基于CFN-MPS-200模块自动化合成18F-FET*

王潇雄，江骁，张威，张歌，陆皓，陈世容，肖定琼，赵檬，许国辉，颜学先，程祝忠

610041 成都, 四川省肿瘤医院·研究所，四川省癌症防治中心，电子科技大学医学院 影像科PET/CT中心(王潇雄、江骁、张威、张歌、陆皓、陈世容、肖定琼、赵檬、许国辉、程祝忠)；169608 新加坡, 新加坡中央医院 核医学科(颜学先)

18F-FET是一种氨基酸代谢类PET显像剂，能够很好地示踪大脑皮层和末梢神经肿瘤的发生发展。18F-FET在体内具有较高的稳定性,在正常组织中浓聚较少[1-4]，而在肿瘤中具有快速浓聚能力。18F-FET在体内不会参入蛋白质的合成和代谢，而是反映肿瘤细胞氨基酸转运速率进行显像[5]，其在肿瘤分期及放疗预后评价方面具有重要意义[6]。

Wester[7-8]等人报道的“两步法”合成18F-FET合成时间相对较长，放射化学产率低。Hmaacher[9-10]等人报道了“一步法”合成18F-FET。“一步法”在合成时引入18F离子的时间相对靠后，提高了18F-FET的放射化学产率。本研究参考了Hmaacher所报道的“一步法”，在CFN-MPS-200模块的基础上编辑程序，设计合成装置，实现了18F-FET的自动化合成，得到了放化纯大于99%，质量较高的18F-FET产品,通过在CFN-MPS-200模块上编辑程序进而成功合成了正电子放射性药物，现将该方法报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

1.1.1 实验设备 HM-10回旋加速器、CFN-MPS-200多功能药物合成模块，日本住友株式会社；YMC-PACK-ODS-AM(10 mm x 250 mm)型HPLC柱，日本YMC公司；WondaSil C18柱(4.6 mm x 250 mm)，日本岛津公司；CRC-25R活度计，美国Capintec公司；LC-15C分析型HPLC，日本岛津公司。

1.1.2 实验材料 O-(2-对甲苯磺酰氧乙基)-N-三苯甲基酪氨酸叔丁基酯(TET)，德国ABX公司；碳酸钾、穴醚222 (K222)、无水乙腈、三氟乙酸、1，2-二氯乙烷、二氯甲烷、乙醚、盐酸、抗坏血酸、乙醇，美国Sigma公司；正戊烷，美国Fisher公司；生理盐水、注射用水，四川美大康佳乐药业有限公司；QMA柱，美国Waters公司；硅胶柱，德国LiChrolut公司；Millex-GS无菌过滤器(0.22 μm)，美国Millipore公司。

1.2 实验方法

1.2.118F-FET的合成路线 如图1所示，TET与18F离子进行亲核取代反应，生成中间体，加入三氟乙酸水解后经半制备HPLC分离纯化后制得18F-FET。

1.2.218F-FET的自动化合成 编辑相应的合成程序，连接好管线后运行CFN-MPS-200的自检程序，进行气体流量、气密性检查，自检结束后将各个试剂瓶、QMA柱及硅胶柱连接好，关闭热室。用10 MeV、50 μA的质子束流连续轰击18O-H2O 60 min，通过18O(p，n)18F核反应，生成18F离子。用氦气将带有18F离子的靶水传入靶水瓶中，收集完毕后。再用氮气使靶水瓶中的靶水通过QMA柱，使18F离子吸附在QMA柱上。让K2CO3/K222的混合溶液通过QMA柱，使含有18F离子的淋洗液进入反应瓶中，使反应瓶温度升高至100℃将淋洗液完全蒸干，冷却至室温后再加入0.5 mL无水乙腈，95℃加热至乙腈完全蒸干。加入1.5 mL含有10 mg TET的无水乙腈溶液至反应瓶，在密闭的反应瓶中85℃氟化5 min，然后将液体蒸干。冷却至室温后加入1 mL 三氟乙酸与1,2二氯乙烷体积比为1：2的混合溶液，在密闭反应瓶中升温至70℃水解7 min，冷却至室温后，加入5 mL 二氯甲烷，然后用氮气压使反应瓶中液体通过硅胶柱，使粗产品负载在硅胶柱上，用5 mL乙醚/正戊烷(1:1)的混合溶液淋洗硅胶柱后再用氮气流持续通过硅胶柱，时间为3 min，最后用2.5 mL 0.01 M的HCl溶液通过硅胶柱，将粗产品淋洗转移至HPLC进样器中。

图1 18F-FET的合成路线Figure 1. Synthetic route of 18F-FET

1.2.318F-FET的分离纯化 将进样器中的粗产品注入HPLC(YMC-PACK-ODS-AM型HPLC柱，10 mm×250 mm)中。分离纯化条件如下：流动相为V(乙醇)：V(水)=2:98；流速4.0 mL/min；紫外波长223 nm。收集保留时间约为35～40 min的放射性峰，产品通过0.22 μm无菌过滤器，收得18F-FET产品溶液。

