~(64)Cu标记DKFZ-PSMA-617探针的制备、质控及体内分布的研究

目的:利用医用回旋加速器固体靶系统制备PET核素~(64)Cu,进行前列腺特异性膜抗原(PSMA)分子探针DKFZ-PSMA-617(PSMA-617)研究。建立~(64)Cu-PSMA-617标记化合物生产及初步快速质量控制方法,为PSMA高表达肿瘤的PET显像及放射性免疫导向手术提供新型探针。方法:通过优化反应条件,实现固体靶制备的~(64)Cu对PSMA-617的快速标记与纯化。利用放射性薄层层析分析(Radio-thin layer chromatography, Radio-TLC)和放射性高效液相色谱(Radio-high performance liquid chromatography, Radio-HPLC),进行~(64)Cu-PSMA-617放化纯和稳定性检测。参考2015年《中国药典》进行~(64)Cu-PSMA-617的初步质量控制。通过静脉注射1.85 MBq的~(64)Cu-PSMA-617至Balb/c小鼠体内,进行该探针的体内分布研究。结果:~( 64)Cu-PSMA-617的标记率96%,放化纯度98%,标记化合物在多种缓冲液中放置24 h依然保持原有放化纯度。经过尾部静脉注射到小鼠体内后,放射性主要积累在肝脏/肾脏部位,符合该探针在生物体内的代谢行为。结论:本研究实现了~(64)Cu-PSMA-617探针的快速标记并建立了其质量控制方法,~(64)Cu-PSMA-617具有较好的理化性质,体内分布研究确认了其具有较好的生物学性质,该研究结果可为其进一步用于前列腺癌诊疗的临床转化奠定基础。     

基于64Cu和超顺磁性氧化铁纳米粒子的PET/MRI双模态淋巴显像探针的研究

采用共沉淀法先合成了由葡聚糖包覆的超顺磁氧化铁纳米粒子（IO-Dex）,再用⁶⁴Cu标记二硫代氨基甲酸二磷酸盐(DTCBP),获得了⁶⁴Cu(DTCBP)₂。然后,利用DTCBP中二磷酸基团与氧化铁牢固结合的特点,将预标记的⁶⁴Cu(DTCBP)₂与IO-Dex结合,制备出一种用于淋巴结显像的PET/MRI双模态影像探针⁶⁴Cu(DTCBP)₂-IO-Dex。经分离纯化,⁶⁴Cu(DTCBP)₂-IO-Dex的放化纯度大于99%。该影像探针在Balb/C小鼠体内的生物分布结果显示：⁶⁴Cu(DTCBP)₂-IO-Dex 1 h时在腘窝淋巴结（PLN）和髂淋巴结（ILN）的吸收较高,分别为2.31%ID和1.84%ID;肝脏摄取最高,达15.41%ID/g;脾脏在3 h前无摄取。在PET/CT和MRI模式下,均能清晰地观察到腘窝淋巴结的摄取。     

基于C30加速器的64Cu核素制备工艺

64Cu是目前应用十分广泛的放射性核素,主要用于PET诊断。本文基于C30加速器对⁶⁴Cu核素的制备工艺进行研究。制靶靶片为金属铜材质,在靶片表面镀金膜,以保护铜基底。镀金完成后用HCl和H₂O₂浸泡镀金层以去除金属杂质,用脉冲电镀法电镀富集⁶⁴Ni层。将靶片转移至C30加速器固体靶站进行辐照,束流能量为15.5 MeV。将辐照后的靶片转移至分离纯化热室。在溶靶槽中加入6 mol/L HCl和30%H2O2溶靶,使用AG1-X8阴离子交换树脂分离纯化,最终获得⁶⁴Cu核素。分别测定64Cu的放射性核纯度、放射化学纯度、金属杂质含量等质量指标。待收集的64Ni溶液衰变完全后,使用AG1-X8树脂回收。检验结果显示,富集64Ni厚度约8.5～16.3 mg/cm²,⁶⁴Cu产能大于37 GBq,产额可达180～250 MBq/(μA·h),放射性核纯度大于99.9%,放射化学纯度大于97.0%,金属杂质含量均小于0.5 μg/GBq。⁶⁴Cu制备工艺稳定、质量可控,达到了规模化生产水平,为⁶⁴Cu相关药物的研究与开发提供了稳定可靠的核素来源。     

