肿瘤PET分子探针3-O-(2-18F-氟乙基)-L-多巴的合成及初步生物学评价

正电子类氨基酸显像剂是¹⁸F-氟代脱氧葡萄糖（¹⁸F-Fluorodeoxyglucose,¹⁸F-FDG）在临床肿瘤PET显像应用中的重要补充。针对6-¹⁸F-氟-L-多巴（¹⁸F-FDOPA）前体制备及标记过程的复杂性,本研究设计合成了一种新型¹⁸F-标记的氨基酸类肿瘤PET显像剂3-O-(2-¹⁸F-氟乙基)-L-多巴（3-O-(2-¹⁸F-fluoroethyl-L-DOPA,¹⁸F-FEDOPA）,并对其内生物分布及肿瘤PET显像进行了评价。以L-多巴（L-DOPA）为原料经多步反应合成标记前体化合物-N-叔丁氧羰基-(3-O-甲苯磺酸酯乙基-4-O-叔丁氧羰基)-L-多巴甲酯,通过¹⁸F-亲核取代反应实现放射性标记,经半制备高效液相色谱纯化、盐酸水解、NaOH中和后得到¹⁸F-FEDOPA注射液。放化合成时间为90 min,放化产率（33±6）%（n=10,衰减校正）,放射性比活度为55 GBq/μmol,放化纯度>99％,4 h后测定放化纯度>95%,稳定性良好。小鼠体内生物分布表明,¹⁸F-FEDOPA主要经肾脏代谢,心脏和脑组织摄取值较低,骨骼摄取随时间无明显变化。microPET/CT显像显示,¹⁸F-FEDOPA在H22和S180肿瘤组织有明显摄取;与¹⁸F-FDG相比,¹⁸F-FEDOPA在注射60 min时肿瘤与心（或脑）的比值高。因此,¹⁸F-FEDOPA有望成为一种新型氨基酸代谢类肿瘤PET显像剂。     

基于国产氟多功能合成模块的~(18)F-FMISO自动合成工艺验证

为验证特异性肿瘤PET乏氧显像剂1-H-1-(3-~(18)F-2-羟基丙基)-2-硝基咪唑(~(18)F-FMISO)注射液的临床前即时标记工艺的可行性、可靠性和稳定性,采用国产氟多功能自动化合成装置,以1-(2′-硝基-1′-咪唑基)-2-O-四氢吡喃基-3-O-甲苯磺酰基丙二醇(NITTP)为前体,经氟化、水解反应制备18 F-FMISO注射液,按照优化的制备工艺进行~(18)F-FMISO三批连续生产,并对其关键工艺参数和产品质量标准进行验证。结果表明:总合成时间小于40min,产品放化产率大于45%(未衰减校正,n=5),比活度大于3.7×1010 Bq/mmol,放置3个半衰期后放化纯度仍大于95%,体外稳定性良好。该自动合成工艺稳定可行,三批产品各项指标均符合质量标准规定,满足临床PET显像要求。     

新型Aβ斑块显像剂18F-W372

合成诊断阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）的Aβ斑块显像剂：7-甲氧基-2(6-［¹⁸F］-氟-吡啶-3-基)咪唑［2,1-β］-8-吡啶噻唑（¹⁸F-W372）,不校正合成效率为（25.3±7.1）%（n=6）,产品放化纯大于99.5%,比活度为659~721PBq/mol。 ^{18F-W372小鼠体内分布实验显示,初始5min脑摄取为（4.36±1.44）%ID/g,清除较快,30min为（0.54±0.16）%ID/g,摄取比达到8,具有良好的生物学性能。急性毒性实验表明该药物安全可靠。在体试验显示药物注射40min,AD患者平均皮层/小脑吸收显著高于健康老年对照组。18F-W372是一种潜在的脑内Aβ淀粉显像剂。}     