1.2.418F-FET的质量分析 观察产品溶液的澄明度，利用半衰期计算方法进行核素纯度检测。将18F-FET相应的标准品用流动相溶解后注入HPLC(YMC-PACK-ODS-AM型HPLC柱，10 mm×250 mm)中分析保留时间，条件如下：流动相:V(乙醇)：V(水)=2:98，流速4 mL/min，紫外波长223 nm。用HPLC(WondaSil C18型HPLC柱，4.6 mm×250 mm)测定18F-FET的放射化学纯度和化学纯度。条件如下:流动相:V(乙醇)：V(水)=2:98，流速1 mL/min，紫外波长223 nm，柱温40℃。除了对18F-FET放射化学纯度进行测定外，依次对3个批次的产品进行外观、颜色和澄明度的检查，利用精密pH

试纸测量其pH值。

2 结 果

2.1 专利申请

采用此方法设计的合成装置与程序已申请相关专利，专利名称为：一直制备O-(2-[18F]氟乙基)-L-酪氨酸的装置，专利号为：ZL 2016 2 0799037. X。

2.2 18F-FET的合成及质量分析

采用此方法的合成时间约为100 min，合成产率为(21.0±5)%(衰减校正后，n=3)。18F-FET产品在HPLC(YMC-PACK-ODS-AM型HPLC柱，10 mm×250 mm)中的出峰时间约为37 min(图2a)，与18F-FET标准品在HPLC(YMC-PACK-ODS-AM型HPLC柱，10 mm×250 mm)中的出峰时间相同(图2b)。HPLC(WondaSil C18型HPLC柱，4.6 mm×250 mm)显示其放化纯大于99.0%(图3a)，紫外检测(图3b)未检测到前体和其他杂峰。

图2 18F-FET的分离纯化结果(a：18F-FET的HPLC图谱；b：18F-FET标准品的HPLC图谱；其中红色为放射性检测器，蓝色为紫外-可见光检测器)Figure 2. Purification results of 18F-FET

(a: HPLC results of18F-FET we synthesized, b: HPLC results of18F-FET reference standard. Red line indicate radioactive detection and blue line represent UV detection)

图3 18F-FET的放射化学纯度及化学纯度分析(a：放射分析结果，b：紫外分析结果)Figure 3. Radiochemical purity and chemical purity analysis of 18F-FET(a: radio-analysis result, b: UV-analysis result)

2.3 18F-FET其他质量控制

18F-FET注射液为无色澄清溶液，无悬浮颗粒。采用精密pH试纸检测，产品的pH值约为7.0，核素纯度>99.0%。

3 讨 论

18F-FET是一种人工合成的酪氨酸类似物，易穿过血脑屏障进入脑组织。正常成人大脑内的神经元多为分化终末细胞，无明显蛋白质合成代谢，因此正常脑组织对氨基酸呈低摄取[11-14]。与正常细胞相比，肿瘤细胞中的氨基酸转运和蛋白质合成大量增加。因此氨基酸类显像剂在脑部肿瘤病人的显像中比18F-FDG的靶本比更高，且在脑部肿瘤的显像方面具有明显的优势。

基于此，人们先后合成了一系列正电子核素标记的氨基酸，如L-[1-11C]酪氨酸、L-[1-11C]蛋氨酸、L-4-[18F] 氟代-间-酪氨酸、L-[1-11C]苯丙氨酸、L-[4-18F]氟代苯丙氨酸，这些PET显像剂具有良好的示踪作用[15-19]。然而由于11C的半衰期太短(T1/2=20 min)，或者因为合成过程复杂及放射化学产率低，11C标记的氨基酸不适合广泛应用进而限制了其临床使用，因此合成与制备18F标记氨基酸具有更为广泛的应用。

Hamacher等[9]人所报道的方法是一种较为成熟的“一步法”, 多功能合成模块CFN-MPS-200采用新型的卡套技术，将合成管线集中在较小的卡套内，气密性好，既避免气体在管线中的路线过长，避免了各个试剂在管线中大量的残留。与该合成模块配套的程序在合成之前会对各个合成线路进行气流量和气密性检查，确保管线在合成过程中无堵塞和漏气的情况，大大降低了在合成过程中出错的概率。在合成过程中，合成程序会弹出对话框提醒操作人员各个步骤是否完成，例如试剂是否加入到反应瓶中、反应瓶是否蒸干、放射性探头数值是否已经保持不变，而操作人员通过摄像头观察模块内部的情况进行确定后，合成方可进入到下一步。这样，在18F-FET的合成过程中每一个步骤将确保顺利进行，避免合成失败。本研究首次在CFN-MPS-200自动合成模块上编辑合成程序，改造合成装置，将CFN-MPS-200自动合成模块的特点与“一步法”18F-FET成熟的合成路线结合起来，大剂量、自动化的合成了18F-FET，结果显示其放射化学纯度较高，大于99%且无其他化学杂质。

本文研究结果显示：在CFN-MPS-200合成模块上编辑合成程序，改造合成装置，能够完成多种PET显像剂的大剂量，实现自动化合成。对于合成药物进行相关的动物及毒理试验，并尽快进行了临床验证，将是我们下一步所计划的工作。

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