אופטימיזציה של תגובות רדיוכימיות באמצעות מערכי טיפות

סינתיסייזרים רדיו אוטומטיים הנוכחי נועדו לייצר קבוצות גדולות של radiopharmaceuticals בשימוש נרחב, כגון FDG. בשל המספר המוגבל של סינתיסייזרים אפשריים ליום, וצריכת מגיבים גבוהה יחסית, מערכות אלה, עם זאת, אינן מתאימות היטב לביצוע מחקרי אופטימיזציה סינתזה. עם טכניקה זו, התפוקה גדלה באופן משמעותי על ידי ביצוע עד 16 תגובות בו זמנית במקביל צריכת ריאגנט מופחת פי מאה.

יתר על כן, על ידי ביצוע תגובות במקביל, קבוצות הוגנות של רדיואיסטופות נדרשות כדי להשלים מחקר. תפוקה מוגברת מאפשרת חקירה רחבה יותר של תנאי תגובה עם מספר גדול יותר של שכפולים כל אחד בהשוואה לשימוש במכשירים קונבנציונליים. בעוד פרוטוקול זה מראה אופטימיזציה של ריכוז מבשר בסינתזה של fallypride, הטכניקה יכולה לשמש כדי לייעל תנאים אחרים רדיופארמה אחרים.

התחל על ידי ייצור קבוצות של שבבי microdroplet רב תגובה מתוך ופלים סיליקון ארבע אינץ ' באמצעות טכניקות פוטוליטוגרפיה סטנדרטיות. בפרוטוקול זה, אופטימיזציה תפוקה גבוהה של ריכוז מבשר מודגם עם הסינתזה של Fallypride רדיופארמה. 16 תגובות בו זמנית ניתן לבצע על שבב אחד.

התנאים שיש להשוות ממופים לאתרי התגובה. הכן פתרון מלאי של ממס התגובה המורכב אלכוהול קסיל ואצטוניטריל בתערובת אחד לאחד על ידי נפח. ודא שאמצעי האחסון מספיק כדי ליצור את סידרת הדילול המתוכננת.

הכן פתרון מלאי 30 microliters של הקדמה בממס התגובה עם הריכוז המרבי שיש לחקור. מפתרון מלאי מבשר ממס תגובה לבצע פעמיים דילול סדרתי במערכת של צינורות microcentrifuge להכין את הריכוזים השונים של פתרון מבשר. הכן קבוצה נוספת של צינורות microcentrifuge כדי לאסוף כל מוצר תגובה גולמי באמצעות סמן קבוע לסמן כל צינור עם מספר ייחודי.

ודא שהמספר הכולל של צינורות מיקרוצנטריפוגה תואם למספר התנאים כפול מספר השכפולים. הכינו מלאי של 10 מיליליטר של פתרון איסוף הכולל תשעה עד מתנול אחד למים שעברו דה-יון. Aliquot 50 מיקרוליטרים של כל אחד לתוך קבוצה נוספת של 16 צינורות microcentrifuge שכותרתו פתרון איסוף.

הכן פתרון מלאי פלואוריד על ידי ערבוב סביב שבעה מיליקוריז של מקור פלואוריד עם 56 microliters של 75 טטרהמולר tetrabutylammonium ביקרבונט ודילול עם מים DI עד 140 microliters. באמצעות micropipette, לטעון טיפה שמונה microliter של פתרון מניית פלואוריד על נקודת התגובה הראשונה של שבב רב תגובה. למדוד את הפעילות של השבב על ידי הצבתו במינון calibrator ולתעד את הזמן שבו המדידה מתבצעת.

הסר את השבב מן calibrator מינון לטעון טיפה שמונה microliter של פתרון מלאי פלואוריד על נקודת התגובה השנייה. למדוד את הפעילות על השבב ולתעד את הזמן שבו מתבצעת המדידה. חזור על תהליך זה עבור כל אתרי התגובה האחרים.

חשב את הפעילות שנטענה לכל נקודת תגובה על-ידי ביצוע מדידת הפעילות לאחר טעינת הרדיואיסוטופה וחיסור המדידה הקודמת לפני טעינת האתר. כדי ליישר את השבב מרובה התגובות על התנור, להוסיף שכבה דקה של הדבק תרמי על גבי תנור קרמיקה. מניחים בזהירות את השבב על גבי התנור באמצעות פינצטה המיישרת את פינת הייחוס של השבב עם פינת הייחוס של התנור.

השבב צריך לעקוף את התנור בכמות קטנה. מחממים את השבב לדקה אחת על ידי הגדרת התנור ל 105 מעלות צלזיוס בתוכנית הבקרה כדי לאדות את הטיפות, משאיר שאריות מיובשות של פלואוריד ו tetrabutylammonium ביקרבונט. לאחר מכן, קירר את השבב על ידי הגדרת התנור ל 30 מעלות צלזיוס והפעלת מאוורר הקירור עם תוכנית הבקרה.

באמצעות micropipette, להוסיף פתרון שישה microliters של מבשר fallypride על גבי שאריות מיובשות באתר התגובה הראשון. חזור על פעולה זו עבור כל אתרי התגובה האחרים בשבב. השתמש בתוכנית המיטוב כדי לקבוע באיזה ריכוז של סדרת הדילול נעשה שימוש עבור כל אתר תגובה.