钽靶托在64Cu核素制备工艺中的应用

为了获得适用于⁶⁴Cu核素生产的靶托材料,解决采用铜靶托时氯化铜［⁶⁴Cu］最终产品中非放射性铜杂质含量易超标的问题,获得满足放射性标记要求的氯化铜［⁶⁴Cu］溶液,选用金属钽作为靶托材料,对钽靶托进行热流固耦合分析、镀镍、溶解、辐照以及坠落、热冲击等实验研究,利用钽靶托进行⁶⁴Cu核素的实际生产。结果表明,钽靶托可应用于⁶⁴Cu核素制备,并可简化⁶⁴Cu核素生产工艺,产能可达38.1 GBq(EOB),产额可达190.5 MBq·μA^-1·h^-1(EOB)。所得氯化铜［⁶⁴Cu］溶液的放射性核纯度＞99.9%,放化纯度＞95%,金属杂质含量均低于1.5 μg·GBq^-1。本研究验证了钽靶托可应用于⁶⁴Cu核素生产,避免了镀金工艺,可更高效地进行⁶⁴Cu生产。     

64Cu自动化分离装置的研制

⁶⁴Cu是近年来得到广泛关注的一种正电子核素，在核医学正电子发射计算机断层显像诊断中的应用日益增多。为实现⁶⁴Cu核素的高质量、稳定和批量化制备，自主研发了与Cyclone-30加速器配套使用的⁶⁴Cu自动化分离装置，实现了从溶靶至分离纯化过程的自动化。该装置由溶靶槽和分离纯化系统两部分组成，并通过程序设计确定操作界面、编程语言和具体编程指令。根据⁶⁴Cu核素制备工艺进行装置设计，并在完成组装后开展调试。通过一系列条件实验确认装置的工艺参数后，开展了小规模热实验验证和连续3批生产工艺验证。验证结果显示，装置运行稳定可靠，可实现远程控制，整体分离时间为3 h;⁶⁴Cu核素产品的回收率(校正后)大于90%,符合预期目标；⁶⁴Cu放射化学纯度大于95%,放射性核纯度大于99.9%;金属杂质铁、铜、锌含量低于1.5μg/GBq,钴、金、镍含量低于0.5μg/GBq。以上结果符合⁶⁴Cu团体标准且满足用于放射性药物标记的要求。综上所述，自主研发...     

肿瘤诊断64Cu标记药物临床研究进展

正电子发射型计算机断层显像（positron emission computed tomography, PET）是核医学重要的诊断及显像工具,具有良好的灵敏度、分辨率和安全性,广泛应用于肿瘤、心脑血管等疾病的诊断。⁶⁴Cu核素因其适宜的半衰期（12.7 h）、独特的衰变性质（β⁺衰变、β^-衰变、电子俘获）,以及可与多种配体配位形成配合物等特点,现已成为PET分子探针及诊疗一体化药物领域的研究热点。目前,有30多项针对⁶⁴Cu标记药物的临床研究正在开展,主要集中在神经内分泌肿瘤、肿瘤乏氧、前列腺癌等方面;结果表明,⁶⁴Cu标记药物的PET显像具有较高的分辨率、检出率,以及良好的安全性,另外⁶⁴Cu相对较长的半衰期使得⁶⁴Cu核素及其药物可运输至距离较远的医疗单位,方便药物制备及临床使用。本文对近十年来⁶⁴Cu标记药物在肿瘤诊断方面的临床研究进展进行了总结,以期为今后⁶⁴Cu标记药物的研发提供参考及思路;预期在不久的未来,将会有⁶⁴Cu标记药物获批应用于神经内分泌肿瘤、前列腺癌等疾病的诊断。     

