固相¹¹C-甲基化、纯化及制剂制备用于生产PET示踪剂

碳-11 是正电子发射断层扫描中最常用的放射性同位素之一，因其在有机分子中广泛存在且半衰期短（20 分钟）。在本视频中，我们展示了一种利用固相萃取小柱进行碳-11 放射性标记的高效方法。与传统方法相比，基于小柱的技术无需使用高效液相色谱（HPLC），缩短了放射性合成时间，提高了合成的可靠性，简化了自动化流程，并有助于符合药品生产质量管理规范（GMP）。

此处以基于 cartridge 的技术演示 C11 PiB 的放射性合成，C11 PiB 是一种用于阿尔茨海默病患者脑内淀粉样斑块活体成像的正电子发射断层扫描（PET）示踪剂。近期，我们已将三合一技术应用于 C11 ABP688 的放射性合成，C11 ABP688 是一种用于代谢型谷氨酸受体5型成像的 PET 示踪剂，同时也用于其他碳-11标记示踪剂的合成。将 450 毫升 0.2 摩尔的乙酸溶液与 50 毫升 0.2 摩尔的乙酸钠溶液混合，配制 pH 为 3.7 的乙酸盐缓冲液作为缓冲液一。

使用 pH 试纸或 pH 计检测缓冲液的 pH 值。然后，在 100 毫升的瓶子中，将 12.5 毫升无水乙醇与 87.5 毫升乙酸盐缓冲液混合，配制 12.5% 的乙醇水溶液作为洗涤液一。在另一个 100 毫升的瓶子中，将 15 毫升无水乙醇与 85 毫升乙酸盐缓冲液混合，配制 15% 的乙醇水溶液作为洗涤液二。

取5毫升无水乙醇与5毫升乙酸盐缓冲液混合，制备终浓度为50%的乙醇水溶液作为洗脱液，并用10毫升注射器吸取2.5毫升该溶液。为预处理tC18小柱，从雌性端口开始，使用注射器依次将10毫升水和5毫升丙酮通过小柱。随后以每分钟50毫升的氮气流干燥小柱1分钟。

在离心管中，将2毫克前体6-OH-BTA-0溶解于1毫升无水丙酮中。手持带有鲁尔接头的250微升精密玻璃注射器，使其针尖朝下，吸取100微升前体溶液，随后再吸入50微升空气垫。取下针头，轻敲注射器，确保空气垫位于注射器内溶液上方。

从母端将前体溶液缓慢推入tC18柱中，将活塞完全推到底，不要继续推动空气。将标准的五通一次性歧管牢固安装并组装到合成模块上。

端口一有两个位置。将水平入口连接至装有20毫升注射器的自动分配器。将垂直入口连接至装有洗涤液一的瓶子。

将生成C11甲基三氟甲磺酸酯的模块输出端连接至流路装置的第二端口。在第三和第四端口之间安装装载有前体6-OH-BTA-0的tC18柱。第五端口有两个位置。

将水平出口连接至废液瓶，垂直出口通过无菌滤器连接至无菌小瓶以收集示踪剂。在铅屏蔽热室中，使用聚四氟乙烯管通过二号端口将C11甲基三氟甲磺酸酯导入反应装置，并以每分钟20毫升的流速通过已装填的tC18小柱。C11甲基三氟甲磺酸酯模块通过三号和四号端口调节流路，导入废液瓶。

当所有放射性物质均已通过放射性检测器监测并转移至tC18柱中后，关闭二号端口以停止气体流动。让柱子静置两分钟，以完成反应。随后，通过一号端口以每分钟100毫升的速度从100毫升瓶中将19毫升洗涤液一吸入分配器注射器中。

以每分钟50毫升的流速，从分配器中将18.5毫升洗涤液一通过三号和四号端口注入tC18柱，并流入废液瓶中。确保多通管路中无气泡存在，因为气泡可能会降低分离效率。每次使用18.5毫升洗涤液一，重复抽吸和 dispensing 操作四次，使通过tC18柱的总体积达到92.5毫升。

将一号端口的输入管路从洗液一切换至洗液二。用18.5毫升的洗液二溶液重复抽吸和 dispensing 操作三次，使通过tC18的总体积达到55.5毫升。将五号阀门切换至最终收集管方向。

断开分配器的管路，将其连接至含有 2.5 毫升终洗脱液和 7.5 毫升空气的 10 毫升注射器。将注射器朝下，手动将终洗脱液随后空气通过 tC18 柱的三号和四号端口，经无菌滤器推入用于收集示踪剂的无菌小瓶中。更换为含有 10 毫升无菌磷酸盐缓冲液的注射器，将全部液体体积通过 tC18 柱推入无菌小瓶。

断开注射器，并使用同一注射器注入10毫升空气冲洗管路。使用1毫升注射器抽取样品，用于放行前质量控制检测、细菌内毒素检测和无菌检测。进行放行前质量控制检测时，首先通过配备紫外和放射性检测器的反相高效液相色谱（HPLC）系统，测定示踪剂的放射化学鉴定、放射化学纯度、化学纯度和摩尔活度。

测定6-OH-BTA-0和6-OH-BTA-1的保留时间，并校准仪器以定量各化合物的含量。使用配备毛细管柱的分析型气相色谱系统测定残留溶剂含量。测定丙酮和乙醇的保留时间，并校准仪器以定量每种溶剂的含量。

本研究通过使用碳-11三氟甲磺酸酯对6-OH-BTA-0前体进行碳-11甲基化反应，完成了C11 PiB的放射性合成。C11 PiB的质量控制分析型高效液相色谱（HPLC）结果显示，其放射化学纯度为98%。在紫外（UV）色谱图中，6-OH-BTA-0前体和6-OH-BTA-1示踪剂峰的保留时间分别为3.6分钟和5.9分钟。对紫外信号的分析表明，除其他非放射性杂质外，前体残留浓度低于可接受限值1.3微克。

这表明该示踪剂的放射化学纯度和化学纯度符合临床PET研究的要求。将6-OH-BTA-0前体的用量从0.1毫克增加到0.3毫克，可使放射化学产率从18.1%提高至32.1%，但代价是终产品中残留的前体量略有增加。该技术应适用于多种不同的体系，前提是前体与放射性标记产物之间具有适当的极性差异。

所有涉及放射性同位素的操作必须由经过充分培训、能够处理放射性物质的人员在铅屏蔽的热室内进行。