18F-标记苯乙烯基氮杂环化合物的制备

为制备［¹⁸F］Florbetapir、¹⁸F-SPy5、¹⁸F-SPm2和¹⁸F-SPm5，以［¹⁸F］Florbetapir放化合成过程为代表，对甲苯磺酰氧基（OTs）为离去基团，通过亲和取代反应进行¹⁸F标记，考察前体化合物溶液的浓度、反应时间、反应温度对标记率的影响，确定优化条件，在此条件下对其他苯乙烯基氮杂环化合物进行¹⁸F标记，脱除叔丁氧羰基（Boc）保护，放化合成［¹⁸F］Florbetapir、¹⁸F-SPy5、¹⁸F-SPm2和¹⁸F-SPm5，产物均经C18柱分离和半制备HPLC纯化，并进行质量检验，考察基本理化性质、放化纯度、化学纯度和比活度。结果表明，¹⁸F标记优化条件为前体溶液浓度1 g/L，反应温度120 ℃，反应时间10 min，该条件下制备得到［¹⁸F］Florbetapir、¹⁸F-SPy5、¹⁸F-SPm2和¹⁸F-SPm5制剂溶液，均无色澄清透明，pH为7~8，放化纯度均>99%，化学纯度均>98%，比活度均为1.09×10⁷~5.11×10⁷ MBq/g。表明亲和取代反应是¹⁸F标记的有效方法，在选择的条件下能够制备［¹⁸F］Florbetapir、¹⁸F-SPy5、¹⁸F-SPm2和¹⁸F-SPm5，产物的各项质量指标满足实验研究需要，相关放化合成工艺稳定可靠。     

基于Explora FDG4模块的18F-FMISO的自动化合成

乏氧是大部分实体瘤的一个固有特点,对放疗和化疗均产生很大的阻抗效应,严重影响肿瘤的治疗效果,往往导致不良预后.1-H-1-(3-[18F]氟-2-羟基丙基)-2-硝基咪唑(18F-FMISO)是一种特异性乏氧显像剂,临床上可通过PET/CT检查,评价肿瘤乏氧状况,指导放化疗治疗计划.本文基于对Explora FDG4合成模块的合理改装发展了18F-FMISO的一种新的自动化合成方法,以1-(2'-硝基-1'-咪唑基)-2-氧-四氢吡喃基-3-氧-甲苯磺酰基-丙二醇为标记前体化合物,采用"两锅法"反应和硅胶柱分离,实现了18F-FMISO快速、可靠的自动化合成,合成时间约为50min,放射化学产率为55%左右(衰变校正之后),放射化学纯度大于98%.     

18F标记非甾体类孕酮受体显像剂的制备

孕酮受体（PR）在乳腺癌中的水平可对乳腺癌的激素治疗进行预测和指导。5-［4-(3-氟丙基)-4-甲基-2-氧-1,4-二氢-2H-苯并［d］［1,3］口恶嗪-6-基］-1H-吡咯-2-甲腈（¹⁹FPr-Tanaproget）是Tanaproget的衍生物,它作为孕酮受体激动剂,对PR有高选择性和高亲和性,用放射性核素¹⁸F标记、正电子发射断层（PET）技术显像,可通过检测PR的情况,对乳腺癌进行诊断、治疗和预后评估。本实验以自制的氟标记前体,先合成了参比化合物¹⁹FPr-Tanaproget,再在氟多功能模块上合成了¹⁸FPr-Tanaproget,经Sep-Pak C-18柱和HPLC分离得到放化纯大于97%的产物。室温下在水中和血清中分别放置6h,放化纯仍大于95%。对标记率影响因素进行了优化,结果显示,最佳标记温度、时间、前体浓度分别为100℃、35min和32.7mmol/L,此条件下总的合成时间为45min,放化产率可达到10.9%（已校正）。     