מחממים את השבב ל 110 מעלות צלזיוס במשך שבע דקות באמצעות תוכנית הבקרה כדי לבצע את תגובת radiofluorination, ולאחר מכן לקרר את השבב על ידי הגדרת התנור ל 30 מעלות צלזיוס והפעלת מאוורר הקירור עם תוכנית הבקרה. לאסוף את המוצר הגולמי באתר התגובה הראשון על ידי הוספת 10 microliters של פתרון איסוף מצינור microcentrifuge המיועד. לאחר המתנה של חמש שניות, שאפו את המוצר הגולמי המדולל והעבירו אותו לצינור המיקרוצנטריפוגה המתאים.

חזור על תהליך זה בסך הכל ארבע פעמים באמצעות אותו קצה פיפטה ולאחר מכן לסגור את הצינור microcentrifuge. חזור על שלבים אלה כדי לאסוף את המוצר הגולמי מכל אתרי התגובה האחרים על השבב. כדי לקבוע את יעילות האיסוף עבור התגובה הראשונה על השבב, למקם את הצינור microcentrifuge עם המוצר הגולמי שנאסף של נקודת התגובה הראשונה בקליברטור המינון כדי למדוד את הפעילות.

רשום את המדידה ואת השעה של המדידה. חזור על תהליך זה עבור כל אחד מהמוצרים הגולמיים שנאספו. חשב את יעילות האיסוף על-ידי חלוקת הפעילות של המוצר הגולמי שנאסף על-ידי הפעילות ההתחלתית הנמדדת עבור אותו אתר תגובה.

חזור על פעולה זו עבור כל אתרי התגובה האחרים בשבב. לאחר מכן, לנתח את ההרכב של כל מוצר גולמי שנאסף. עם עיפרון, לצייר קו 15 מילימטרים מהקצה התחתון של צלחת TLC וקו אחר 50 מילימטרים מאותו קצה.

השורה הראשונה היא קו המקור והשני הוא קו החזית ממס. צייר שמונה Xים קטנים לאורך קו המקור במרווח של חמישה מילימטרים כדי להגדיר את מיקום התצפית לדוגמה עבור כל אחד משמונת הנתיבים. באמצעות מיקרופיפט, להעביר 0.5 microliters של המוצר הגולמי הראשון על צלחת TLC ב X עבור הנתיב הראשון.

חזור על פעולה זו עבור מוצרים גולמיים נוספים, ולאחר מכן לחכות כתמים להתייבש. לפתח כל צלחת TLC באמצעות שלב נייד של 60% של אצטוניטריל ב 25 אמוניום מילימולארי formate עם 1%TEA עד חזית הממס מגיע לקו החזית ממס. באותו זמן, להסיר את צלחת TLC מן התא ולחכות ממס על צלחת TLC להתייבש, ולאחר מכן הניח את צלחת TLC במערכת הדמיה Cerenkov ולכסות אותו עם שקופית מיקרוסקופ זכוכית.

השג תמונת רדיואקטיביות של כל לוח TLC על-ידי הגדרת מערכת ההדמיה Cerenkov לחשיפה של חמש דקות ולאחר מכן בחר את הקובץ המיוצר של התמונה ללוח TLC ובצע תיקוני תמונה סטנדרטיים. השתמש באזור של ניתוח עניין עבור הנתיב הראשון של לוחית TLC הראשונה. צייר אזורים סביב כל רצועה הנראים בנתיב ולאחר מכן חשב את השבר של העוצמה המשולבת של כל אזור בהשוואה לעוצמה המשולבת הכוללת של כל האזורים.

לקבוע את יעילות הפלואורינציה כשבר הפעילות ברצועת Fallypride. חזור על ניתוח זה עבור כל הנתיבים האחרים על כל לוחות TLC. לאחר מכן, לחשב את התשואה הרדיוכימית הגולמית עבור כל תגובה ולבחור את הריכוז הקדמה האופטימלי על ידי בחינת התשואה הרדיוכימית הגולמית כפונקציה של ריכוז מבשר.

מחקרי אופטימיזציה של Fallypride radiopharmaceutical בוצעו על ידי ריכוז מבשר משתנה אצטוניטריל אלכוהול קסיל. התגובות בוצעו ב 110 מעלות צלזיוס לכל שבע דקות. יעילות איסוף והרכב לדוגמה מוצגים כאן.

יעילות הפלואורינציה גדלה עם הגדלת ריכוז מבשר ואת הריכוז של פלואוריד unreacted ירד. הייתה כמות קטנה של מוצר צד רדיואקטיבי בריכוזים נמוכים של קודמן, אשר לא נוצר בריכוזים מבשר גבוה יותר. יעילות הגבייה הייתה כמעט כמותית עבור רוב התנאים, אם כי היא ירדה מעט בריכוזי סימנים מקדימים נמוכים.

התשואה הרדיוכימית הגולמית הגבוהה ביותר הושגה עם ריכוז מבשר של 39 מילימולאר. במצב זה, יעילות הפלואורינציה הייתה 96%RCY הגולמי היה 87%ולא נצפתה היווצרות מוצר צד רדיואקטיבי. זה קריטי יש תוכנית מפה של מה מצב התגובה מתאים לאיזה טיפת תגובה על השבב יש כראוי שכותרתו צינורות מגיבים וצינורות איסוף המוצר שניתן לבדוק פעמיים במהלך הניסוי.

ניתן להשתמש בהליך לאופטימיזציה של תנאי תגובה אחרים, כגון כמות הבסיס, סוג הממס או נפח התגובה. זה יכול לשמש גם כדי לייעל את הסינתזה של radiopharmaceuticals אחרים.