~(18)F标记的白藜芦醇衍生物的合成及作为β-淀粉样斑块显像剂的初步评价

设计并合成四种白藜芦醇衍生物,以评价其用于Aβ-斑块PET显像的可能性。通过化学合成得到四种白藜芦醇衍生物的前体化合物和参比化合物;使用参比化合物测定其与Aβ1-42蛋白聚集体的体外结合性;经[~(18)F]亲核取代反应对具有较高亲和力的化合物进行放化标记,并进行体外稳定性、脂水分配系数、生物分布等的测定。体外竞争结合实验显示化合物(E)-1-(3,5-二甲氧基苯乙烯基)-4-(2-(2-(2-氟乙氧基)乙氧基)乙氧基)苯([~(19)F]F-7)具有中度的结合性(Ki=43.76nmol/L);[~(18)F]F-7的标记时间为32min,放化产率(未校正)为(23±2)%,经SEP PAK C18柱纯化后放化纯度大于95%,且在生理盐水中的稳定性大于3h,具有较好的脂溶性(lg P=3.08);生物分布实验显示化合物[~(18)F]F-7具有较快的脑清除,注射后2min和60min的脑摄取分别为(0.55±0.05)%ID/g和(0.06±0.01)%ID/g,清除比达到9。化合物[~(18)F]F-7是一种潜在的β-淀粉样斑块PET显像剂。     

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。     

~(18)F标记的新型鏻正阳离子PET心肌灌注显像剂的制备及生物性能评价

为研制新型的PET心肌灌注显像剂,设计合成了18 F标记的鏻正阳离子:3-氟-18 F-甲基苄基-三-(2,6-二甲氧基苯基)鏻盐(18F-2),并进行了小鼠生物分布研究。18F-2采用一锅法制备得到,总的标记时间小于60min,校正后的产率为(31±3)%,放化纯度95%;小鼠生物分布结果表明,18 F-2在小鼠心肌中有很高的初始摄取和良好的滞留,给药后2min和60min的心肌摄取分别为(53.88±7.45)%ID/g和(23.93±3.28)%ID/g;其在肝、肺、血等非靶组织中的摄取低,且清除快,给药后60min心与肝、心与肺、心与血放射性摄取比分别为3.99、3.80和9.17。值得进一步深入研究。     

n-Gluc-Lys([Al18F]NOTA)-TOCA的制备和初步生物学评价

肿瘤细胞组织上常有一些生长抑素受体的过度表达,奥曲肽及其衍生物与生长抑素受体(SSTR)能够高特异性地结合,因此,应用18F标记的奥曲肽及其衍生物作为肿瘤示踪剂,可对生长抑素受体阳性肿瘤进行诊断和疗效评价。为开发一种能够高效快速合成的18F标记奥曲肽衍生物,用Al 18 F复合物和偶联了双功能螯合剂NOTA的糖基化奥曲肽衍生物n-Gluc-Lys(NOTA)-TOCA通过螯合反应制备了n-Gluc-Lys([Al 18 F]NOTA)-TOCA,放化反应合成时间为25～30min,标记率为69%,最终产品经HLB柱纯化后放化纯大于95%。标记物在体外稳定,水溶性高(lg P=-4.20±0.09(n=3))。正常鼠体内分布实验显示:标记物通过肾代谢;在肝中摄取很低,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。骨中的摄取低,说明标记物在体内无脱18F或Al 18F的现象。本工作为进一步研究Al 18F复合物标记的奥曲肽衍生物作为生长抑素受体阳性肿瘤显像剂提供了实验依据。     