64Cu-NOTA-NOC的制备及体内生物分布初步研究

对生长抑素八肽类似物NOTA-NOC进行⁶⁴Cu标记,并对⁶⁴Cu-NOTA-NOC的体外稳定性、脂水分配系数、正常及荷瘤小鼠体内分布进行初步研究。建立⁶⁴Cu-NOTA-NOC的标记及质控条件;考察⁶⁴Cu-NOTA-NOC的体外稳定性,测定其脂水分配系数;通过尾静脉注射⁶⁴Cu-NOTA-NOC至小鼠体内,进行生物分布研究。结果表明：室温条件下即可获得标记率大于95%的⁶⁴Cu-NOTA-NOC;⁶⁴Cu-NOTA-NOC在缓冲溶液及10%胎牛血清溶液中具有良好的稳定性,脂水分配系数为-1.12±0.005 6;⁶⁴Cu-NOTA-NOC在正常昆明（KM）小鼠体内主要经肾脏代谢,血液摄取值随时间下降明显,显示其体内清除速度较快;在荷BON-1胰腺癌裸鼠体内也主要经肾脏代谢;在肿瘤中具有较高的摄取,注后2 h,肿瘤/肌肉摄取比值达10.38;荷BON-1胰腺癌裸鼠的PET/CT显像结果显示,1 h时,肿瘤对⁶⁴Cu-NOTA-NOC的摄取率最高,为7.7%ID/g,而给予阻断剂后,肿瘤对⁶⁴Cu-NOTA-NOC的摄取率显著降低,为0.94%ID/g。NOTA-NOC的⁶⁴Cu标记在室温条件下即可完成,⁶⁴Cu-NOTA-NOC在缓冲溶液及10%胎牛血清中具有较好的稳定性;其在动物体内主要经肾脏代谢,体内清除较快,在胰腺癌肿瘤组织中有较高摄取;PET/CT实验结果显示肿瘤对⁶⁴Cu-NOTA-NOC的摄取具有特异性。初步的研究结果表明,⁶⁴Cu-NOTA-NOC具有用于胰腺癌诊疗的潜质,值得开展进一步研究。     

靶向PSMA放射性小分子药物研究进展

前列腺癌(PCa)是男性死亡的常见诱因,严重危害着人们的生命健康。随着靶向前列腺特异性膜抗原（PSMA）的放射性药物在PET/CT和SPECT/CT中的应用,前列腺癌诊断的灵敏度与精确度得到了有效提高。本文首先对靶向PSMA小分子药物的核心结构单元进行介绍,然后重点介绍基于脲基发展而来的靶向PSMA放射性药物（放射性核素包括：⁶⁸Ga、¹⁸F、¹¹C、^99mTc、⁶⁴Cu、¹²³I、¹²⁵I、¹³¹I、¹⁷⁷Lu、²²⁵Ac、²¹³Bi和²¹²Pb等）,以及在前列腺癌中的诊断与治疗研究进展,最后对该研究领域进行总结与展望。     

68Ga-NOTA-ANCP-PSMA的制备与初步评价

前列腺特异性膜抗原（prostate specific membrane antigen, PSMA）作为理想靶点，⁶⁸Ga标记的PSMA小分子抑制剂可用于前列腺癌诊断、分期和疗效评价。为研发一种新型、具有较好理化性能的⁶⁸Ga标记的PSMA小分子化合物，以1-萘基丙氨酸、4-胺甲基环己甲酸和苯丙氨酸组成的链式氨基酸为侧链，设计了新型的PSMA小分子抑制剂⁶⁸Ga-NOTA-ANCP-PSMA，并对其标记方法和体外理化性质进行了研究。采用固相合成法制备前体化合物，经确证结构后，进行⁶⁸Ga标记。分别对温度、pH、前体化合物投入量等标记条件进行了实验，并测定了放射性标记物的稳定性和脂水分配系数。标记条件为pH=3.0～4.5、90.0～95.0 ℃、前体化合物质量浓度不低于20 mg/L，在优化的标记条件下，标记率可达95%以上。纯化后的标记物在磷酸缓冲液体系下和小牛血清蛋白体系下2 h的体外稳定性较好。脂水分配系数为-1.36±0.01(n=3)，与PSMA-617相比，该化合物的亲脂性稍高。标记化合物的体内分布显示：血液清除较快，以肾脏代谢为主，在非靶器官摄取较低。     

