Получение радионуклидов и радиофармпрепаратов для позитронной

эмиссионной томографии (ПЭТ)

Р.Н. Красикова

Зав. лаб. радиохимии ФГБУН Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН Доцент каф. радиохимии химического факультета СПбГУ

Курс лекций в рамках подготовки ПЭТ радиохимиков МГУ май 2013 г.

1

Лекция

Методы синтеза 6-18F-фтор-L-ДОФА

2

6-18F-фтор-L-ДОФА

• 6-18F-L-ФДОФА, фторированный аналог L-ДОФА, предшественника нейротрансмиттера дофамина;

• входит в число важнейших ПЭТ радиотрейсеров для изучения дофаминергической системы;

• ПЭТ исследование с 6-18F-L-ФДОФА дает количественную информацию о плотности дофаминергических нейронов, крайне необходимую для диагностики и выбора тактики лечения болезни Паркинсона и других поражений дофаминергической системы;

• Кроме того, как показали недавние исследования, этот радиотрейсер является эффективным агентом для ПЭТ диагностики нейроэндокринных опухолей (феохромоцитом, нейробластом) и целого ряда периферических новообразований.

3

6-18F-фтор-L-ДОФА - первый ПЭТ радиотрейсер для изучения допаминергической системы (1983)

4

6-18F-фтор-L-ДОФА - радиотрейсер для диагностики нейроэндокринных опухолей и щитовидной железы

5

Проблемы синтеза 6-18F-фтор-L-ДОФА

• Несмотря на огромный интерес клиницистов, 6-18F-фтор-L-ДОФА

применяется мало, главным образом из-за сложности нуклеофильного синтеза, широко применяемого для большинства РФП для ПЭТ;

• В немногих ПЭТ центрах, использующих 6-18F-фтор-L-ДОФА, радиотрейсер получают электрофильным методом;

• Электрофильный синтез достаточно прост в автоматизации, он включает всего две стадии, но отличается низкой производительностью;

• Работа с газовой фторной мишенью представляет технические трудности; выход [18F]F2 намного ниже, чем [18F]фторида;

• стоимость клинической дозы намного выше, по сравнению с ФДГ (достигает 2000 $ за дозу)

6

Метод электрофильного фторирования с использованием [18F]F2

Фторирование:

Теоретический выход 50%

Низкая удельная активность

Изотоп получают в газовой мишени; для его выделения из мишени необходимо добавление носителя (0.4% of F2)

18O(p,n)18F 20Ne(d,α)18F

Критично для токсичных соединений и рецепторных радиолигандов

Низкая производительность газовой фторной мишени

7

Прямое электрофильное фторирование

Реакции прямого электрофильного радиофторирования «природных» субстратов молекулярным фтором имеют низкую селективность и приводят к образованию смеси нескольких изомеров

8

Стереоспецифический электрофильный синтез 6-18F-фтор-L-ФДОФА с использованием [18F]F2

• Namavari et al. Appl Rad Isot 1992

• E.F.J. De Vries et al, Appl Rad Isot, 1999

• высокая стереоспецифичность (>99 % L-изомера); • коммерчески доступный станнильный прекерсор (АВХ); • автоматизация с помощью модуля TracerLab FX FE; • радиохимический выход: 33+4% (EOB)

OBoc

BocO

Sn(CH3)3

EtOOC

NH

R

OBoc

BocO

F18

EtOOC

NH

R

OH

OH

F18

NH2

HOOC

R = Boc, CHO

[18F]F2

CHCl3

HBr

130oC, 10 мин

9

Стереоспецифический электрофильный синтез 6-18F-фтор-L-ФДОФА с использованием [18F]F2

Автоматизированный модуль синтеза TRACERlab FX E Pro (бывший Nuclear Interface)

Радиохимический выход: 33+4% (EOB)

10

Условия электрофильного синтеза 6-18F-фтор-L-ФДОФА с использованием [18F]F2

• Время облучения неоновой мишени 150 мин.; ток 40 мкА; получают 8.95 ± 0.61 GBq (n = 15); • Улавливание в 10 мл фреона, содержащего 60 мг прекерсора при -20оС; • Реакция: 30оС, 4 мин, удаление фреона в вакууме при 50оС; • Снятие защиты: 2.0 ml, 47% HBr, 130оС, 10 мин; • Охлаждение до 70оС, частичная нейтрализация добавлением 1.3 мл 25% раствора NH4OH; • Разбавление фосфатным буфером перед ВЭЖХ очисткой; • ВЭЖХ очистка (Nucleosil 100 C-18, 7 микрон, 16х250 мм; элюент 2% этанола в 0.05 M NaH2PO4 (pH 4-5); • Стабилизация: фракцию продукта собирают в вайл, содержащий 100 мкл раствора (75 мг аскорбиновой кислоты в 0.6 мл 0.5 N NaOH)

11

Проблемы синтеза и анализа 6-18F-фтор-L-ДОФА, при использовании метода электрофильного

фторирования

• Длительное время облучения, длительное время улавливания фтора-18 в растворе прекерсора в хлороформе;

• Потери радиоактивности на стадии упаривания фреона (фреон можно заменить на дейтерированный хлороформ!)

• Длительная процедура «подщелачивания» перед ВЭЖХ очисткой

• Необходимость стабилизации продукта в отношении радиолиза (добавление аскорбиновой кислоты)

• Обязательное определение высоко токсичного олова в продукте

• Большое количество (60 мг на синтез) дорогостоящего прекерсора

12

Прекерсор для синтеза 6-18F-фтор-L-ДОФА методом электрофильного фторирования

На один синтез необходимо 60 мг дорогостоящего прекерсора 13

ВЭЖХ анализ 6-18F-фтор-L-ДОФА (радиохимическая чистота)

ВЭЖХ анализ: Macherey-Nagel, Nucleodur C18 Pyramid, Mobile phase: 1 mL/min, 15 mL methanol and 485 µL acetic acid in 485 mL water

14

Состав конечного продукта 6-18F-фтор-L-ДОФА, полученного методом электрофильного фторирования

Получено 40-120 мКи продукта при облучении 150 мин

15

Контроль качества 6-18F-фтор-L-ДОФА, полученного методом электрофильного фторирования

NLT no less than, NMT no more than 16

Nucleophilic 6-18F-L-FDOPA - now reality?

From 180 GBq [18F]fluoride -

37 GBq 6-[18F]FDOPA (unpublished data) 17