c-Gluc-Lys(［Fe18F］NOTA)-TOCA的制备及初步生物学评价

生长抑素类似物与肿瘤细胞上的生长抑素受体（SSTR）能够特异性地结合。因此,用¹⁸F标记的生长抑素类似物可作为肿瘤示踪剂对生长抑素受体阳性肿瘤进行诊断、分期和疗效评价。为开发一种可用于生长抑素受体阳性肿瘤诊断、能够高效快速合成的¹⁸F标记生长抑素类似物,本文用Fe¹⁸F复合物和偶联了双功能螯合剂1,4,7-三氮环壬烷-1,4,7-三乙酸（NOTA）的糖基化生长抑素类似物c-Gluc-Lys(NOTA)-TOCA通过螯合反应制备了c-Gluc-Lys(［Fe¹⁸F］NOTA)-TOCA,放化反应合成时间为25～30 min,标记率为40%,最终产品经HLB柱纯化后放化纯大于95%。标记物亲水性良好（lg P＝-4.18±0.15）,但体外稳定性差。正常鼠体内分布实验表明：标记物主要通过肾代谢,肝中摄取很低,在生长抑素受体高表达的胰腺中有高摄取,血液和肌肉本底低,骨中摄取高。本工作为进一步研究¹⁸F金属复合物标记的生长抑素类似物作为生长抑素受体阳性肿瘤显像剂提供了实验依据。     

简便、快速自动化合成肿瘤显像剂18F-氟代乙酸盐和1-H-1-(3-18F-2-羟基丙基)-2-18F-硝基咪唑

用"一锅法"和TRACERlab FXF-N自动化合成仪系统合成了18F-氟代乙酸盐(18F-FAC)和1-H-1-(3-18F-2-羟基丙基)-2-硝基咪唑(18F-FMISO).以溴代乙酸苄酯为前体,在同一反应瓶中经亲核氟化、NaOH水解两步反应及Sep Pak小柱分离纯化制备了18F-FAC注射液,总合成时间小于40 min,未经校正的放化产率和放化纯度分别大于45%和99%.以1-(2'-硝基-1'-咪唑基)-2-O-四氢吡喃基-3-O-甲苯磺酰基丙二醇为原料,用类似方法制备了18F-FMISO注射液,总合成时间小于40min,未经校正的放化产率和放化纯度分别大于40%和95%.采用"一锅法"自动化合成18F-FAC和18F-FMISO注射液,操作简便,该工艺可用制备2-18F-2-脱氧-D-葡萄糖(18F-FDG)的全自动化合成模块来制备18F-FAC和18F-FMISO注射液.     

11C/18F-乙酸盐在CFN-MPS200上的自动合成

采用CFN-MPS200多功能合成模块分别进行11C-乙酸盐(11C-Acetate)和18F-乙酸盐(18F-Acatate)合成,并用TLC法和HPLC法进行质量分析。将11CO2释放到1.0 mol/L甲基溴化镁的四氢呋喃溶液中,2 min后用1 mol/L盐酸水解,反应液经ON Guard-Ag、ON Guard-H柱纯化后,再经PS-OH柱吸附,用生理盐水淋洗,最后由CM柱纯化并经无菌滤膜过滤得到11C-乙酸盐;合成时间约为10 min,不校正放化合成产率(53.5±5)%(n=6)。18F-与溴代乙酸苄酯发生取代反应,经C-18柱吸附去除杂质后洗脱,碱水解后经IC-H、PS-2、氧化铝柱纯化后通过无菌滤膜得到产品18F-乙酸盐;合成时间为40 min,不校正放化合成产率(20.2±5)%(n=5)。分别对两类化合物进行TLC和HPLC分析,以95%乙腈水溶液(V∶V)为TLC的展开剂,比移值Rf分别为0.31 min与0.60 min,放化纯度大于99%;HPLC进样质控,紫外检测器和放射性检测器的出峰时间均在2.3~2.4 min之间,化学纯度和放化纯度大于99%。11C-乙酸盐和18F-乙酸盐的合成均由CFN-MPS200多功能合成模块自动合成,过程简单,合成产率稳定,放化纯度和化学纯度高,可以满足临床使用。     

乏氧显像剂1-H-1-(3-18F-2-羟基丙基)-2-硝基咪唑的自动化合成

为了制备1-H-(3-^18F-2-羟基丙基)-2-^18F-硝基咪唑(^18F-FMISO),采用“一锅法”和Tracerlab FXFN自动化合成装置,以1-(2’-硝基-1’-咪唑基)-2-O-四氢吡喃基-3-O甲苯磺酰基丙二醇为原料,经亲核氟化、水解两步反应制备^18F-FMISO注射液。总合成时间小于60min,放化产率和放化纯度分别大于60％和99％。采用“一锅法”自动化合成^18F-FMISO,操作简便,能满足科研和临床正电子发射断层显像的需要。     

