~(18)F-DOPA制备研究进展

6-[~(18)F]氟-L-多巴(~(18)F-DOPA)为神经系统疾病和脑部肿瘤的理想示踪剂,广泛用于神经内分泌瘤的显像。本文综述近几年亲电取代法和亲核取代法合成~(18)F-DOPA取得的新进展,重点介绍新型标记前体和手性相转移催化剂在亲核取代法制备~(18)F-DOPA中的应用。     

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。     

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。     

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。     

多功能模块合成心肌显像剂18F-FTHA及Micro-PET显像

用国产氟多功能模块合成心肌脂肪酸代谢显像剂18F-FTHA用于临床研究.以苄基-14-（R,S）-对甲苯磺酰基-6-硫代十七烷酸酯为前体,在氟多功能模块上经亲核反应、水解及HPLC纯化,最后经固相萃取,得到18F-FTHA.研究其在正常NH小鼠体内的生物学分布以及正常SD大鼠Micro-PET显像.结果显示,18F-FTHA不校正合成效率为10.6％,合成时间为50min.18F-FTHA的放化纯度为99％,体外稳定性良好.生物学分布结果表明,60 min心肌摄取为19.04 ID％/g;心与肝放射性摄取比在60～90 min达到3～6倍;Micro-PET心肌显像清晰.结果提示,国产氟多功能模块合成18F-FTHA耗时短,放化纯度高,其质量符合氟-18药物的临床.     

~(18)F-DCFPyL的制备和初步临床应用

利用国产氟多功能模块自动化合成前列腺特异性膜抗原(PSMA)显像剂~(18)F-DCFPyL(2-(3-{1-羧基-5-[(6-[~(18)F]氟-吡啶-3-羰基)-胺基]-戊基}-脲基)-戊二酸)并进行生物学评价。通过改变不同的水解条件,研究氟化中间体的水解效率,对~(18)F-DCFPyL进行质量控制和生物安全性评价,并通过小鼠生物学分布和初步临床试验探讨~(18)F-DCFPyL的生物学性质,一例生化复发的前列腺癌术后患者进行了~(18)FDCFPyL PET/CT显像。结果表明,H3PO4、HCl和HI三种酸的水解效率相近,分别为17.1%、16.9%和18.4%,得到产品放化纯度均大于98%,比活度为54~90GBq/μmol,~(18)F-DCFPyL在小鼠体内经泌尿系统排泄,其余组织无明显摄取,前列腺癌术后生化复发的患者~(18)F-DCFPyL PET显像能够探查同机CT无法检出的微小转移灶。国产氟多功能模块自动化合成~(18)F-DCFPyL的稳定性和重复性高,产品质量符合临床研究要求,~(18)F-DCFPyL具有良好的生物学分布特性,可用于早期诊断前列腺癌及探测前列腺癌生化复发患者的病灶。     

Tau蛋白显像剂~(18)F-THK5317的合成与初步临床应用

~(18)F-THK5317是以tau为靶点的新型分子探针,本研究利用国产氟多功能模块自动化合成~(18)F-THK5317,在动物实验基础上进行了初步的临床研究。以(S)-2-(4-甲氨基苯基)-6-[[2-(四氢吡喃基-)-3-对甲苯磺酰氧基]丙氧基]喹啉为前体,经亲核反应、酸水解、碱中和,分别采用混合液直接HPLC纯化与混合液经C18小柱预纯化后再HPLC分离纯化两种方法得到~(18)F-THK5317;研究了药物在正常KM小鼠体内生物学分布;对比了~(18)F-THK5317在正常人(HC)和阿尔茨海默病(AD)患者脑中PET/MR显像结果。先以C18小柱预纯化粗产品再用HPLC分离,能显著改善HPLC分离效果和提高产品放化纯度。~(18)F-THK5317未校正合成产率为(18.7±5.3)%(n=7),放化纯度大于95%。小鼠生物分布表明,探针易穿透血脑屏障,并且能迅速从正常脑组织清除,Brain_(1 min)/Brain_(60 min)放射性摄取比为34;PET/MR结果显示,AD患者双侧颞叶、皮层的放射性滞留均高于健康对照。以上结果表明,国产氟多功能模块能够稳定高效地合成符合药物质控标准的~(18)F-THK5317,动物实验及初步临床研究表明~(18)F-THK5317具有在体显像tau蛋白的潜力。     

