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.     

PET显像剂18F-FLT的合成条件优化

以MTR-Nos-Boc-LT（3-N-Boc-5-DMTr-3-Nos-2-脱氧-β-D-胸腺嘧啶核苷）为前体,利用季铵盐为相转移催化剂,采用质子溶剂,摸索更优的¹⁸FLT合成方法。并就合成的¹⁸FLT进行肿瘤鼠的MicroPET扫描。研究结果显示,季铵盐可以取代K_2.2.2/K₂CO₃体系,将QMA柱上的¹⁸F洗脱,并且是很好的相转移催化剂,氟化反应中加入质子溶剂,¹⁸FLT的放化纯度大于95%,不矫正合成效率为50%。     

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）。     

新型心肌灌注显像剂99Tcm-CO-MIBI与99Tcm-MIBI的药理学比较

以犬为实验动物,     

99mTc标记新型硼酸结构快速心肌灌注显像药物的制备及初步显像评价

^99mTc-TEBO为临床批准的快速心肌灌注显像药物,该药物初始摄取高,但心肌滞留不稳定,为此,本研究通过优化其硼酸结构,分别制备标记物^99mTc-2SP、^99mTc-4LPA及^99mTc-2MDM,制备时间均为30 min,均为无色澄明液体,放化纯度均>95%,分别在健康小型猪体内进行SPECT动态显像,并与99mTc TEBO进行对比。结果表明：^99mTc-TEBO注射后0~5 min,左室心肌快速摄取,但随后心肌放射性迅速洗脱,在10 min时心肌约洗脱至峰值的75%,与心血池放射性浓度比值为1.63。^99mTc-2SP引入2-甲磺酰基吡啶-5-硼酸基后心肌初始摄取高,心肌滞留时间明显延长,心肌洗脱较缓慢,左室心肌均清晰显影,在第10 min时心肌摄取仍可保持峰值的95%,与心血池放射性浓度比值为3.75,明显高于^99mTc-TEBO。而另外两种显像剂^99mTc-4LPA和^99mTc-2MDM在注射后15 min内显像不理想。因此,^99mTc-2SP是有潜力的心肌灌注显像药物。     

新型心肌灌注显像剂~(99)Tc~m-CO-MIBI与~(99)Tc~m-MIBI的药理学比较

以犬为实验动物,99Tcm-CO-MIBI和99Tcm-MIBI为显像剂,采用自身对照的方法,通过采集血样、采集动态图像和全身显像获得药物在犬体内的代谢动力学参数、生物分布、靶与非靶放射性摄取比和全身、心脏平面及断层影像等药效学结果。结果显示,99Tcm-CO-MIBI符合一次静脉给药的血药动力学二室开放模型,快相及慢相半衰期分别为Tα(1/2)=1.46±0.13 min,Tβ(1/2)=97.30±20.50 min,全血总清除率CL=436.36±54.77 mL/h。心、肺、肝时间-放射性曲线显示,在注射约40 min后,99Tcm-CO-MIBI肝脏曲线明显低于心肌曲线。多时间点心脏与肺脏及肝脏的放射性摄取比亦表明99Tcm-CO-MIBI在心肌摄取高,滞留久,肺本底低,肝脏药物排出比99Tcm-MIBI明显快。注射99Tcm-CO-MIBI后10~120 min内均可获得清晰的心肌图像,40 min后下壁心肌显示不再受肝内放射性干扰。表明99Tcm-CO-MIBI犬体内生物分布优异,有望成为一种新型心肌灌注显像剂。     

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。     

~(18)F标记正电子分子探针在肿瘤受体显像的应用

肿瘤受体显像具有高亲和性、高特异性、高选择性及良好的药代动力学特性,在肿瘤的诊断和分期中具有重要作用。本文根据不同的肿瘤受体,对生长抑素(SST)受体、血管活性肠肽(VIP)受体、肿瘤生长因子受体、类固醇激素(SH)受体类肿瘤受体显像剂的18F标记的正电子分子探针进行了综述。     