国产FDG模块半自动合成~(18)F-氟乙基胆碱

18F-氟乙基胆碱(18F-FECH)是18F-FDG的重要补充,在脑瘤转移和前列腺癌及转移的诊断方面有重要的应用价值。利用国产单次PET-FDG-TI-I CPCU型FDG合成模块,未改变硬件,通过更改试剂与耗材,半自动合成18F-FECH,并在产品收集瓶前增加C18纯化柱,减少K2.2.2杂质的含量。合成时间约30min,放化产率42.0%(未时间校正,n=5),放置6h后放化纯度99.0%,体外稳定性良好;合成时间和产率与国内外模块结果相近。结果表明,在国产单次PET-FDG-TI-I CPCU型FDG模块上可半自动合成18F-FECH,合成效率及放化纯度较高。     

Full Automated Synthesis of18F-FDOPA and Preliminary PET/CT Imaging

¹⁸F-fluoro-L-dihydroxyphenylalanine (¹⁸F-FDOPA) as a dopamine neurotransmitter imaging agent has been widely used for diagnosis and therapy evaluation of Parkinson's disease, brain tumors and neuroendocrine diseases with positron emission tomography (PET) imaging in clinical setting and research. To meet the increasing clinical demand in oncology and neurology, a routine protocol for the automated synthesis of¹⁸F-FDOPA with a disposable cassette system on an imported multifunctional synthesizer was studied and discussed.¹⁸F-FDOPA was automatically synthesized via a multiple-step reaction, including fluorination, reduction, iodization alkylation and hydrolysis, following purification by using a semi-preparative high-performance liquid chromatography (HPLC) system which was built in the multifunctional synthesizer. After HPLC purification, the purified¹⁸F-FDOPA solution was collected and passed through a sterilizing filter into a collection bottle. The final¹⁸F-FDOPA injection was obtained for quality control (QC) determination. The QC indexes of the final products were detected： the injection was colorless and transparent, pH value was at 4 to 5.5, radiochemical purity >98%, radionuclide purity >99%, specific activity >1.9 GBq/μmol, K_2.2.2 content <50 mg/L, methanol content <0.01%, alcohol content <0.01%, dichloromethane content <0.01 mg/L, dimethylformamide content <15 mg/L, bacterial endotoxin test <0.100 EU/mL, sterility test 0 cfu/mL,and abnormal toxicity test was negative. PET/CT imaging of rats was performed by intravenous injection of¹⁸F-FDOPA half an hour after the intraperitoneal injection of carbidopa, PET/CT scan was performed after 100 min post-injection. The imaging of¹⁸F-FDOPA showed symmetry high uptake in the bilateral striatum of normal rats. The decay-corrected radiochemical yield of¹⁸F-FDOPA from the¹⁸F-fluoride was (63.1±3.8)% (n=10) at the end of synthesis (EOS), the radiochemical purity was no less than 98%, and the total radiosynthesis time was within 80 min. The quality control results demonstrated that the quality indexes of the final injection solution met the relevant requirements of radiopharmaceutlcals, which were well-suited for clinical application. An efficient and high reproducible automatic method for the radiosynthesis of¹⁸F-FDOPA with high radiochemical yields and good radiochemical purity is obtained and performed via a multi-step reaction on the multifunctional synthesizer.¹⁸F-FDOPA can be used for animal and human PET imaging.     

国产氟多功能模块合成雌激素受体显像剂16α-[18F]氟-17β-雌二醇

采用国产氟多功能模块,以3-甲氧基甲基-16,17-O-磺酰基-表雌三醇-O-环状砜（3-O-(Methoxymethyl) -16,17-O-sulfuryl-16-epiestriol,MMSE）为前体,在国产氟多功能合成模块的密封体系下,经¹⁸F标记合成雌激素受体显像剂16α-[¹⁸F]氟-17β-雌二醇（¹⁸F-FES）。结果显示：合成的¹⁸F-FES,不校正合成效率为8.2%,校正合成效率为12.8%;合成时间约为70 min,标记物¹⁸F-FES放化纯度大于98%,体外稳定性良好。以上结果表明,国产氟多功能模块可制备¹⁸F-FES溶液,制备的¹⁸F-FES溶液符合放射性药物的质量要求。     