表皮生长因子受体显像剂~(18)F-FEA-Erlotinib的自动化合成

通过"点击化学"方法尝试埃罗替尼(Erlotinib)的~(18)F标记,探索其全自动放化标记并进行初步评价。使用国产PET-MF-2V-IT-I合成模块,以2-~(18)F-氟叠氮乙烷(~(18)F-FEA)为放射化学反应中间体,通过"点击化学"反应制备~(18)F-FEA-Erlotinib,产物经半制备高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)分离、C-18柱富集,最后经乙醇淋洗即得。~(18)F-FEA-Erlotinib自动化合成时间70 min,总放射化学产率为(54±2)%(n5,衰变校正),放射化学纯度大于99%,放射性比活度高于200 MBq·μmol~(-1),K2.2.2含量低于10 mg·L~(-1),无菌无热原符合要求,体外稳定性好,具有和Erlotinib相似的亲脂性。自动化合成~(18)F-FEA-Erlotinib操作简便,高效可靠,质量控制符合要求,能满足科研及临床用药要求,本工作为进一步研究~(18)F-FEA-Erlotinib靶向表皮生长因子受体(Epithelial Growth Factor Receptor,EGFR)的肿瘤正电子断层扫描(Positron Emission Tomography,PET)显像奠定了良好基础。     

肿瘤PET分子探针3-O-(2-~(18)F-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~(18)F-氟代脱氧葡萄糖(~(18)F-Fluorodeoxyglucose,~(18)F-FDG)在临床肿瘤PET显像应用中的重要补充。针对6-~(18)F-氟-L-多巴(~(18)F-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~(18)F标记的氨基酸类肿瘤PET显像剂3-O-(2-~(18)F-氟乙基)-L-多巴(3-O-(2-~(18)Ffluoroethyl-L-DOPA,~(18)F-FEDOPA),并对其内生物分布及肿瘤PET显像进行了评价。以L-多巴(LDOPA)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~(18)F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~(18)F-FEDOPA注射液。放化合成时间为90min,放化产率(33±6)%(n=10,衰减校正),放射性比活度为55GBq/μmol,放化纯度99%,4h后测定放化纯度95%,稳定性良好。小鼠体内生物分布表明,~(18)F-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,~(18)F-FEDOPA在H22和S180肿瘤组织有明显摄取;与~(18)F-FDG相比,~(18)FFEDOPA在注射60min时肿瘤与心(或脑)的比值高。因此,~(18)F-FEDOPA有望成为一种新型氨基酸代谢类肿瘤PET显像剂。     

18F标记氟甲基胆碱的半自动合成及其生物分布

利用^18F—FDG化学合成模块（CPCU）改装的半自动化多用氟标药物仪合成了氟甲基胆碱（^18F—FCH）,并进行了放射化学纯度测定、稳定性分析、生物分布、荷瘤小鼠显像以及安全性检验。利用半自动装置合成只需要55min,产率稳定,产品的放射化学纯度大于99％,体外稳定性良好。^18F-FCH的正常小鼠体内分布与文献报道的^11-CCholine相似,毒性较小。荷瘤小鼠显像结果表明,^18F—FCH可选择性地浓集于肿瘤细胞,是较好的肿瘤显像剂。     

国产氟多功能模块组合碘代甲烷模块合成~(11)C标记放射性药物

将国产11 C碘代甲烷模块和氟多功能模块联合使用,合成11 C的正电子放射性药物。由11 C碘代甲烷模块合成甲基化试剂11 CH3-Triflate,将11 CH3-Triflate通入到含有前体的氟多功能模块第二反应管中,加热后经半制备HPLC纯化,收集产品后再经固相萃制备可供注射的11 C放射性药物。通过以上结合,经HPLC纯化,可自动化合成11 C-Ralopride(合成效率(38.2±4.5)%,n=10)、11 C-PIB(合成效率(68.4±3.2)%,n=12)、11 C-DASB(合成效率(52.4±5.5)%,n=4)、11 C-PK11195(合成效率(45.6±7.1)%,n=8)。制备药物的放化纯度大于95%。研究表明,将国产11 C碘代甲烷模块和氟多功能模块结合使用,可以合成多种11 C放射性药物以满足临床的需求。     