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。     

认知功能障碍大鼠脑神经型烟碱乙酰胆碱受体显像研究

采用双侧颈总动脉结扎法建立大鼠慢性脑缺血模型,4周后经Morris水迷宫实验验证认知功能障碍,经尾静脉注射神经型烟碱乙酰胆碱受体(nAChRs)显像剂2-[~(18)F]-A-85380后30、60、120、180、240min,用Micro-PET各扫描一次,每次持续10 min。选取丘脑、额皮质、小脑为鼠脑感兴趣区,以SUV_(ave丘脑)/SUV_(ave小脑)、SUV_(ave额皮质)/SUV_(ave小脑)放射性摄取比为慢性缺血组与正常组的比较参数。经正常组大鼠扫描后,慢性脑缺血认知障碍大鼠选择在120 min行2-[~(18)F]-A-85380 Micro-PET脑部扫描10min。结果表明,Morris定向航行实验中两组大鼠逃避潜伏期随实验天数增加而缩短,在第5d时正常组为(9.44±5.48)s,慢性缺血组为(24.16±27.18)s,差异有统计学意义,慢性缺血组大鼠在学习寻找平台上较正常组缓慢;Morris空间探索实验,撤掉平台后,慢性缺血鼠按之前学习寻找平台的轨迹,穿过原来放置平台的象限次数较正常组少,慢性缺血组为(2.60±1.67)次,正常组为(6.20±2.95)次,差异有统计学意义;正常大鼠脑部Micro-PET显像,在120min时,可清晰显示丘脑、小脑及额皮质结构,且持续至240min,其SUV_(ave丘脑)/SUV_(ave小脑)、SUV_(ave额皮质)/SUV_(ave小脑)放射性摄取比在120 min时分别为1.62±0.06、1.34±0.28,认知功能障碍大鼠SUV_(ave丘脑)/SUV_(ave小脑)、SUV_(ave额皮质)/SUV_(ave小脑)放射性摄取比分别为1.27±0.02、1.07±0.03,差异有统计学意义。通过对缺血大鼠进行2-[~(18)F]-A-85380 MicroPET脑显像发现,2-[~(18)F]-A-85380在慢性缺血大鼠与正常大鼠的丘脑相比摄取降低,缺血组SUV_(ave丘脑)/SUV_(ave小脑)、SUV_(ave额皮质)/SUV_(ave小脑)较正常组显著降低,说明缺血后认知功能障碍与烟碱乙酰胆碱受体减少有关。缺血后认知功能障碍大鼠能在出现运动症状前出现受体数量降低或2-[~(18)F]-A-85380与受体结合率降低,通过nAChRs受体显像可在慢性缺血后已出现认知障碍的患者中发现其受体早期变化,从而给予早期干预治疗,改善预后。     

5-HT_(1A)受体拮抗剂~(11)C-WAY-100635的自动化合成

为自动化合成用于5-羟色胺(5-HT_(1A))受体显像~(11)C标记的N-[2-[4-(2-甲氧基苯基)-1-哌嗪基]乙基]-N-2-吡啶基环己烷甲酰胺(~(11)C-WAY-100635),采用自动化合成模块,以去甲基WAY-100635为前体,经甲基化,HPLC纯化和Sep-Pak Plus C18柱去除有机溶剂制得~(11)C-WAY-100635注射液。结果显示,合成方法共耗时约40 min,~(11)C-WAY-100635注射液的未校正放化产率10%~20%,放化纯度97%;静脉注射日本大耳白兔~(11)C-WAY-100635(约111 MBq)后,脑组织放射性摄取显著,且明显高于头颅等其他组织。自动化合成5-HT_(1A)受体显像剂~(11)C-WAY-100635方法简单,反应时间较短,放化纯度高,产率稳定可靠,可在临床中推广应用。     

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。     

[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。     

细胞凋亡显像剂~(18)F-ML-10前体合成及放射性标记

~(18)F-2-(5-氟-戊基)-2-甲基丙二酸(~(18)F-ML-10)是一个有潜力的细胞凋亡显像剂。以5-溴-1-戊醇为原料,合成了前体:5-甲基磺酰基戊基-2-甲基丙二酸二乙酯,采用国产MF-2V-IT-1模块,经亲核取代及碱水解,合成了~(18)F-ML-10;粗产品经HPLC纯化及固相萃取,得到~(18)F-ML-10注射液。18 F-ML-10的合成效率为(25.3±4.7)%(n=16,不校正),产品的放射化学纯度大于99%,比活度为740PBq/mol,K2.2.2含量低于10mg/L,有机溶剂乙腈残留量为(0.015±0.01)%(质量分数),无菌、无热原符合要求,产品满足临床研究需求。     

