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。     

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。     

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-硝基咪唑的放化稳定性

研究了乏氧显像剂¹⁸F-硝基咪唑（¹⁸F-FMISO）的全自动化合成方法,分析了影响¹⁸F-FMISO放化稳定性的因素。采用回旋加速器生产出来的¹⁸F^-,传输到住友CFN-MPS200合成装置中,经QMA柱捕获后淋洗到反应管,两次干燥除去水分,再与乙腈溶解的10 mg 1-（2’-硝基-1’-咪唑基）-2-氧-四氢呋喃基-3-氧-甲苯磺酰基-丙二醇（NITTP）进行亲核取代反应。反应液用盐酸水解后加缓冲溶液中和,进入制备型高效液相进行分离。流动相采用φ=15%的乙腈水溶液,流速3 mL/min,保留时间11 min。用旋转蒸发仪脱除溶剂,再用生理盐水溶解加入稳定剂得到18F-FMISO注射液。考察了不同活度、稳定剂、旋蒸温度对产品放化稳定性的影响,结果表明,不校正合成效率（EOS）为(45±5)%（n=20）,合成时间50 min,在抗坏血酸钠做为稳定剂的情况下,6 h后产品的放化纯度为95%;而抗坏血酸和乙醇不能在50 ℃以上作为稳定剂。¹⁸F-FMISO可以用CFN-MPS200合成模块全自动化合成,产品收率较高,工艺稳定,¹⁸F-FMISO在弱碱溶液中稳定性好,为肿瘤的乏氧显像提供了临床便利。     

18F标记的苯乙烯基嘧啶类Aβ显像剂的制备与初步生物评价

为研发新型Aβ正电子显像剂,设计合成对甲苯磺酰氧基取代的苯乙烯基嘧啶化合物Boc-SPm2-OTs和Boc-SPm5-OTs,并通过亲核取代反应进行¹⁸F标记,得到¹⁸F-SPm2和¹⁸F-SPm5,放化纯度均大于99%。¹⁸F-SPm2和¹⁸F-SPm5均具有适宜的亲脂性（LogP=1~2.5）,在生理盐水中可稳定存在3 h以上,能选择性结合Aβ,但其亲和性较弱（K_i分别为246.6 nmol/L和318.2 nmol/L）,体内生物分布实验表明,两者初始脑放射性摄取均相对较高,但正常脑组织清除较慢,而且存在明显脱氟现象。初步的研究结果表明,¹⁸F-SPm2和¹⁸F-SPm5不是理想的Aβ显像剂,需要进行进一步的结构修饰以克服其缺点。     

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。     

LOOP环改良法全自动化制备11C-胆碱

为研究国产¹¹C-多功能合成模块经LOOP环法合成放射性药物［N-甲基-¹¹C］胆碱(¹¹C-Choline，¹¹C-CH)的合成方法，对碱当量、溶剂效应及前体量等影响因素进行研究，优化LOOP环法合成¹¹C-CH的合成工艺。¹¹C-CH的优化条件：前体量为60~150 uL，无碱无溶剂，室温与¹¹C-CH₃I反应。此条件下¹¹C-CH的合成效率为(72.16±2.96）%(n=19, ¹¹C-CH₃I未校正效率)，产品的放化纯度均大于95%，产量为(7.59±1.54) GBq(n=19)。国产¹¹C-多功能合成模块LOOP环法合成¹¹C-CH与C18柱固相法进行比较表明，LOOP环可以多次重复利用，降低生产成本，提高合成效率，实现稳定、全自动化合成¹¹C-CH，产品满足临床需求。     

自动化合成N-琥珀酰亚胺-4-[18F]氟苯甲酸酯

通过自动化多功能化学合成模块,在线合成N-琥珀酰亚胺-4-[¹⁸F]氟苯甲酸酯（[¹⁸F]SFB）。标记前体4-三甲基胺苯甲酸乙酯三氟甲基磺酸盐与干燥的¹⁸F^-发生亲核反应,生成4-[¹⁸F]氟苯甲酸乙酯,碱水解得到4-[¹⁸F]-氟苯甲酸（[¹⁸F]FBA）,经Sep-Pak C18固相柱分离,加O-(N-琥珀酰亚胺)N,N,N′,N′-四甲基脲四氟硼酸盐(TSTU)乙腈溶液反应,生成[¹⁸F]SFB, Sep-Pak C18固相柱分离得纯[¹⁸F]SFB。 在115 ℃,密封条件间隔通氮气加热10 min亲核反应,用NaOH水解保护基团,得到[¹⁸F]SFB的不校正合成效率为(28.2±1.9)% (n=5),放射化学纯度大于90%,总的合成时间为45 min。     

