（1常熟市第二人民医院 江苏 常熟 215500）
（2江苏华益科技有限公司 江苏 常熟 215522）
【摘要】18F-N-（3-氟丙基）-2β-甲酯基-3β-（4’-碘苯基）去甲基托烷（18F-FPCIT）是一种很有潜力的多巴胺转运体显像剂。本文以N-(3-甲基磺酰氧基丙基)-2β-3β-（4’-碘苯基）去甲基托烷（MPCIT）为前体，使用德国SynthraRNplus多功能合成模块，采用亲核取代反应“一步法”合成18F-FPCIT，合成产率为15～20%（n=10，不校正），产品的放射化学纯度大于99%，无菌和内毒素均符合规定，产品满足临床研究需求。
【关键词】多巴胺转运体显像剂；18F-FPCIT；帕金森病；亲核反应
【中图分类号】R817 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2017）36-0050-03
Synthesis of Dopamine Transporter Imaging Agent 18F-FPCIT and Its microPET imaging
Zhang Xiaoyi1,Zhu Jing1,Shen Chao1, Zhang Siwei2.
1.Changshu NO.2 People’s Hospital,changshu,215500;2.Jiangsu Huayi Technology Co.,Ltd, Changshu 215522,China
【Abstract】18F-fluoropropylcarbomethoxyiodophenylnortropane (18F-FPCIT) is one of the competitive candidate for Dopamine Transporter Imaging Agent. We used N-[3′-(mesyloxy)propyl]-2β-carbomethoxy-3β-(4′-iodophenyl)nortropane (MPCIT) as precursor for labeling with fluorine-18.18F-FPCIT was synthesized “one step” via nucleophilic substitution in Synthra RNplus multifunction synthesis module. The synthesis yield of 18F-FPCIT is 15-20% (n=10,no decay corrected), the radiochemical purity is over 99%, The injection is free of bacteria and endotoxin. It can be used for clinical research.
【Key words】Dopamine Transporter Imaging Agent; 18F-FPCIT; Parkinson’s Disease; Nucleophilic substitution
帕金森病（Parkinson’s Disease,PD）是一种以静止性震颤，运动迟缓，肌张力增高和姿势平衡障碍为典型临床症候群的缓慢进展的中枢神经系统退行性疾病，主要源于中脑黑质致密部多巴胺（DA）神经元退行性变导致的DA与乙酰胆碱平衡失调。多巴胺转运体（Dopamine Transporter,DAT）位于中枢多巴胺能神经元末梢，是一种膜蛋白，18F-FPCIT显像剂的研究将有助于PD病因的阐明[1-3]，早期诊断和预防，具有十分重要的意义。
1.试剂和仪器
K222、氧-18水（丰度大于98%）、前体N-(3-甲基磺酰氧基丙基)-2β-甲酯基-3β-（4’-碘苯基）去甲基托烷（MPCIT）、标准品N-（3-氟丙基）-2β-甲酯基-3β-（4’-碘苯基）去甲基托烷（FPCIT），江苏华益科技有限公司；QMA柱、Sep-Pac C18柱，美国Waters公司；灭菌注射用水，广东艾希德药业有限公司；0.9%氯化钠注射液，四川科伦药业股份有限公司；无水乙腈，德国Merck；其他试剂均为市售分析纯。
医用回旋加速器，比利时IBA Cyclone18；多功能合成模块，德国SynthraRNplus；分装热室，意大利Comecer；Micro-PET/CT，Siemens；放射性高效液相色谱仪，英国Lablogic SCAN-RAM；气相色谱仪，日本岛津GC2010Plus；多道谱仪Canberra Osprey 727；活度计，美国CRC-55tR；上海三爱思精密pH试纸（5.5～9.0）。