18F-NaF注射液的制备及新西兰兔骨折显像

由外伤或肿瘤骨转移造成的隐匿性骨折和愈合情况的准确诊断对制定合适的治疗方案具有非常重要的意义。为考查¹⁸F-NaF PET显像用于骨折诊断的诊断效能,本研究制备了¹⁸F-NaF注射液,并对其进行了质量控制和稳定性研究,然后建立新西兰兔骨折动物模型,模型建立约2周后进行了¹⁸F-NaF PET显像和⁹⁹Tc^m-亚甲基二磷酸盐（⁹⁹Tc^m-MDP）SPECT显像的自身对照实验,并对显像效果进行了比较。结果表明：¹⁸F-NaF的产量大于37 GBq,各项检验结果均符合质控要求,40 ℃下放置8 h和30 ℃下放置10 h所有检验结果均无明显变化;¹⁸F-NaF PET和⁹⁹Tc^m-MDP SPECT两种显像方式均可见全身骨骼,骨折部位呈明显放射性浓聚,但¹⁸F-NaF给药后30 min即可进行PET显像,骨折部位显示更为清晰,骨折部位与对侧正常骨骼的放射性摄取比（T/NT）明显高于⁹⁹Tc^m-MDP,而⁹⁹Tc^m-MDP需在给药后2 h才能进行SPECT显像。本研究表明¹⁸F-NaF PET对骨折的显像性能优于⁹⁹Tc^m-MDP,可明显提高检查流通量和诊断效能。     

基于TGV正则化的MP-PET图像恢复

针对光子计数较少导致心肌灌注PET(MP-PET)图像质量严重退化问题,提出基于TGV正则化的MP-PET图像恢复模型。模型结合低秩稀疏分解理论对MP-PET序列图像的目标区域和背景区域进行分离,针对目标区域进行TGV约束从而改善图像质量。分别对仿真数据及临床扫描数据进行实验,采用视觉及不同的量化指标进行恢复效果评价。实验结果表明,提出的TGV模型具有优质的恢复效果。     

PET显像剂~(18)F-氟化钠的制备、作用机制和临床应用

~(18)F-氟化钠是一种正电子发射计算机断层显像(PET)药物,主要用于成骨性反应活跃的骨疾病、尤其是恶性肿瘤骨转移的诊断。~(18)F-氟化钠PET骨显像具有高灵敏度和高特异性的特点,能更早发现99 Tcm-亚甲基二膦酸盐(99 Tcm-MDP)单光子发射计算机断层显像(SPECT)不能探测到的病灶。这对肿瘤治疗方案的选择和预后判断具有重要的临床意义。另外,18 F-氟化钠也能够有效鉴别破裂高风险的冠状动脉粥样硬化斑块。本工作就PET显像剂~(18)F-氟化钠的制备、质量控制、药理作用、辐射安全和临床应用作出综述。     

Preparation and Clinical Application of 18F-DCFPyL

¹⁸F-DCFPyL, a PSMA-based PET imaging agent for prostate cancer, was auto synthesized and evaluated. Following the direct nucleophilic heteroaromatic substitution with ［¹⁸F］fluoride at the ortho-position of precursor, the deprotection of the ester moieties of the intermediate with different acids was attempted to obtain a good hydrolysis yield. The biodistribution in normal NIH mice and PET/CT imaging for a patient with biochemical recurrence of prostate cancer were also performed. The results showed that no remarkable discrepancy of the hydrolysis efficiency was found among three kinds of acids, H₃PO₄, HCl and HI, which were 17.1%, 16.9% and 18.4%, respectively with a specific activity of 54 to 90 GBq/μmol. The highest levels of radioactivity in the NIH mice were observed in the kidneys. Meanwhile, the uptake of the tracer in the blood was declined rapidly and a low accumulation of the radio-tracer was observed in most of the other organs. ¹⁸F-DCFPyL PET imaging for a postoperative patient with biochemical recurrence of prostate cancer can detect small metastatic foci that can not be detected by the CT. ¹⁸F-DCFPyL was synthesized reliably and repeatedly by domestic synthesis module and it passed the quality control. It has satisfactory properties in vivo and is probably suitable for early diagnosis of prostate cancer and detection of lesions in patients with biochemical recurrence of prostate cancer.     

前哨淋巴结显像剂99Tcm-rituximab体外特性和安全限度的实验研究

用⁹⁹Tc^m标记rituximab（美罗华）评价特异性前哨淋巴结（SLN）示踪剂⁹⁹Tc^m-rituximab体外特性及其体内应用的安全性。采用聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS PAGE）检测了⁹⁹Tc^m-rituximab的分子完整性;采用间接酶联免疫荧光分析（ELISA）及流式细胞术检测了⁹⁹Tc^m-rituximab的免疫活性;最后依据中华药典的要求行⁹⁹Tc^m-rituximab安全限度及在正常小鼠体内分布实验。结果显示：⁹⁹Tc^m-rituximab标记率为90%～95%;标记化合物分子完整,免疫活性保留完全,标记化合物无菌无热源。受试小鼠以60 mg/kg剂量注射⁹⁹Tc^m-rituximab（相当于人体用量的500倍）,1周内未见小鼠死亡。小鼠体内分布结果显示：⁹⁹Tc^m-rituximab入血后主要通过肾脏排泄,放射性摄取值由1 h的(14.01±0.61)%ID/g减少为24 h的(3.51±0.48)%ID/g;肝脏亦可见摄取。各器官未见有明显的放射性滞留。因此,⁹⁹Tc^m-rituximab结构及性能稳定,无急性毒性,使用安全,可应用于临床。     

