuSoja-Brühe. Nach 14 Tagen ist kein Wachstum auf den Medien zu sehen. </li></ol> 7. Tag des Experiments: Berechnungen (Tabelle 1) <ol><li> Für die nicht zerfallkorrigierte radiochemische Ausbeute (ndc RCY): berechnen Sie das ndc RCY als die Menge an Radioaktivität im Endprodukt über die Ausgangs-Radioaktivität. </li><li> Für die Radiomarkierungseffizienz: Berechnen Sie die Markierungsausbeute als Verhältnis der Radioaktivität in der Sammelfläschchen über die Radioaktivität in der Aluminiumoxid-N-Patrone (uneingetragene [ 18 F] F - ) und der Sammelfläschchen. </li><li> Für die Hydrierungsausbeute: Berechnen Sie die Hydrierungsausbeute als die Menge an Radioaktivität in dem gewünschten Peak über die in die HPLC injizierte Radioaktivität. </li><li> Für die Filterverluste: Die Filterung verliert, da die Radioaktivität im Filter verbleibt und vor der Filterung über Radioaktivität spritzt. </li></ol>

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	<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>

Autoren haben nichts zu offenbaren.

Die Vorbereitung von PET-Tracern erfordert eine effiziente Etikettierung mit minimalem Eingriff des Benutzers zur Minimierung der Strahlenbelastung 14 . Hier haben wir das erste halbautomatisierte Verfahren zur radiochemischen Synthese von [ 18 F] 3F4AP, einem PET-Tracer, der derzeit zur Bildgebung der Demyelinisierung untersucht wird, beschrieben. Diese halbautomatisierte Methode erzeugt den Radiotracer mit hoher Reinheit und ausreichender spezifischer Aktivität für Tierversuche. Bisherige Verfahren zur Synthese dieser Verbindung beruhten auf der manuellen Synthese 6 , was die Menge an radioaktivem Tracer, die produziert werden kann, signifikant begrenzt. Mit einer automatisierten Methode für die Synthese bietet auch mehr reproduzierbare Ausbeuten und macht es einfacher, das Verfahren in andere Laboratorien mit ähnlichen Geräten zu übertragen. Zukünftige Bemühungen, das Verfahren vollständig zu automatisieren, werden für die Produktion des Tracers in hohen Mengen für Studien bei großen Tieren oder Menschen maßgeblich sein. 19 F für 18 F, um das Radioisotop in das interessierende Molekül zu integrieren. Die Vorteile dieser Reaktion sind, dass es schnell ist und fast ausschließlich das gewünschte Produkt produziert, ohne dass ein potentiell langwieriger Reinigungsschritt durchgeführt werden muss, um den Überschuss des Vorläufers zu entfernen. Eine Einschränkung der Verwendung von Fluorid-Austausch-Markierungsreaktionen, wie die hier verwendete, ist, dass aufgrund der anfänglichen Masse der kalten Verbindung die endgültige spezifische Aktivität, die als die Menge an Radioaktivität in mCi über die Menge der Verbindung in μmol definiert ist, begrenzt sein kann. Unter unseren Standardbedingungen, beginnend mit 100-200 mCi von 18 F - und 50 μg Vorläufer, beträgt die typische spezifische Aktivität am Ende der Synthese bis zu 100-200 mCi / μmol, was für präklinische PET-Bildgebungsstudien ausreichend erscheint . Trotzdem