123456789
Synteza związków znakowanych izotopem 18F

Biomarkerami najczęściej stosowanymi w technice PET są radiofarmaceutyki znakowane izotopem 18F, charakteryzują się one bowiem najdłuższym okresem półzaniku spośród wszystkich β+-emiterów. Pozwala to na dokonanie syntezy radiofarmaceutyku i przeprowadzenie skanowania PET w stosunkowo długim czasie, podczas gdy użycie 11C lub znacznie krócej żyjących emiterów azotu i tlenu wiąże się z koniecznością wykonywania tych czynności w tempie ekspresowym.

Podobnie jak w przypadku zastosowania 11C procedura rozpoczyna się od akceleratora, w którym w wyniku napromieniowania lekkimi jądrami „tarczy”, jaką tutaj jest woda, powstaje radionuklid 18F.

W wyniku napromieniowania wody (H216O) w cyklotronie cząstkami a lub trytonami (jądrami trytu - najcięższego izotopu wodoru) zachodzą reakcje jądrowe:

16O(α, p)18F
16O(t, n)18F

Skuteczne bombardowanie „tarczy” protonami można również wykonać w akceleratorze o niższej mocy i w tym wypadku obiektem napromieniowania jest H218O. Zachodzi wówczas reakcja:

16O(p, n)18F

Jako tarcza może służyć także izotop neonu 20Ne, który bombarduje się deuteronami (jądra deuteru):

20Ne(d, α)18F

Pozyskany tymi sposobami radionuklid 18F jest przemieszczany z akceleratora do modułu chemicznego, gdzie następuje synteza prostych 18F-prekursorów służących do fluorynacji związków organicznych wykorzystywanych jako 18F-radiofarmaceutyki w technice PET. Do najprostszych czynników fluorujących zaliczamy:

  1. beznośnikowy gazowy fluor, [18F2]NCA (non carrier added), i fluor z dodatkiem nośnika, tj. nieaktywnego izotopu 19F, [18F]F2,
  2. fluorowodór beznośnikowy i z nośnikiem, H[18F]NCA i [18F]HF,
  3. fluorki metali alkalicznych - głównie potasu i cezu: [18F]KF i [18F]CsF,
  4. fluorek acetylu, [18F2]AcOF,
  5. tlenek fluoru, [18F2]OF2,
  6. czwartorzędowe sole amonowe, takie jak: fluorek tetrametyloamonowy, [18F2]Me4NF lub fluorek tetrabutyloamoniowy, [18F2]Bu4NF,
  7. fluorek metylu, [18F2]CH3F.

Stosując jon 18F- jako czynnik fluorujący, opracowano ogólny schemat syntezy aromatycznych pochodnych aldehydów i bromku benzylu znakowanych 18F ( schemat 13). Związki te otrzymuje się z wydajnością radiochemiczną rzędu 50-75% (aldehydy) i 30-50% (bromki) w krótkim czasie, licząc od końca napromieniowania (tzw. EOB - ang. end of bombardment). Znakowane aldehydy i bromki służą jako syntony do otrzymania bardziej złożonych 18F-farmaceutyków.

Kliknij, aby zobaczyć powiększenie
Schemat 13. Synteza znakowanych 18F aromatycznych pochodnych aldehydu benzylowego i bromku benzylu

Na schemacie 14 przedstawiono różne drogi uzyskiwania bardziej złożonych związków chemicznych znakowanych 18F, które można otrzymać przez przekształcenie bromku benzylu:

Kliknij, aby zobaczyć powiększenie
Schemat 14. Bromek [18F ]benzylu jako synton

W praktyce w technice PET do diagnostyki onkologicznej najczęściej stosowanym 18F-biomarkerem jest fluorynowana glukoza i inne cukry proste. Zarówno 18F-2-dezoksy-2-fluoroglukozę (18F-FDG), jak i 18F-2-dezoksy-2-fluoro-D-mannozę (18F-FDM) otrzymuje się przez flourynację odpowiednich tri-O-acetyloaldoheksali. Podobnie też uzyskuje się 18F-FDGal, 18F-FDA i L-18F-FDG (schemat 15).

Kliknij, aby zobaczyć powiększenie
Schemat 15. Otrzymywanie prostych cukrów znakowanych 18F

[18F]-aceton, 1, substrat do wielu syntez radiofarmaceutycznych, otrzymano z [18F]fluorku zgodnie z reakcją przedstawioną na schemacie 16. W wyniku kondensacji [18F]acetonu ze związkiem 2 otrzymano [18F]karazolol, 3, stosowany jako ligand do obrazowania β-receptorów nadnercza.

Kliknij, aby zobaczyć powiększenie
Schemat 16. Synteza [18F]-karazololu
123456789
powrót na górę strony
Wykład
Izotopy krótkożyciowe i ich zastosowanie w diagnostyce medycznej
Strona
6/9
Autor
Wydział Chemii Uniwersytetu Warszawskiego
Kliknij nazwisko autora, aby zobaczyć notkę biograficzną w serwisie Nauka Polska