无载体~(18)F的制备及快速标记

研究了以苯并-12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6、二苯并-24-冠-8的锂络合物为靶子,在反应堆内照射,通过~6Li(n,t)~4He,~(16)O(t,n)~(18)F二次核反应制备无载体~(18)F,并以靶子物冠醚为溶剂直接进行了~(18)F的快速标记。由于~(18)F~-的“裸露”离子效应,加速了~(18)F~-与CH_2Br(CH_2)_(14)CH_3化合物中Br~-之间的交换,标记率>90％,产额80±5％。本方法把~(18)F的制备、分离和标记统一起来,操作时间较短,适合于短半衰期~(18)F快速标记的需要。     

苯甲酰胺类多巴胺D2受体显像剂18F-Fallypride的制备和生物分布

以(s)-(-)-N-(1-烯丙基吡咯烷-2-氨基甲基)-5-(3-磺酰基)-2-3-二甲氧基苯甲酰胺为氟标记前体,用K222催化进行氟标记,合成了(s)-(-)-N-(1-烯丙基吡咯烷-2-氨基甲基)-5-(3-18F)-2,3-二甲氧基苯甲酰胺(18F-Fallypride).考察标记物的放化纯度及稳定性,并进行ICR小鼠体内分布特性研究.结果显示,18F-Fallypride 的放化产率为40.75%,合成时间40 mim,放化纯度大于97%,标记物的生理盐水溶液室温放置4 h,放化纯大于95%.小鼠静脉注射18F-Fallypride后120 min,纹状体/小脑高达14.27.18F-Fallypride进入血液后很快被组织摄取,其中以肾的早期摄取最高(9.91±1.24)%ID-g-1,各脏器的清除均较快(T1/2＜1 h),骨的摄取率随时间的延长而增加.     

神经炎症显像剂18F-PBR06的自动化制备

~(18)F-PBR06是一种二代18 kDa转位蛋白(18 kDa Translocator Protein,TSPO)靶向显像剂,主要用于神经炎症正电子发射断层成像(Positron Emission computed Tomography,PET)显像研究。为了推动该显像剂的应用,本研究基于Neptis Perform型放射性药物合成仪,开发了~(18)F-PBR06自动化合成流程和一次性卡套;参考中国药典2015年版制定了产品质量标准,并进行了异常毒性检查;通过正常小鼠实验考察产品生物分布情况。基于以上内容,本研究开展了正常志愿者和多发性硬化患者~(18)F-PBR06 PET显像预实验。结果表明:~(18)F-PBR06制备放射化学产率为(32±5)%(经衰减校正,n=20),放化纯度大于99%,比活度大于111 GBq?μmol~(-1),合成时间(54±2)min(n=20);产品质控和异常毒性检查均符合中国药典相关要求。~(18)F-PBR06在小鼠肾、肺、脾和心脏等TSPO高表达器官摄取较高。预试验结果表明:多发硬化患者丘脑和脑桥的放射性摄取较正常人明显升高,这与该患者磁共振成像发现的病灶区域一致。以上结果证明本研究开发的工艺可以制备得到满足科研和临床应用要求的~(18)F-PBR06制剂,为进一步神经炎症PET显像研究奠定了基础。     

细胞凋亡显像剂[18F]FEDPA的合成和标记

为制备新型细胞凋亡显像剂[18F] FEDPA,合成了前体(2-{2-[2-(3,5-二-N,N-二(2-甲基吡啶)氨甲基-苯氧基)乙氧基]-乙-基}乙基)-胺-总收率5％(以化合物4计).后经过18F标记合成[18F] FEDPA,标记率(8.9士0.3)％(经校正,n=2),HPLC检测其放射化学纯度为77％.     