kann sich die spezifische Aktivität durch Erhöhung des Ausgangsbetrags für 18 F - </suP&gt; während die Massenmenge niedrig gehalten wird. Es gab mehrere Berichte über die Herstellung von Radioliganden durch Fluoridaustausch mit hoher spezifischer Aktivität (1-3 Ci / μmol), beginnend mit hoher Aktivität und niedrigen Vorläufermengen 15 , 16 . Wie bei allen radiochemischen Synthesen von PET-Tracern ist es entscheidend, schnell zu arbeiten, um den radioaktiven Zerfall zu minimieren. Es ist auch wichtig, die zeitliche Handhabung der radioaktiven Materialien zu minimieren, die richtige Abschirmung zu verwenden und den Abstand zwischen dem radioaktiven Material und dem Benutzer zu maximieren, um die Strahlenbelastung zu minimieren. Diese Aspekte sind besonders wichtig während der zweiten Hälfte des Protokolls (Reinigung und Qualitätskontrolle), in denen der Benutzer die Lösung manuell in die HPLC injizieren muss, die Fraktionen sammeln und das Endprodukt filtern. Wie bei allen radiochemischen Synthesen von PET-Tracern ist es entscheidend, schnell zu arbeiten, um mRadioaktiven Zerfall einatmen. Es ist auch wichtig, die zeitliche Handhabung der radioaktiven Materialien zu minimieren, die richtige Abschirmung zu verwenden und den Abstand zwischen dem radioaktiven Material und dem Benutzer zu maximieren, um die Strahlenbelastung zu minimieren. Diese Aspekte sind besonders wichtig während der zweiten Hälfte des Protokolls (Hydrierung und Reinigung), in denen der Anwender die Lösung manuell in den Hydrierer einspritzen, die Fraktionen sammeln, den Trocknungsvorgang aufstellen, das Produkt in Puffer wieder auflösen und filtrieren muss. Während des Filterungsschrittes ist es leicht, eine große Menge an radioaktivem Material in den Wänden der Fläschchen zu verlieren. So ist es wichtig zu versuchen, die gesamte Flüssigkeit vor dem Filtern zu sammeln. Die Verwendung einer größeren Menge an Puffer, um sich aufzulösen, kann die Ausbeute an Erholung verbessern, aber seine Verwendung wird entmutigt, da es erforderlich ist, ein größeres Volumen auf die HPLC zu injizieren, wodurch der Peak erweitert und das Volumen der Enddosis erhöht wird. Um ein Problem zu behebenNd optimieren die Prozedur ist wichtig, um die Ausbeuten der einzelnen Schritte zu verfolgen. Für die meisten Schritte erfolgt dies einfach durch Messung der Menge an Radioaktivität vor und nach jedem Schritt. Im Falle der Reaktion können die Ausbeuten durch Quantifizierung der HPLC-Peaks berechnet werden. Tabelle 1 im Ergebnisbereich zeigt die typischen Ausbeuten für jeden Schritt. Tabelle 2 unten listet viele der häufig angetroffenen Fehler mit möglichen Gründen für das Versagen auf und wie man sie korrigiert. Schließlich ist, obwohl das hier vorgestellte Verfahren für die Synthese von [ 18 F] 3F4AP spezifisch ist, der allgemeine Arbeitsablauf und viele der einzelnen Schritte der Synthese anderer Verbindungen gemeinsam. In diesem Artikel haben wir auch die typischen QC-Tests auf jedem PET-Tracer durchgeführt.