原发性高血压病患者99Tcm-MIBI心肌显像及其左室心肌质量测定

对33例临床确诊的原发性高血压病患者和18例正常对照者进行常规^99Tc^m—MIBI心肌显像后重建HSA、HVA和LVA，并对图像进行分析和打印，利用体视学原理测定左室心肌质量，以探讨原发性高血压病患者左室心肌质量的改变情况。结果表明，心肌显像结合体视学方法测定左室心肌质量可行且有效，用该方法可测定原发性高血压病患者左室心肌质量，还可同时观察心肌的血供和结构改变情况。     

特异性前哨淋巴结显像剂99Tcm-rituximab药盒的制备及生物评价

采用2-巯基乙醇修饰Rituximab（利妥昔单克隆抗体）,制得其冻干药盒。所制得的冻干药盒性质稳定,可在-20 ℃冷冻保存3个月以上。利用⁹⁹Tc^m-葡庚糖酸钠（GH）交换法,标记冻干药盒得到⁹⁹Tc^m-rituximab,标记率和放化纯度均大于90%。生物分布结果显示：SD大鼠经前脚掌皮下注射⁹⁹Tc^m-rituximab后,前哨淋巴结的摄取值在1~4 h内逐渐增加,在4 h时达到（2.14±0.46）%ID,前哨淋巴结与注射点的放射性摄取比在4 h时达到最大（14.80%±2.11%）,且在18 h时,这一比值基本保持不变。SPECT显像结果表明,在30 min~18 h内,大鼠的前哨淋巴结清晰可见,无次级淋巴结显影。本研究提供了一种特异性前哨淋巴结显像剂的药盒化制备方法,该方法操作简便,性能稳定,便于在临床推广应用。     

SPECT/MRI双模态显像剂SPION-DMSA-~(99)Tc~m的制备及其性质研究

为制备纳米材料SPION-DMSA及其标记物SPION-DMSA-99Tcm,探讨该标记物作为SPECT/MRI双模态显像剂的可能性,本工作先采用高温热解法合成了SPION,然后用DMSA包覆获得SPIONDMSA并进行各种表征。用99Tcm标记SPION-DMSA得到SPION-DMSA-99Tcm,并对该标记物进行荷U87MG人脑神经胶质瘤裸鼠的生物分布和显像研究。实验结果表明,SPION-DMSA具有超顺磁性,99Tcm标记率大于98%。SPION-DMSA-99Tcm在血液中清除较快,在肝脏中的摄取较高。SPIONDMSA-99Tcm与DMSA-99Tcm(Ⅴ)在小鼠体内的生物分布差异较大。SPION-DMSA-99Tcm在肿瘤中并没有明显的摄取。SPION-DMSA和SPION-DMSA-99Tcm的MRI和SPECT显像结果表明,SPIONDMSA和SPION-DMSA-99Tcm的肿瘤被动靶向作用有限。因此,对于荷U87MG人脑神经胶质瘤裸鼠,SPION-DMSA-99Tcm还不是一种理想的SPECT/MRI双模态显像剂。     

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。     

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。     

多巴胺转运蛋白显像剂^18F—FP—β—CIT的制备

可卡因经水解、脱水、甲酯化、苯基溴镁格氏反应、脱N－甲基、碘化、N烷基化、甲磺酰化等反应制备氟标记前体,用K222催化进行氟标记,得到^18F-FP-β-CIT[N－（3－氟丙基）－2β－甲酯基－3β－（4‘－碘苯）去甲基托烷],标记率25％－30％,放射化学产率10％－12％,合成及纯化时间100－110min,纯化后放化纯度＜95％,稳定性较好。     

18F-FLT MicroPET评估顺铂对A549肺癌早期疗效反应的研究

目前实体瘤疗效评价标准存在诸多不足,为了对抗肿瘤药的早期药效进行更精准的评价,给肺癌A549模型鼠以灌胃方式灌注顺铂进行治疗,并于给药前后分别进行¹⁸F-FLT MicroPET显像,根据瘤组织的放射性摄取值变化评价顺铂对肺癌A549模型鼠的早期疗效,同时采用传统抗肿瘤药药效评价方法作对比,结合病理切片进一步验证实验结果。结果显示,给药第2天,MicroPET显像可见治疗组肿瘤的放射性摄取由(4.91±0.71)%ID·g^-1降至(3.87±0.61)%ID·g^-1,降幅达21.28%;而治疗组和空白组的肿瘤体积在给药后9 d才出现显著性差异（P<0.01）。以上结果表明,¹⁸F-FLT MicroPET显像较传统的肿瘤体积测量能更早、更精准地评价顺铂的抗肿瘤药效。