68Ga-NOTA-ANCP-PSMA的制备与初步评价

前列腺特异性膜抗原（prostate specific membrane antigen, PSMA）作为理想靶点,⁶⁸Ga标记的PSMA小分子抑制剂可用于前列腺癌诊断、分期和疗效评价。为研发一种新型、具有较好理化性能的⁶⁸Ga标记的PSMA小分子化合物,以1-萘基丙氨酸、4-胺甲基环己甲酸和苯丙氨酸组成的链式氨基酸为侧链,设计了新型的PSMA小分子抑制剂⁶⁸Ga-NOTA-ANCP-PSMA,并对其标记方法和体外理化性质进行了研究。采用固相合成法制备前体化合物,经确证结构后,进行⁶⁸Ga标记。分别对温度、pH、前体化合物投入量等标记条件进行了实验,并测定了放射性标记物的稳定性和脂水分配系数。标记条件为pH=3.0～4.5、90.0～95.0 ℃、前体化合物质量浓度不低于20 mg/L,在优化的标记条件下,标记率可达95%以上。纯化后的标记物在磷酸缓冲液体系下和小牛血清蛋白体系下2 h的体外稳定性较好。脂水分配系数为-1.36±0.01(n=3),与PSMA-617相比,该化合物的亲脂性稍高。标记化合物的体内分布显示：血液清除较快,以肾脏代谢为主,在非靶器官摄取较低。     

99Tcm-MAG3-RRL肿瘤靶向肽的标记和性质鉴定

将具有肿瘤靶向性的精氨酸-精氨酸-亮氨酸（RRL）多肽与双功能螯合剂MAG₃相连,摸索其螯合⁹⁹Tc^m的适宜标记条件并评价探针的体外稳定性。标记利用SnCl₂还原法进行⁹⁹Tc^m标记,对影响标记的主要变量因素分别进行探究以获得适宜标记条件,采用纸层析法测定标记率和放射化学纯度。实验所得MAG₃-RRL纯度为98.94%,适宜标记条件下,标记率为93.67%±1.10%,纯化后放射化学纯度为94.32%±0.19%（n=3）。⁹⁹Tc^m-MAG₃-RRL在生理盐水和50%牛血清白蛋白（BSA）中放置,6 h内放射化学纯度均大于90%（n=3）,在半胱氨酸溶液中的最高置换率为0.57%±0.21%,生理盐水对照为0.41%±0.04%（n=3,P＞0.05）。⁹⁹Tc^m-MAG₃-RRL的脂水分配系数为lg P=-0.15±0.01（n=3）。结果表明：MAG3可成功连接RRL多肽,并能进一步提高标记率;探针制备方法简单快速,体外稳定性好,为进一步的生物学实验提供了良好的基础。     

超顺磁性氧化铁纳米粒子SPION-dopa-PEG-DOTA/RGD的~(64)Cu标记、纯化及生物分布

对64 Cu标记超顺磁性氧化铁纳米粒子SPION-dopa-PEG-DOTA/RGD的标记及纯化条件进行探索,并根据其在小鼠体内的生物分布研究结果,揭示其主要的代谢方式。通过对标记过程中配体浓度、温度、时间等条件的改变,探究64 Cu标记SPION-dopa-PEG-DOTA/RGD的最优条件;并采用二乙基三胺五乙酸(DTPA)螯合标记混合物中游离的64 Cu,经PD-10柱纯化后得到放化纯较高的标记物;采用快速薄层层析法测定标记物的标记率和放化纯;分别测定了标记物的体外稳定性和脂水分配系数;将64 Cu标记的氧化铁纳米粒子经尾静脉注射到正常鼠的体内,分别于注射后不同时间点取各脏器,称重、测定放射性计数率,计算每克组织的百分注射剂量率(%ID/g)。经条件优化后得到的64 Cu-SPION-dopa-PEG-DOTA/RGD的标记率为63%,PD-10柱纯化后放化纯大于95%,水溶性良好,且放化纯在标记后12h内在磷酸盐缓冲液和人血清白蛋白中表现出了较高的稳定性;动物体内生物分布实验显示,该标记物在小鼠体内主要经肝脏代谢,肾脏排泄,血液中放射性清除较快。该标记物可用于后续的PET/MRI双模态显像的研究。     

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.     

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.     

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。