Die Fähigkeit, ein kleines Molekül-Medikament nicht-invasiv innerhalb des menschlichen Körpers zu verfolgen, hat ein großes Potenzial für Präzisionsmedizin. Unter den molekularen Bildgebungsverfahren hat die Positronenemissionstomographie (PET) viele günstige Eigenschaften: Die hohe Empfindlichkeit von PET-Detektoren ermöglicht die Detektion und Quantifizierung von sehr geringen Mengen an radioaktivem Material und die Eigenschaften der Scanner ermöglichen eine genaue räumliche Abbildung der Arzneimittellokalisation 1 , 2 , 3 Beispielsweise ermöglicht PET die Detektion und Lokalisierung von Tumoren und Metastasen auf der Grundlage der Aufnahme eines radioaktiven Glukose-Analogons [ 18 F] FDG 4 . PET kann auch Lokalisation und Quantifizierung von spezifischen Hirnrezeptoren und deren Belegung bereitstellen, die für die Diagnose und das Verstehen neurologischer und psychiatrischer Störungen wertvoll sein können. Um zu entwickelnEin kleiner Molekül-PET-Tracer, muss die interessierende Verbindung mit einem Positronen emittierenden Isotop, typischerweise 11 C oder 18 F, markiert werden. Zwischen diesen beiden Radioisotopen hat 18 F eine längere Halbwertszeit (109 min gegen 20,3 für 11 C) , Die eine Mehrfachdosis- und Offsite-Produktion ermöglicht. Trotzdem kann das Hinzufügen von 18 F zu einem Molekül schwierig sein. 18 F-Etikettierung erfordert schnelle Reaktionen, die mit der Automatisierung kompatibel sind, wodurch der Chemiker die direkte Handhabung der Aktivität erleichtert und hochabsorbierte Strahlendosen empfängt. Wir haben vor kurzem die Verwendung von Pyridin-N-Oxiden als Vorläufer für die Fluorierung von Pyridinen und die Verwendung dieser Chemie in der radiochemischen Synthese von [ 18 F] 3F4AP 6 beschrieben, ein radiofluoriertes Analogon des FDA-zugelassenen Arzneimittels für Multiple Sklerose, 4- Aminopyridin (4AP) 7 , 8 , 9 ThIst neuartiger Radiotracer wird derzeit als PET-Tracer zur Demyelinisierung 10 , 11 , 12 untersucht. In diesem Videoprodukt demonstrieren wir die halbautomatisierte Synthese dieser Verbindung unter Verwendung einer IBA Synthera Synthese Unit (im Folgenden als &quot;Synthesizer&quot; bezeichnet) und einer eigens entwickelten Strömungshydrierungsvorrichtung. Die Synthese basiert auf der in Abbildung 1 dargestellten Reaktion. Die Vorbereitung für das Verfahren dauert ca. 1 h, Radiomarkierung und Reinigung 1,5 h und Qualitätskontrollverfahren 0,5 h.

<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] fluor-4-aminopyridin, [ 18 F] 3F4AP, ist ein radiofluoriertes Analogon des FDA-zugelassenen Arzneimittels für Multiple Sklerose 4-Aminopyridin (4AP). Diese Verbindung wird derzeit als PET-Tracer zur Demyelinisierung untersucht. Wir haben vor kurzem eine neuartige chemische Reaktion beschrieben, um metafluorierte Pyridine herzustellen, die aus einer direkten Fluorierung eines Pyridin-N-Oxids und der Verwendung dieser Reaktion für die radiochemische Synthese von [ 18 F] 3F4AP bestehen. In diesem Artikel zeigen wir, wie man diesen Tracer mit einem automatisierten Synthesizer und einem hauseigenen Durchfluss-Hydrierungsreaktor herstellt. Wir zeigen auch die Standard-Qualitätskontrollverfahren, die vor der Freisetzung des Radiotracers für präklinische Tierbildgebungsstudien durchgeführt wurden. Dieses halbautomatisierte Verfahren kann als Grundlage für die zukünftige Produktion von [ 18 F] 3F4AP für klinische Studien dienen.