2.实验方法
2.1 标记路线
18F-FPCIT标记路线见图1。
图1 18F-FPCIT标记路线
2.2 实验准备
RNplus多功能合成模块合成界面见图2，实验前准备如下：A1中加入1ml淋洗液（0.06M 四丁基碳酸氢铵），A2、A7中各加入1ml无水乙腈，A3中加入前体（4mg前体MPCIT溶于0.1ml无水乙腈，1ml 2-甲基-2-丁醇），A4中加入1ml HPLC流动相，C3中加入10ml灭菌注射用水，C2中加入1ml 无水乙醇，C1中加入9ml 0.9%氯化钠注射液，在V1和V13之间放置已活化好的QMA柱，在V35和V36之间放置已活化好的C18柱，固相萃取液收集瓶（V27阀右侧的收集瓶）中预先加入40ml水，杜瓦瓶中加入液氮冷却，其他试剂瓶暂空置。
2.3 自动化合成
由IBA Cyclone18型医用回旋加速器18Mev质子轰击到丰度为98%的氧-18水上，经核反应18O（p,n）18F生成18F离子，将其传送至RNplus多功能合成模块。利用负压将18F离子转移至QMA柱，多余的氧-18水进入重氧水回收瓶，加入A1，将18F离子洗脱至反应瓶1中，加入A2至反应管1中，加热反应管至120℃并通入氦气蒸干3min，后加入A7至反应管1，120℃并通入氦气继续蒸干3min；用压缩空气冷却反应瓶至50℃后加入A3，氦气保护下100℃密封反应15min，后降温至40℃加入A4，混合后转移至半制备色谱柱纯化分离。色谱柱为Vp 250/10mm Nucleodur C18 pyramid,7μm（Macherey-Nagel），流动相为甲醇:水=3:1（0.2%三乙胺），流速为4ml/min，收集20～25min之间的产品峰，经收集瓶中预留的40ml水稀释后，转移过C18柱，多余的流动相及水进入废液瓶，产品吸附在C18柱上，然后切换V35阀门向右连接，加入C3，用10ml冲洗C18柱，溶液进废液，后切换V36阀门向右连接，打开C2，用1ml乙醇将产品从C18柱洗脱至收集瓶，后加入9ml 0.9%氯化钠注射液稀释得到18F-FPCIT母液。转移至分装热室，无菌过滤，根据分装要求用0.9%氯化钠注射液将母液稀释至所需浓度，供后续使用。
2.4 质量控制
18F-FPCIT注射液应为无色澄明溶液，用精密pH试纸测定pH应在6.0～7.0之间。
取20μL的18F-FPCIT注射液于Lablogic SCAN-RAM的放射性高效液相色谱仪上分析，分析柱为Ec 250/4.6mm Nucleodur C18 pyramid,5μm（Macherey-Nagel），流动相为甲醇:水=3:1（0.1%三乙胺），流速为1ml/min，氟离子的出峰时间在3-4min之间，18F-FPCIT的出峰时间约为25min，测得的产品放射化学纯度应大于95%。产品与标准品（FPCIT，紫外波长254nm）保留时间应一致。
取衰变后的18F-FPCIT注射液，照《中国药典》2015版二部项下[4]，残留溶剂测定法检测乙腈的含量，仪器为气相色谱仪（岛津GC2010Plus），乙腈含量应不高于0.04%（质量分数）。
取本品适量，照《中国药典》2015版二部放射性核纯度测定法（通则1401）测定，仪器为多道谱仪（Canberra Osprey 727），γ能谱图中除0.511MeV和1.022MeV外应无别的峰出现。
按《中国药典》2015版二部附录XI E和H检查注射液细菌内毒素和无菌，应符合要求。
2.5 Micro-PET显像
取SD大鼠一只(上海斯莱克实验动物有限责任公司)，异氟烷麻醉，尾静脉注射给药14.8MBq 18F-FPCIT（400μCi），置于Siemens Micro-PET/CT上动态扫描90min。
3.结果与讨论
3.1 18F-FPCIT的自动化合成结果
使用MPCIT作为前体，用德国Synthra RNplus多功能合成模块，一步法[5]自动合成18F-FPCIT，并经半制备色谱柱的分离纯化后处理得到注射液。图3为制备色谱的放射性色谱峰。
图3 18F-FPCIT制备色谱的放射性色谱峰
所需的产品峰与杂质峰分离效果较好。总的合成时间（含标记、制备色谱分离，液相收集液的后处理）约为60min，合成产率为15～20%（未做衰变校正n=10），起始18F的量在37～74GBq之间，满足临床使用需求。