(N-[~(18)F]氟甲基)-胆碱的自动化合成及其生物分布研究

采用住友CFN-multi-P100多功能模块快速、自动化合成(N-[~(18)F]氟甲基)-胆碱(~(18)F-FCH),并评价其在正常小鼠体内生物分布,以及胰腺癌裸鼠模型的PET/CT显像情况。前体CH2Br2与~(18)F-气相反应生成18FCH2Br,18FCH2Br经4个Si柱纯化后与三氟甲基磺酰银(Ag-Triflate)反应生成活性更高的氟代三氟甲基磺酰基甲烷(~(18)FCH2OTf),新中间体与预先加在C-18柱子上的N,N-二甲基乙醇胺(DMAE)反应再经SEP-PAK CM柱纯化得到18F-FCH。将~(18)F-FCH静脉给予正常小鼠,分别在给药后5、10、30、60、90、120min处死,测定主要脏器的质量及放射性计数。将~(18)F-FCH静脉给予胰腺癌裸鼠,注射10min后观察荷瘤裸鼠的PET/CT显像情况。结果显示,~(18)F-FCH合成时间32min,未校正的合成效率为(25±5)%(n=23),放化纯度大于97%。小鼠体内生物分布实验显示,18F-FCH在血液中清除快,绝大多数脏器在5min时放射性分布达最高值,后逐渐降低或处于相对稳定状态。放射性主要分布在肾脏、肝脏,而脑、肺、肌肉对~(18)F-FCH的摄取均较少。荷瘤(胰腺癌)裸鼠的PET/CT显像表明,~(18)FFCH在裸鼠肾脏、肝脏和脾脏聚集,胰腺癌细胞对~(18)F-FCH未见明显摄取。结果提示,住友CFN多功能模块可自动化、快速合成18F-FCH。18F-FCH在正常小鼠体内分布与文献报道的11 C-胆碱相似,具有一定的应用前景,但其对胰腺癌的诊断仍需进一步研究。     

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。     

PET示踪剂~(11)C-氟马西尼的合成及质量控制

为制备满足临床应用需要的~(11)C-氟马西尼,以~(11)C-CH3I为甲基化试剂,使用国产PET-CM-3H-IT-I型模块对~(11)C-氟马西尼的制备及纯化方法进行改进。用液相法合成~(11)C-CH3I,研究反应溶剂、碱性强度、碱量、反应温度对合成效率的影响,优化~(11)C-氟马西尼的合成条件。优化后的条件为:先将~(11)C-CH3I在室温下通入含1mg去甲基氟马西尼前体和1mg氢化钠的200μL DMF溶液中,加热至55℃恒温反应2min。反应物经半制备HPLC分离收集粗产品,再经SEP-PAK C-18柱固相萃取,对产品质量进行分析。结果表明,以捕获~(11)C-CO2计算,~(11)C-氟马西尼合成时间为(26±2)min,经衰减校正后放化产率为(45±4)%(n=10),产品放化纯度大于99%,放射性浓度为370~550 MBq/mL,比活度为4.7TBq/mmol,产品细菌和热源检测结果符合规定。通过优化反应条件,大幅度提高了标记率,用国产合成模块能够制备高质量、高比活度的~(11)C-氟马西尼,满足临床应用需求。     

PET肿瘤显像剂~(18)F-氟乙基胆碱的自动化合成

18F-氟乙基胆碱(18F-FECH)是反映胆碱代谢的PET肿瘤显像剂,在肿瘤特别是脑肿瘤诊断中显示出良好的应用前景。为了方便临床应用,本工作利用PET-MF-2V-IT-I型18F多功能合成模块,自动化合成18F-FECH。首先18F-与1,2-乙二醇二对甲苯磺酸酯在90℃下发生亲核取代反应,产物未经纯化即与N,N-二甲基乙醇胺在100℃下发生烷基化反应,此后经过C18柱和CM柱进行分离纯化,得到目标产物。整个过程需时约40 min,最终产品放化收率30%(未经时间校正),放化纯度≥99%,室温下可稳定放置6 h。本方法简便易行,合成时间短,收率较高,产品稳定性好,且其它各项指标均符合规定,为临床常规应用提供了保证。     

[18F]AlF-NOTA-P-L-Lys6-GnRH的自动化合成及初步Micro-PET/CT显像

通过固相合成法合成新型促性腺激素释放激素(Gonadotropin Releasing Hormone,GnRH)衍生物,在商业模块上用[~(18)F]AlF标记法自动化标记该衍生物,所标记示踪剂进一步在PC-3前列腺荷瘤模型裸鼠体内进行小动物PET/CT(Positron Emission Tomography/Computed Tomography)显像。L-Lys~6-GnRH的6-赖氨酸末端氮位上用聚乙二醇(Polyethylene Glycol,PEG)链接三-叔-丁基2,2′,2″-(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三基)三乙酸(tri-tert-butyl 2,2′,2″-(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetate,NOTA)官能团合成一种新的GnRH衍生物(NOTA-P-GnRH),在国产模块PET-MF-2V-IT-I中通过一锅一步反应自动化制备[~(18)F]AlF-NOTAP-L-GnRH,自动化合成时间在35 min以内,衰变校正后产率(25±6)%,放射化学纯度95%,比活度8～30 GBq?μmol-1(n=6)。进一步用[~(18)F]AlF-NOTA-P-L-Lys~6-GnRH在PC-3前列腺荷瘤模型裸鼠体内进行小动物PET/CT动态显像,肿瘤部位清晰可见,具有高的肿瘤与肌肉摄取比值,动态活度与时间曲线显示示踪剂主要通过肾脏排泄。结果表明:[~(18)F]AlF标记法在商业模块中的自动化生产操作简便、高效可靠,[~(18)F]AlF-NOTA-P-LLys~6-GnRH是PC-3前列腺肿瘤的潜在显象剂。     