Die radiochemische Synthese von [ 18 F] 3F4AP besteht aus zwei Schritten (Abbildung 1 ). Der erste Schritt wird vollautomatisch mit der Syntheseeinheit durchgeführt (Abbildung 3 ). Dieses kassettenbasierte System verwendet vier Reagenzgefäße und eine Reaktorfläschchen und verfügt über computergesteuerte Ventile, die den Transfer und das Mischen von Reagenzien sowie die Erwärmung, Druckbeaufschlagung und Evakuierung des Reaktors ermöglichen. Darüber hinaus unterstützt es Standard-Festphasen-Extraktionskartuschen zur Trennung von Reagenzien. Die Computerschnittstelle ermöglicht es Benutzern, Skripte zu schreiben und zu modifizieren, um eigene Synthesen auszuführen. Im Falle von [ 18 F] 3F4AP besteht das Syntheseverfahren aus fünf Grundteilen. Im ersten Teil führt der Synthesizer Selbstkontrollschritte durch, wärmt den Reaktor vor und wartet auf das Signal des Bedieners, dass die 18 F bereit sind. Während des zweiten Teils wird das [ 18 F] Fluorid übertragenM die 18 F-Durchstechflasche in die Anionenaustauschpatrone geben und aus der Kartusche in den Reaktor unter Verwendung einer Lösung Tetrabutylammoniumbicarbonat eluieren. Der dritte Teil, der Synthesizer azeotropisch trocknet das [ 18 F] Fluorid unter Vakuum, um es reaktiv gegenüber nukleophilen Verschiebung zu machen. Im vierten Teil wird der Vorläufer automatisch dem Reaktor zugesetzt, wo er mit dem 18 F - reagiert, um die markierte Verbindung zu erzeugen. Schließlich wird die Reaktion durch Zugabe von 0,2% Oxalsäure in Methanol abgeschreckt, was eine Base-geförderte Zersetzung des Produkts verhindert, und die endgültige Lösung wird nach Durchlaufen einer Aluminiumoxid-N-Patrone, die irgendwelche einfließt, auf das Sammelfläschchen übertragen Nicht umgesetztes Fluorid Nachdem der Etikettierungsschritt abgeschlossen ist, kann eine kleine Probe zur Qualitätskontrolle genommen werden. Das Ausführen einer Probe auf der HPLC gibt Bestätigung an, dass der Etikettierungsschritt funktioniert und ein SchätzwertOn der radiochemischen Reinheit (Abbildung 4 ). Auch aus der UV-Spur auf der HPLC kann die Massenmenge des Produktes mit einer vorgegebenen Eichkurve berechnet werden. Während die in Betrieb befindliche Qualitätskontroll-HPLC läuft, wird der zweite Reaktionsschritt, die Reduktion der N-Oxid- und Nitrogruppen, durchgeführt. Um dies zu erreichen, wird das markierte Produkt automatisiert in eine hauseigene Hydrierungsvorrichtung auf der Grundlage der von Yoswathananont et al. 13 ( Fig. 2 ). Diese Vorrichtung besteht aus einer HPLC-Pumpe und einem komprimierten Wasserstofftank, der mit der Durchfluss-Hydrierungsvorrichtung verbunden ist, durch Leitungen, die mit Rückschlagventilen ausgestattet sind, um ein Rückströmen zu verhindern. Das Produkt wird durch die HPLC-Pumpe geschoben und mit Wasserstoff in einem T-förmigen Mischer vermischt. Diese Mischung wird dann durch eine kleine Patrone geführt, die 10% Pd / C-Katalysator auf einem festen Träger enthält. Nach dem Durchlaufen der CataLyst das reduzierte Produkt wird dann in kleinen Fraktionen gesammelt. Nach der Hydrierung wird das Rohprodukt zur Reinigung des Endprodukts transportiert und manuell in die HPLC injiziert (Abbildung 5 ). Die mobile Phase der HPLC wurde so ausgewählt, dass sie mit der Tierinjektion kompatibel ist. Die dem Produkt entsprechenden Peaks werden dann gesammelt und filtriert-sterilisiert, um die endgültige Dosis zu erhalten. Vor der Freisetzung der Dosis für PET-Imaging-Studien werden Qualitätskontrolltests durchgeführt. Diese Tests werden durchgeführt, um sicherzustellen, dass der Tracer die chemische Einheit ist, die es sein soll und dass es für die Injektion