FDG合成模块流程

FDG模块自动化合成2-18F-乙酸盐及其临床前研究—转载FDG模块自动化合成2-乙酸盐及其临床前研究张锦明田嘉禾姚树林刘晓飞刘振峰郭喆【摘要】目的研究国产商用-FDG模块自动化合成2-乙酸盐的可行性及其肿瘤显像。

方法在商用FDG模块上未经修改参数，采用柱色层水解和纯化合成2-乙酸盐，并进行了放化纯、稳定性检测，生物学分布实验及荷乳腺癌和肺腺癌小鼠显像。

结果采用商用FDG模块自动化合成2-乙酸盐，无需高效液相色谱(HPLC)法纯化，时间短，产率高，平均合成效率达59.3％，放化纯>99％，合成时间为23 min。

2-乙酸盐的稳定性高，毒性较低，正常鼠生物学分布示血液清除慢，PET显像示乳腺癌和肺腺癌特异性摄取示踪剂。

结论2-乙酸盐是一种有潜在应用前景的肿瘤显像剂。

【关键词】乙酸盐类；氟放射性同位素；化学合成；放射性核素显像;小鼠Fully automated synthesis of -fluoroacetate on FDG synthesizer and preclinical studyZHANG Jin-ming，TIAN Jia-he，YAO Shu-lin，et al．Department of Nuclear Medicine，The PLA General Hospital，Beijing 100853，China【Abstract】0bjective Radiolabeled acetate was considered a potential tracer complimentary to -FDG．The aim of the current study Was to investigate and validate the feasibility of fully automated synthesisof -fluoroacetate by a commercial synthesizer of FDG．Methods -fluoroacetate Was synthesized onFDG synthesizer with column hydrolyze and purification on Sep-Pak column．The radiochemical purity andthe stability were measured by thin layer chromatography(TLC)and high performance liquid chromatography(HPLC)．The biodistribution in NH mice Was studied．PET imaging Was performed on mice models bearing breast or lung cancers．Results -fluoroacetate Was successfully synthesized with FDG synthesizer．avoiding time-consuming HPLC purification and reducing the cost．The yield Was 59.3％(end of synthesis)in a short time(23 min)with radiochemical purity higher than 99％．The stability of -fluoroacetate Was high at room temperature, and toxicity low to NH mice．The slower clearance from blood Was observed in NH mice．-fluoroacetate PET imaging showed radioactive uptake in the lesions bore by micemodels．Conclusion -fluoroacetate could be synthesized with FDG module and of potential in tumor imaging．【Key words】Acetates；Fluorine radioisotopes；Chemical synthesis；Radionuclide imaging；Mice 1986年Sykes等[1]合成了2-乙酸盐，并研究了其生物学分布。

后又证实2-乙酸盐体内生物学分布同-乙酸盐类似，氧化成氟柠檬酸后不能被进一步代谢，因此可用于研究心肌代谢和局部氧代谢。

进一步研究发现，复发的前列腺癌特异性摄取2-乙酸盐，其靶／本底比值高于-乙酸盐，显示其有一定的临床价值[2,3]。

笔者采用常用的前体2-溴乙酸苄酯，在-FDG模块上自动化合成了2-乙酸盐，并进行了临床前研究，现报道如下。

材料与方法1．主要材料。

乙腈，2-溴乙酸苄酯，无水碳酸钾(美国Aldrich公司)，K(德国ABX公司)，其余均为国产分析纯。

Sep-Pak QMA、C18、铝柱(美国Waters公司)，ICH(美国Alltech公司)，高效液相色谱分析仪(HPLC，515泵、2487紫外检测器，美国Waters公司)，Flow-Count放射性检测器和2000型薄层色层扫描仪(TLC，美国BioScan 公司)，自动化柱水解FDG合成仪(北京派特生物技术公司)，Siemens ECAT HR+型PET仪。

NH小鼠30只，体重(25±2)g，由本院实验动物中心提供。

2．2-乙酸盐的合成。

采用全自动柱水解FDG合成仪，反应示意图见图1。

在商用FDG模块上更换溶剂，特别是改变反应条件合成其他显像剂，会影响模块合成-FDG的稳定性。

因此本研究与合成-FDG的唯一区别为改变了前体，即将3号瓶内物质由FDG的前体三氟甲基磺酰基甘露糖换成2-溴乙酸苄酯，其余均相同，包括溶剂和合成参数(除水时间、氟化温度、纯化方式、水解方式及时间)均没有改动。

采用FDG模块自动化合成2-乙酸盐的过程如下：(1)打开四通阀VO和气阀V1，1号瓶内含K03的K乙腈溶液由氮气压出，经四通阀V0，将QMA上吸附的-淋洗下来进入反应瓶。