β-淀粉样蛋白斑块显像剂131 I-IMPY的合成与生物分布

为了找到合适的123I标记的脑内β淀粉样蛋白(A β)斑块的显像剂,根据文献资料,合成了2-(4′-二甲基氨基苯基)-6-三正丁基锡咪唑并[1,2-α]吡啶(IMPY),并采用双氧水标记法进行了131I标记,得到标记物131 I-IMPY,放射化学纯度大于95%.方法对合成原料和条件作了相应的改进,提高了合成的收率.正常小鼠体内分布试验表明,在注射131 I-IMPY后2 min和60 min,小鼠脑摄取率分别为(7.374±4.797)%/g和(0.967±0.409)%/g.说明131 I-IMPY在小鼠脑中初始摄取很高,清除很快.131 I-IMPY可能是一个很有发展潜力的A β斑块SPECT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。     

O-(3-~(18)F-氟代丙基)-L-酪氨酸的合成及其生物分布

采用两步法合成氨基酸代谢显像剂O-(3-^18F-氟代丙基)-L-酪氨酸(FPT)。首先，^18F^-与1，3-二对甲苯磺酸丙二酯(TsOCH2CH2CH2OTs)发生亲核氟化取代反应，生成3-^18F-1-对甲苯磺酸丙酯(^18F CH2CH2CH2OTs)；然后，^18FCH2CH2CH2OTs与L-酪氨酸二钠反应生成FPT。FPT总合成时间约为70min，未校正总放化产率为25％～30％，放化纯度大于95％。FPT在正常小鼠、肿瘤模型、炎症模型鼠体内的生物分布及荷瘤裸鼠PET显像结果表明：肾、肝、肺、血液等脏器放射性摄取较高，滞留时间较长，脑摄取放射性较低。FPT可被肿瘤细胞高摄取，而被炎症组织低摄取。给药后180min，荷瘤裸鼠PET显像清晰，肿瘤／肝脏放射性比值约为1．3。FPT制备简便，可以区分肿瘤和炎症，可望成为一种肿瘤氨基酸代谢PET显像剂。     

分光光度法测定~(18)FDG中的氨基聚醚(2.2.2)

氨基聚醚(2.2.2)在pH 6.4的柠檬酸-氢氧化钠缓冲液介质中与Pb(Ⅱ°)形成稳定的络合物。此络合物在波长253nm有最大吸收,显色后,其吸光度立即达到最大,显色稳定,重现性好,可以用于紫外分光光度法测定PET(Positron Emission Tomography)药物~(18)FDG产品中的微量氨基聚醚(2.2.2)。标准曲线20～100μg氨基聚醚(2.2.2)与吸光度读数的线性相关系数大于0.999,络合物摩尔吸光系数为6.4×10~3L·mol~(-1)·cm~(-1)。5～10μg氨基聚醚(2.2.2)的测定相对标准偏差为±10％～±15％。方法的检出限为1～2μg。方法步骤简单、快速,20分钟之内可以完成~(18)FDG产品三个平行样品的质量控制分析。     

3-(4-[18F]氟苄基)-8-羟基-1,2,3,4-四氢苯并吡喃[3,4-c]吡啶-5-酮的放射化学合成

多巴胺D4受体是一种G蛋白偶联受体,在精神分裂症病因发展中起着重要作用.通过核医学显像仪器,利用PET显像剂可以确定受体在活体内的分布、含量变化等.本文用三氟甲基磺酸-4-三甲基铵苯甲醛作标记前体,采用"一锅法"制备了一种潜在的多巴胺D4受体PET显像剂3-(4-[18F]氟苄基)-8-羟基-1,2,3,4-四氢苯并吡喃[3,4-c]吡啶-5-酮(18F-FHTP).其总的合成时间为105min,放射化学产率为19.7%,比活度大于120GBq/μmol.     

氟-18-左旋氧氟沙星的标记与动物实验研究

炎症显像是核素影像诊断的重要研究领域,但其中正电子核素标记的药物报道不多.为探索合成一种可特异性在炎症部位浓集、且可鉴别是否为细菌性感染的正电子核素标记的显像剂,我们研究制备了18F标记的Levofloxacin(LVFX)用于炎症显像.标记方法采用经典的Hamacher法(氟离子亲核取代)标记LVFX,放射化学纯大于98%,放射性得率约40%,热原检测为阴性.结果表明标记方法简单迅速,标记物稳定.研究了18F-LVFX在正常炎症动物模型内的生物分布以及炎症动物模型的显像.生物分布和显像结果均表明18F-LVFX在炎症组织内有较高的摄取,炎症组织与正常组织间有显著性差异(P＜0.05),该标记物主要通过肾脏和肝脏排泄.研究表明18F-LVFX是一种潜在的炎症显像剂.