3.2 18F-FPCIT的质量控制结果
液相收集液后处理得到的注射液中乙醇含量小于10%（体积分数），为无色澄明液体，溶液pH约在6.5左右，产品的活度在5.6～14.8GBq之间，母液体积为10ml，经分析型HPLC检测表明（见图4），在HPLC柱上仅有一个放射性主峰，且该峰的保留时间与冷标准品FPCI紫外吸收峰保留时间一致，18F-FPCIT的放射化学纯度大于99%，产品对应的紫外吸收峰低于定量限(0.25μg/ml)，比活度>64GBq/μmol，可满足实验需求，以上检验项目在产品使用前完成。经GC分析表明，有机溶剂乙腈残留在0.001%以下。18F-FPCIT注射液的无菌和细菌内毒素符合要求。
图5 18F-FP-CIT的Micro-PET显像图
3.4 实验讨论
比较了常规淋洗液，如K222/K2CO3溶液等，发现使用K2CO3后，可能是因为碱性太强，基本无反应产物，大部分为-OMs基团消去生成烯烃的副产物，所以此处使用了四丁基碳酸氢铵，保证了18F可被正常淋洗，也保证了合成产率。
常规的18F亲核反应多采用极性非质子溶剂，本文参阅了相关文献[6]，采用了醇类的质子溶剂，有效了提高了合成产率。
制备色谱分离后，采用固相萃取法去除溶剂，该法操作方便，避免了蒸干过程中的活度损失。尽管采用该方法合成18F-FPCIT可以得到较高的合成产率，放化纯度也很高，但特定的质子溶剂可提高某些亲核反应产率，目前机理还未完全清楚，并未比较其他的质子溶剂及反应温度，反应时间等，反应条件仍可优化。
4.结论
本研究采用前体MPCI，并使用德国Synthra RNplus多功能合成模块，建立了18F-FPCIT的快速、可靠的自动化合成方法。该方法操作方便，合成时间约1h，不校正合成产率在15～20%之间，放射性化学纯度>99%，溶剂残留、K222含量均符合要求，无菌、细菌内毒素符合规定，microPET显像显示在脑部纹状体有明显摄取，为进行科研与临床研究奠定了基础。
【参考文献】
[1] Ma Y,Dhawan V,Mentis M,et al.Parametric mapping of [18F]FPCITbinding in early stage Parkinson’s disease:a PET study.Synapse2002;45:125-33.
[2] RobesonW,Dhawan V,Belakhlef A,et al.Dosimetry of the dopamine transporter radioligand 18F-FPCIT in human subjects.J Nucl Med 2003;44:961-6.
[3] Chaly T,Dhawan V,Kazumata K,et al.Radiosynthesis of [18F]N-3-fluoropropyl-2-beta-carbomethoxy-3-beta-(4-iodophenyl)nortropane and the first human study with positron emission tomography.Nucl Med Biol 1996;23:999-1004.
[4]国家药典委员会《中国人民共和国药典》2015年版[M]。北京：中国医药科技出版社，2015:1559-1660.
[5] Lee SJ,OhSJ,ChiDY,KangSH,KIlHS,KimJS, et al.one-step high-radiochemical-yield synthesis of [18F]FP-CIT using a protic solvent system.Nucl Med Biol 2007;34:345-51.
[6] Kim DW,AhnDS,OhYH,LeeS,KilHS,OhSJ,etal.A new class of SN2 reactions catalyzed by protic solvents:facile fluorination for isotopic labeling of diagnostic molecules. J Am Chem Soc 2006;128:16394-7.
论文作者:张晓懿,朱静,沈超, 张思伟
论文发表刊物:《医药前沿》2017年12月第36期
论文发表时间:2018/3/20
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