sicher ist. Einige dieser Tests sind möglicherweise nicht für die Injektion in Tiere erforderlich, aber es wird allgemein empfohlen, den Richtlinien für die menschliche Verwendung zu folgen. Damit sorgt die Qualität des Produktes, was das Vertrauen in die Ergebnisse erhöht und stark fokussiertIlitiert den künftigen Übergang zur Herstellung des Produkts für die menschliche Injektion. Tabelle 1 enthält die typischen Syntheseparameter einschließlich Anfangsmenge Radioaktivität, Anfangsmenge des Vorläufers, Ausbeute für jeden Schritt, spezifische Aktivität, Filterung verliert, etc. Diese Parameter sind nützliche Fehlerbehebung gelegentliche Ausfälle und zukünftige Optimierung des Verfahrens. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig1.jpg" /> Abbildung 1. Reaktionsschema. Die radiochemische Synthese besteht aus der Markierung durch 19 F / 18 F-Austausch, gefolgt von einer palladiumkatalysierten Hydrierung. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2"<html> Src = &quot;/ files / ftp_upload / 55537 / 55537fig2.jpg&quot; /&gt; Abbildung 2. Hydrierungssystem. Schema des Gerätes. Dieses Gerät basiert auf der Veröffentlichung von Yoswathananont et al. (Ref 13). <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig3.jpg" /> Abbildung 3. Schema des Synthesizer-integrierten fluidischen Prozessors (IFP) und Reagenzien. IFP enthält vier Reagenzgefäße, eine QMA-Patrone und eine Reaktor-Durchstechflasche. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig4.jpg" /> Abbildung 4. UV- und RadioHPLC-Tracer für Zwischenprodukt. 3-fluor-4-nitropyridin-N-oxid hat eine charakteristische Absorption bei 313 nm.E.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig4large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/55537/55537fig5.jpg" /> Abbildung 5. UV- und RadioHPLC-Tracer für Endprodukt. 3-fluor-4-aminoopyridin absorbiert bei 254 nm. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55537/55537fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Konzept </td><td> Mittler (n = 4) </td><td> SD </td><td> Bemerkungen </td></tr><tr><td> Anfängliche 18 F-Aktivität (mCi) </td><td> 148,0 </td><td> 44,9 </td><td> Beginn der Synthese </td></tr><tr><td> Vorläufermenge (μg) </td><td> 50 </tD&gt; <td></td><td> Verwenden Sie 50 μl 1,0 mg / mL Lager </td></tr><tr><td> Aktivität in QMA (mCi) </td><td> 3,0 </td><td> 1.7 </td><td> Gemessen am Ende des Etikettierungsschrittes </td></tr><tr><td> Radiomarkierungsausbeute </td><td> 29,7% </td><td> 6,3% </td><td> Act_collection_vial ÷ (Act_collection_vial + Act_AluN) </td></tr><tr><td> Radiochemische Reinheit (HPLC-1) </td><td> &gt; 98% </td><td></td><td> Von HPLC-1 QC </td></tr><tr><td> Spez. Handlung. Zwischenprodukt (mCi / μmol) </td><td> 122.9 </td><td> 29.7 </td><td> Von HPLC-1 mit Kalibrierkurve </td></tr><tr><td> Hydrierungsrückgewinnung (dc) </td><td> 74% </td><td> 9,0% </td><td> Für den Verfall korrigiert </td></tr><tr><td> HPLC-radiochemische Reinheit (HPLC-2) </td><td> 90,7% </td><td> 2,9% </td><td> Berechnet aus HPLC-2 </td></tr><tr><td> Trocknungseffizienz </td><td> &gt; 98% </td><td></td><td> Für den Verfall korrigiert </td></tr><tr><td> Filterwiederherstellung </td><td> 93,5% </td><td> 1,7% </td><td> Für den Verfall korrigiert </td></tr><tr><td> Dosisvolumen (ml) </td><td> 3.3 </td><td></td><td> Sammeln Sie Fraktionen mit höchster Radioaktivität </td></tr><tr><td> Spez. Handlung. Endprodukt (mCi / μmol) </td><td> 75,5 </td><td> 30.0 </td><td> Von HPLC-3 mit Kalibrierkurve </td></tr><tr><td> Syntheseeffizienz </td><td> 8,5% </td><td> 3,6% </td><td> Nicht-Zerfall korrigiert </td></tr><tr><td> Synthesezeit (min) </td><td> 