简便快速自动化合成报告基因表达PET显像剂18F-FHBG

用一锅法和TRACERlab FXF-N合成仪自动化合成9-(4-18F-3-羟甲基丁基)鸟嘌呤(188F-FHBG).以N2-(对甲氧苯基二苯基甲基)-9-[(4-甲苯磺酰基)-3-对甲氧苯基二苯基甲氧基-甲基丁基]鸟嘌呤为前体,在同一反应瓶中经亲核氟化、水解两步反应及SEP-PAK小柱分离纯化制备18 F-FHBG注射液,总合成时间<40 min,未校正放化产率为7%-12%(n>10),放化纯度>95%.用SEP-PAK分离纯化的一锅法,操作简便,很容易实现18F-FHBG的自动化合成.     

氟［18F］比他班自动化合成及初步临床应用

氟［¹⁸F］比他班（¹⁸F-florbetaben）是美国FDA于2014年批准上市的β-淀粉样蛋白显像剂,主要用于诊断阿尔茨海默病（AD）或其他认知障碍疾病。本研究使用改良后的国产氟多功能模块,建立¹⁸F-florbetaben自动化生产工艺,并针对其临床应用效果进行初步验证。结果显示,¹⁸F-florbetaben自动化合成耗时38 min,不校正合成效率为（45.0±2.3）%（n=6）,放化纯度大于95%,其临床PET显像效果理想。结果表明,国产氟多功能模块可实现¹⁸F-florbetaben的自动化生产,且工艺可靠,合成时间短。本文研究成果有助于推动该显像剂的国内临床使用。     

国产FDG模块自动化合成3’-脱氧-3’-[18F]氟代胸苷

采用附接半制备HPLC的国产FDG模块自动化合成了3’-脱氧-3’-[¹⁸F]氟代胸(腺嘧啶脱氧核)苷（¹⁸F-FLT）。将15 mg 3-N-Boc-5’-O-二甲氧基三苯基-3’-O-nosyl-胸苷溶解在0.5 mL DMSO中,使之与¹⁸F^-在100 ℃反应5 min,之后用1 mol/L HCl 于110 ℃下水解5 min,用2 mol/L NaOH中和;TLC法测得¹⁸F-FLT的标记率为 67.5%(n=8),而 HPLC测得的标记率为39.4% (n=6);产品经半制备HPLC分离纯化,最终产品的合成效率为21.2%（n=3,不衰减校正）,包括半制备HPLC的分离纯化在内,总的合成时间为30 min。产品的放化纯度大于99%,比活度大于 740 TBq/g(180 PBq/mol)。产品在10%乙醇中,6 h内未见分解。以上结果表明,国产FDG模块配合半制备HPLC,可以合成满足临床需求的¹⁸F-FLT。     

Preparation and Biological Evaluation of Novel 18F-labeled Phosphonuim Cation for Myocardial Perfusion Imaging with PET

In order to develop new PET myocardial perfusion imaging agent, a novel¹⁸F labeled phosphonium cation: (3-(［¹⁸F］fluoromethyl)benzyl) tris (2, 6-dimethoxyphenyl) phosphonium salt, ¹⁸F-2, had been designed and prepared. Biological evaluation of¹⁸F-2 had been performed in Kunming normal mice.¹⁸F-2 was obtained by a simple one-pot method and the radiochemical yield was (31±3)%. The total radio-synthesis time was less than 60 min and the radiochemical purity of final radiotracer was more than 95%. The biodistribution of¹⁸F-2 displayed a high heart uptake and good retention. The heart uptake of¹⁸F-2 at 5 and 60 min post-injection were (53.88±7.45)%ID/g and (23.93±3.28)%ID/g, respectively.¹⁸F-2 exhibited low radio-accumulation in non-target tissues and rapid clearance in liver, lung and blood. The heart to liver, heart to lungs and heart to blood ratio values were 3.99, 3.80 and 9.17, respectively. The results indicated that¹⁸F-2 could be as a promising myocardial perfusion imaging agent for PET imaging.