多巴胺转运蛋白显像剂11C-β-CFT的全自动化合成

通过对反应条件的优化及合成模块的改进,探索了一种高效、全自动化合成¹¹C-β-CFT的方法。以¹¹CO₂为起始原料与LiAlH₄、HI或HBr反应生成¹¹CH₃I（或¹¹CH₃Br）,再转化成Triflate-¹¹CH₃,最后与nor-β-CFT进行甲基化反应合成¹¹C-β-CFT。整个合成工艺实现了全自动化,产品校正放化产率为70.2%±1.8%,放化纯度大于95%。用新方法合成的¹¹C-β-CFT无菌注射液经pH测定、HPLC检测、内毒素检查、细菌培养及异常毒性检查,均符合注射液要求。用制备的¹¹C-β-CFT对正常志愿者与帕金森病患者进行PET显像,PET显像显示正常对照者双侧纹状体影像清晰,帕金森病患者双侧纹状体不对称性摄取减低。该工艺实现了¹¹C-β-CFT全自动化,放化产率高,工艺简单,有利于工作人员放射防护,显像效果良好,可满足临床需要。     

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。     

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。     

在柱水解法自动化合成18F-氟代乙酸盐

采用 TRACERlab FXF-N 自动化合成仪,以溴代乙酸苄酯为前体,经亲核氟化、在柱水解两步反应及Sep-Pak小柱分离纯化制备18F-FAC注射液.总合成时间＜20 min,未校正放化产率达60%,放化纯度＞95%.在柱水解法适于商售2-18F-2-脱氧-D-葡萄糖(18F-FDG)全自动化合成模块自动化合成18BF-FAC.     

68Ga标记成纤维细胞活化蛋白抑制剂的生物分布和胶质瘤模型micro-PET显像

为研究⁶⁸Ga标记的成纤维细胞活化蛋白抑制剂（⁶⁸Ga-FAPI-04）在正常小鼠和胶质瘤裸鼠模型体内的生物学分布及micro-PET显像,以DOTA修饰的成纤维活化蛋白抑制剂为前体合成⁶⁸Ga-FAPI-04。放射性HPLC测定其标记率,考察放化纯度及体外稳定性,通过测定⁶⁸Ga-FAPI-04脂水分配系数评估其水溶性。将20只ICR小鼠随机分为5组,尾静脉注射3.7 MBq ⁶⁸Ga-FAPI-04后5、15、30、60、120 min后处死并取出各脏器,称重并测定放射性计数,计算各组织器官的放射性摄取率。建立U87MG胶质瘤荷瘤鼠模型,进行生物分布及micro-PET显像研究。结果表明,⁶⁸Ga-FAPI-04的标记率为97.38%±1.32%（n=3）,放化纯度为100%,体外稳定性好,亲水性强。ICR正常小鼠生物分布实验显示,⁶⁸Ga-FAPI-04血液清除快,肾脏为主要排泄器官,脑部放射性摄取低。U87MG荷瘤裸鼠生物分布及micro-PET均显示肿瘤部位有较高的放射性摄取率,⁶⁸Ga-FAPI-04注射后90 min时肿瘤部位放射性摄取率达到（2.50±0.00）%ID/g。注射后30、60、90、120 min时,肿瘤与正常脑的肿瘤本底比(tumor-to-background ratio, TBR)分别为（6.26±0.09）、（5.06±0.02）、（5.54±1.47）、（5.51±0.03）。研究表明,⁶⁸Ga-FAPI-04制备简易方便、标记率高、体外稳定性好,主要通过肾脏排泄,在胶质肿瘤模型中具有较好的肿瘤靶向性,micro-PET显像清晰,是潜在的脑肿瘤显像剂。     