104. </td><td> 11.2 </td><td></td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Radiochemische Syntheseparameter <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Allgemeine Probleme </td><td> Mögliche Gründe und Lösungen </td></tr><tr><td rowspan="3"> [ 18 F] Fluorid wird nicht effizient aus dem QMA eluiert </td><td> · TBA-HCO 3 wurde nicht richtig vorbereitet. Stellen Sie sicher, dass die Konzentration ausreichend ist. </td></tr><tr><td> · Es gibt Lecks auf der TBA-HCO 3 Durchstechflasche. Achten Sie darauf, dass die Crimpdichtung fest sitzt und das Septum nicht vor dem Einbau auf dem IFP durchbohrt wird. </td></tr><tr><td> · TBA-HCO 3 ist nicht in gutem Zustand. Bestellen Sie eine neue Charge. </td></tr><tr><td rowspan="2"> Die Markierungsausbeute ist gering </td><td> · Es gibt Feuchtigkeit in der Vorläuferlösung. Trockener Vorläufer und Lösungsmittel. </td></tr><tr><td> · Die Temperatur ist zu niedrig. </td></tr><tr><td rowspan="3"> Reaktionslösung ist gelb </td><td> · Das Produkt zersetzt sich aufgrund der Basis. Verwenden Sie weniger TBA-HCO 3 . </td></tr><tr><td> · Es gibt tOo viel Vorläufer. Verwenden Sie weniger Vorläufer. </td></tr><tr><td> · Es gibt zu wenig Lösungsmittel für die Menge von 18 F - . Verwenden Sie mehr Lösungsmittel. </td></tr><tr><td> Zusätzliche Spitzen auf radioHPLC </td><td> · Nitro-Gruppe wird substituiert: reduzieren die Reaktionstemperatur oder verkürzen die Reaktionszeit. </td></tr><tr><td rowspan="3"> Die Hydrierungsreaktion funktioniert nicht </td><td> · Katalysator ist nicht gut Verwenden Sie eine neue Patrone. </td></tr><tr><td> · Der Durchfluss ist zu schnell und erlaubt keinen ausreichenden Kontakt zwischen Katalysator und Substrat. Abfluss verringern </td></tr><tr><td> · Der Wasserstoffdruck ist zu niedrig. H 2 Druck erhöhen </td></tr><tr><td> Der Wasserstoffdruck steigt während des Verfahrens dramatisch an </td><td> · Die Patronenintegrität ist kompromittiert und die feste Unterstützung verstopft die Linien. Stoppen Sie den Fluss und schalten Sie das Gas ab. Lassen Sie Radioaktivität abklingen. Entfernen Sie die Katalysatorpatrone und spülen Sie das System aus. Setzen Sie einEw Patrone </td></tr><tr><td> Die Hydrierungsausbeute ist gering </td><td> · Zu viele Verunreinigungen, die um den Katalysator konkurrieren (MeCN, Oxalsäure). Verringerung der Menge an Verunreinigungen oder Erhöhung der Masse des Vorläufers (Warnung: Erhöhung der Vorläufermenge verringert die spezifische Aktivität). </td></tr><tr><td rowspan="2"> Die Wiederherstellung der Radioaktivität aus dem Hydrierungsschritt ist gering </td><td> · Es gibt ein Leck im System. Auf Dichtheit prüfen und in die Wasserstoffleitung zurückspülen. </td></tr><tr><td> · Die Verbindung entleert sich im Reaktor. Auswertung verschiedener Reaktionsbedingungen (Druck, Temperatur, Durchfluss etc. ). </td></tr><tr><td rowspan="2"> Zu viel Radioaktivität geht während der Filtration verloren </td><td> · Den Filter vor dem Gebrauch benetzen. </td></tr><tr><td> · Verwenden Sie Filter mit einem niedrigeren Totvolumen. </td></tr><tr><td rowspan="4"> Die Endproduktspitze auf der HPLC sieht breit aus </td><td> · Zu viel Volumen injiziert. Injizieren Sie tieferOunt Spalte mit größerem Durchmesser verwenden. </td></tr><tr><td> · Die Säule ist nicht gut konditioniert. Bedingung der Spalte für mindestens 30 Spaltenvolumina. </td></tr><tr><td> · Der pH-Wert der mobilen Phase ist niedrig. Stellen Sie sicher, dass der pH-Wert ≥ 8 ist. </td></tr><tr><td> · Die Säule ist nicht in gutem Zustand. Spalte ersetzen Verwenden Sie die Säule mit dem basischen pH-Wert. </td></tr></tbody></table> Tabelle 2. Fehlerbehebung.