Tau蛋白显像剂18F-THK5317的合成与初步临床应用

¹⁸F-THK5317是以tau为靶点的新型分子探针,本研究利用国产氟多功能模块自动化合成¹⁸F-THK5317,在动物实验基础上进行了初步的临床研究。以(S)-2-(4-甲氨基苯基)-6-［［2-(四氢吡喃基-)-3-对甲苯磺酰氧基］丙氧基］喹啉为前体,经亲核反应、酸水解、碱中和,分别采用混合液直接HPLC纯化与混合液经C18小柱预纯化后再HPLC分离纯化两种方法得到¹⁸F-THK5317;研究了药物在正常KM小鼠体内生物学分布;对比了¹⁸F-THK5317在正常人（HC）和阿尔茨海默病（AD）患者脑中PET/MR显像结果。先以C18小柱预纯化粗产品再用HPLC分离,能显著改善HPLC分离效果和提高产品放化纯度。¹⁸F-THK5317未校正合成产率为（18.7±5.3）%（n=7）,放化纯度大于95%。小鼠生物分布表明,探针易穿透血脑屏障,并且能迅速从正常脑组织清除,Brain_{1 min}/Brain_{60 min}放射性摄取比为34;PET/MR结果显示,AD患者双侧颞叶、皮层的放射性滞留均高于健康对照。以上结果表明,国产氟多功能模块能够稳定高效地合成符合药物质控标准的¹⁸F-THK5317,动物实验及初步临床研究表明¹⁸F-THK5317具有在体显像tau蛋白的潜力。     

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。     

1-[~(18)F]氟代乙基-L-色氨酸的半自动化合成

设计并合成了一种新型氟标记氨基酸类似物1-[18F]氟代乙基-L-色氨酸(1-[18F]FETrp)。以色氨酸为原料,采用有机合成法经过七步反应,合成了标准品1-[19F]FETrp;使用氟多功能模块,采用亲核取代法,将放射化学标记自动化。经过对1-[19F]FETrp自动化合成条件的摸索,最后采用二锅法合成了1-[18F]FE-Trp。1-[18F]FETrp的放化产率为1.5%,合成时间50 min;由于放化产率过低,今后需改变条件或者寻找新的合成路线以提高产率,以期为临床区分炎症和肿瘤提供新的PET显像剂。     

~(18)F-6-L-多巴自动化合成及其初步PET/CT显像

~(18)F-6-L-多巴(~(18)F-FDOPA)作为多巴胺神经递质显像剂,已广泛应用于帕金森病、脑肿瘤以及神经内分泌疾病正电子发射断层(PET)显像诊断和疗效评估。本文使用进口多功能合成仪及其配套卡套和试剂盒,经氟化、还原、碘化、烷基化和水解多步反应,以及HPLC分离纯化,再经无菌过滤器传入产品瓶,得到~(18)F-FDOPA注射液,实现~(18)F-FDOPA自动化生产。并对获得的~(18)F-FDOPA注射液进行质量检测与分析:~(18)F-FDOPA注射液无色、澄清,pH为4~5.5,放化纯度98%,放射性核纯度99%,比活度1.9 GBq/μmol,K2.2.2含量50 mg/L,甲醇含量0.01%,乙醇含量0.01%,二氯甲烷含量0.01mg/L,二甲基甲酰胺含量15 mg/L,细菌菌内毒素0.100 EU/mL,无菌检查结果为0cfu/mL,异常毒性实验为阴性。正常Wistar大鼠腹腔注射卡比多巴30 min后,尾静脉注射~(18)FFDOPA,100min后行microPET/CT扫描,图像显示双侧纹状体可见对称性放射性摄取。进口多功能合成仪可高效、稳定地自动化合成~(18)F-FDOPA,合成时间约80min,校正放化产率为(63.1±3.8)%(n=10),放化纯度大于98%,产品质量达到动物和人体PET显像要求。