(2)打开气阀V7，向反应瓶内通入110 ml／min的氮气流。

同时打开风浴H1加热，乙腈和水共沸至干。

设置加热温度最高为。

(3)打开气阀V2，将2号瓶内2 ml无水乙腈加到反应管中，关闭气阀V2。

气阀V7仍打开，重复步骤(3)。

该步骤为二次除水。

(4)打开风浴P1冷却反应管及气阀V3，将3号瓶内溶于1 ml无水乙腈的2-溴乙酸苄酯加入反应管中。

打开风浴加热，设置最高加热温度为。

氟化反应时间为5min。

(5)打开气阀V5，将5号瓶内水加lO ml到反应管(6)打开负压cl，将中间产品转移到C18柱上，废液人收集瓶。

(7)打开气阀V5，再次加10 ml水到反应瓶．清冼C18柱。

重复打开V5和C1，第2次清洗C18柱(8)打开V6、V8和V9．将注射器内lml 2mol/L NaOH注到C18柱上水解，静置2min，关闭V6和V9．V8仍为开启。

(9)打开V4和V1O，将4号瓶内10 ml水压出，碱性溶液流经ICH柱成为中性溶液，经铝柱和C18柱纯化后通过无菌滤膜传到最终收集瓶，取样行质量控制。

以上步骤由计算机控制自动完成。

3．放化纯和稳定性检测。

TLC法测放化纯：展开液为质量分数85％的乙腈，-在原点，2-乙酸盐Rf为O.2。

HPLC法测放化纯：流动相为含KF的质量分数60%乙腈溶液，流速为1 ml／min室温放置1，2，3，4 h后分别分析其放化纯4．小鼠的生物学分布。

20只NH小鼠均为雄性．随机分成5组．每组4只，经尾静脉注射生理盐水稀释的2-乙酸盐，每只7.4 MBq(0.2 ml)。

注射后于5,30,60,90 和120 min 处死，取血、心、肝、脾、肺、肾及肌肉，分别测量放射性计数和称重．计算每克组织百分注射剂量率(％ID／g)5．荷瘤小鼠显像。

荷乳腺癌McF7裸鼠和荷肺腺癌小鼠各1只，均购自中国医学科学院肿瘤医院动物房，待肿瘤直径达到1.O cm时用于实验。

小鼠均经尾静脉注射生理盐水稀释的2-乙酸盐15 MBq(0.2 mJ)后1 h处死，固定于PET扫描床上显像，透射扫描5 min，发射扫描15 min，迭代重建得到衰减校正后的小鼠2-乙酸盐显像图。

6．异常毒性实验NH小鼠10只，分成2组．一组5只经尾静脉注射生理盐水稀释的2-乙酸盐，每只7.4 MBq(O．2 nd)，另一组经尾静脉注射生理盐水。

注射前后称小鼠体重，观察1周后处死并解剖。

结果1．2-乙酸盐的整个合成过程为23 min。

不校正合成效率为55％～63％．平均为59.3％(n=6)、住不更改FDG 合成参数的情况下，前体2-溴氟乙酸苄脂<5 mg，合成效率下降明显，3 mg时，合成效率仅为：30％。

2．2-乙酸盐最终为无色透明的溶液，产品的pH值为5.O，产品中K的测量采用碘显色法，未见显色。

TLC 及HPLC检测示2-乙酸盐的放化纯>99％，室温放置4 h后放化纯仍>99％。

3．正常小鼠的体内分l布实验(表1)示，血液清除较慢，肌肉摄取不高，而且各脏器内放射性分布较均匀，各脏器清除也不快．4．简瘤鼠PET显像示。

注射2-乙酸盐后5 min未见肿瘤显像，放射性均匀分布全身，双肾区放射性浓聚明显。

注射后60 min见肺癌和乳腺癌鼠模型中的肿瘤均明显摄取放射性，乳腺癌模型SUV为3.O，全身显像图见双肾显影(图)；而肺癌模型SUV为3.4，肾区未见明显放射性浓聚(图2b)．2种模型其余组织均未见明显放射性浓聚。

5．异常毒性实验示．观察1周，注射2-乙酸盐和注射生理盐水组小鼠均无死亡，2组体重增加无区别。

解剖往射2-乙酸盐组小鼠示，其主要脏器肉眼未见明显改变。

讨论近几年2-乙酸盐的临床价值备受关注，有学者将之应用于前列腺癌的诊断[4]。

氟乙酸盐在体内的代谢同乙酸盐相似，先转化为氟乙酸，与三羧酸循环中柠檬酸结合，生成氟柠檬酸。

肿瘤可能不直接摄取氟乙酸盐，而是摄取其代谢产物。

本研究中荷瘤小鼠显像早期相未见肿瘤显影也证实了上述观点。

同时，2-乙酸盐在不同种属动物体内分布有一定的区别，本研究采用的裸鼠及NH小鼠在肾内的2-乙酸盐分布有明显区别，因此2-乙酸盐的生物学代谢和肿瘤摄取机制有待进一步研究。

文献[1,5]以2-溴乙酸苄酯作前体，用手动或氟多功能模块合成并经HPLC纯化合成2-乙酸盐。

Jeong等[6]采用柱色层吸附法纯化产品，用乙基-O-甲磺酰基一甘醇酸酯作前体，氟化后用碱水解，将2-乙酸盐吸附在强阴离子交换树脂上，该方法的不足是所需时间长(70~90 min)、合成效率低(24．5％)、手动操作、不易推广。