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

Wir zeigen die halbautomatisierte radiochemische Synthese von [ 18 F] 3F4AP und Qualitätskontrollverfahren.

Automatisierte radiochemische Synthese von [<sup&gt; 18</sup&gt; F] 3F4AP: Ein neuartiger PET-Tracer zur Bildgebung von demyelinisierenden Krankheiten

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

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

9.9K Aufrufe.  The University of Chicago.  Wir zeigen die halbautomatisierte radiochemische Synthese von [ 18 F] 3F4AP und Qualitätskontrollverfahren. 

Serie: 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.

Radionuklid-Fluoreszenz-Reporter-Gen Imaging zu Tumorprogression in Nagetier Tumormodellen verfolgen

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

Forschung

Krebsforschung

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.

Automatisierung eines Positronen-Emissions-Tomographie (PET) Radiotracer Synthese Protokolls für klinische Herstellung

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

Chemie

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.

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

Verhalten

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.

Technischer Aspekt der automatisierten Synthese und Echtzeit-Kinetik-Evaluierung von [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.

Feste Phase 11C-Methylierung, Reinigung und Formulierung für die Herstellung von PET Tracern

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 F-Kennzeichnung von Radiotracern funktionalisiert mit einem Siliziumfluorid-Akzeptor (SiFA) für Positronen-Emissionstomographie

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.

Radiosynthese von 1-(2-[18F]Fluorethyl)-L-Tryptophan unter Verwendung eines Eintopf-, zweistufigen Protokolls

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).

Mikrowellen-unterstützte Ein-Topf-Synthese von N-Succinimidyl-4-[ 18 F] fluorbenzoat ([ 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 ...

Biologie

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.

Semi-quantitative Bewertung mit [18F] FDG Tracer bei Patienten mit schweren Hirnverletzungen

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

Automatisierte radiochemische Synthese von [

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Radionuklid-Fluoreszenz-Reporter-Gen Imaging zu Tumorprogression in Nagetier Tumormodellen verfolgen

Automatisierung eines Positronen-Emissions-Tomographie (PET) Radiotracer Synthese Protokolls für klinische Herstellung

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

Technischer Aspekt der automatisierten Synthese und Echtzeit-Kinetik-Evaluierung von [¹¹C]SNAP-7941

Feste Phase ¹¹C-Methylierung, Reinigung und Formulierung für die Herstellung von PET Tracern

¹⁸ F-Kennzeichnung von Radiotracern funktionalisiert mit einem Siliziumfluorid-Akzeptor (SiFA) für Positronen-Emissionstomographie

Radiosynthese von 1-(2-[^18F]Fluorethyl)-L-Tryptophan unter Verwendung eines Eintopf-, zweistufigen Protokolls

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

Mikrowellen-unterstützte Ein-Topf-Synthese von N-Succinimidyl-4-[¹⁸ F] fluorbenzoat ([¹⁸ F] SFB)

Semi-quantitative Bewertung mit [¹⁸F] FDG Tracer bei Patienten mit schweren Hirnverletzungen