18F-标记的前列腺特异性膜抗原JK-PSMA-7的制备及初步PET/CT显像

为合成一种新型¹⁸F^-标记的前列腺特异性膜抗原¹⁸F-JK-PSMA-7,经亲核取代、酸水解、高效液相色谱分离、固相萃取等4步合成¹⁸F-JK-PSMA-7,并测定其质量和体外稳定性,计算其脂水分配系数,通过动物实验评价其生物安全性和生物分布特性,同时对1例健康志愿者和3例前列腺癌患者行PET/CT显像。结果表明,¹⁸F-JK-PSMA-7的合成时间为45 min,合成产率为(31.0±2.5)%(未衰减校正,n=3),放化纯度>99%,体外稳定性良好,常温放置3个半衰期放化纯度仍>95%,脂水分配系数logP=-3.56±0.13,其他质控结果满足临床要求。生物分布实验显示其在体内稳定性较好,在所测时间点肌肉和骨骼几乎无摄取,药物在膀胱内的摄取较高,证明其经泌尿系统代谢。对1例健康志愿者和3例前列腺癌患者行PET/CT显像发现：1例健康志愿者主要在唾液腺、泪腺、下颌下腺、肝脏、脾脏和肠道、膀胱等器官有生理性高放射性摄取,3例前列腺癌患者前列腺病灶和转移灶都有浓聚,...     

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。     

新型脑突触密度核素分子探针18F-SynVesT-1放射性标记、质量控制与显像分析

突触密度活体可视化评估与定量分析在神经和精神疾病的诊断、治疗监测和机制研究方面具有广阔的临床应用前景。突触前膜囊泡蛋白2A(synaptic vesicle protein 2A, SV2A)可反映突触密度情况并与神经元兴奋性改变、致痫网络形成和癫痫耐药密切相关。为可视化评估突触密度，本研究采用GE Tracerlab FXFN模块高效合成与标记特异性靶向SV2A新型PET核素分子探针¹⁸F-SynVesT-1,通过理化性质、稳定性、比活度、细菌内毒素等检测技术进行质量控制，利用癫痫动物模型对¹⁸F-SynVesT-1显像效果进行验证。结果显示，Tracerlab FXFN模块能实现¹⁸F-SynVesT-1的高效合成，未校准放化产率为(11.4±2.6)%,且产品溶液满足临床及注射要求。本研究合成的¹⁸F-SynVesT-1质控表现良好，可用于活体脑突触显像、突触密度定量评估及致痫灶异常检测分析。     

(N-[18F]氟甲基)胆碱的半自动合成和无菌型炎症PET显像评价

通过对现有的合成模块进行改进,实现了(N-[¹⁸F]氟甲基)胆碱（¹⁸F-FCH）的半自动合成,并用其进行了无菌型炎症PET显像。以CH₂Br₂为前体,经过氟化反应制备甲基化试剂¹⁸FCH₂Br,在柱与N, N-二甲基乙醇胺进行反应,并经过Sep Pak tC18和Sep Pak CM小柱联用纯化的方法,得到放化纯度大于95%的¹⁸F-FCH注射液,放化产率为12%±2%（n=3,按¹⁸F^-计算,未校正）,放化合成时间为35 min。PET显像表明,肌肉注射0.2 mL松节油,4天后形成的炎症模型具有¹⁸F-FDG最高摄取,而¹⁸F-FCH在炎症处具有轻度的放射性浓聚,因此在¹⁸F-FCH肿瘤显像时应考虑炎症的可能性。     

肿瘤显像剂18F-氟代乙酸盐的自动化合成

为研究肿瘤显像剂18F-氟代乙酸盐(18F-FAC)的自动化合成工艺,采用"一锅法"和TRACERlab FXF-N自动化合成装置,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HPLC系统分离纯化制备18F-FAC注射液.总合成时间约50 min,未校正放化产率和放化纯度分别大于45%和99%.采用"一锅法"自动化合成18F-FAC,操作简便,能满足科研和临床正电子发射断层显像的需要.     

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）。     

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。