專利名稱：一種碳核素(¹¹C)標(biāo)記乙酸鹽的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬放射性藥物及核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、涉及一種碳("c)核素標(biāo)記乙酸鹽的合成方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)揭示了乙酸鹽是機體細(xì)胞能量代謝的三羧酸循環(huán)的直接底物。核素碳
("c)標(biāo)記乙酸鹽("c-乙酸鹽，其化學(xué)性質(zhì)與乙酸鹽一致)，被細(xì)胞攝取后，直接參 與三羧酸循環(huán)，在線粒體內(nèi)被酶轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴］o酶A而被氧化。"C-乙酸鹽作為PET 顯像劑，早期應(yīng)用于心肌耗氧量和心肌血流量的診斷顯像，有研究發(fā)現(xiàn)乙酸鹽結(jié)合 18F-FDG顯像，可以發(fā)現(xiàn)近100%的肝細(xì)胞肝癌。目前"F-FDG與"C-乙酸鹽聯(lián)用已經(jīng)成為 非常靈敏的臨床診斷肝細(xì)胞肝癌的方法。
目前市場商品化的"C-乙酸鹽的合成方法有
廣州正核生物技術(shù)有限公司采用格氏試劑(Grignard reagent)(溴化甲基鎂) 與HC-C02反應(yīng)，然后用水或稀酸水解，并蒸干所有溶劑，固體用弱酸性磷酸鹽緩沖溶 液溶解，使該溶液通過氧化銀-陽離子交換柱(Dionex出品的OnGuard-Ag)，并通過 0. 22 wm無菌過濾器，獲得"C乙酸鹽注射液。上述制備方法存在如下不足產(chǎn)品放化 純度偏低，顯現(xiàn)本底過高。"C02與格氏試劑的反應(yīng)，對溶液的酸度控制要求非常嚴(yán)格， 其直接影響產(chǎn)品中"C02雜質(zhì)的含量。另外合成前的化學(xué)準(zhǔn)備工藝易混入空氣，空氣中 水分直接影響合成的總產(chǎn)額。因為格氏試劑極易受潮，受潮后的試劑使生成"C一乙酸 的主反應(yīng)的比例明顯下降。
北京派特生物技術(shù)公司采用格氏試劑(Grignard reagent)(溴甲基鎂)與"C-C02 反應(yīng)在反應(yīng)環(huán)中發(fā)生，然后用稀酸沖洗管道，并被陽離子PS-H+Z排阻離子樹脂PS-AG 以及陰離子樹脂(PS-0H-)吸附，之后用水洗滌陰離子柱，然后用生理鹽水洗脫，并 用鹽酸酸化，排去"CO"最后用檸檬酸緩沖液混合為注射液。所述制備方法中，格氏 試劑與稀酸溶液相遇時，極易形成塊狀固體而堵塞反應(yīng)管，使合成失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種新的、高效的碳核素("C)標(biāo)
記乙酸鹽的合成方法(簡稱"C一乙酸鹽合成方法)。
為達到上述目的，本發(fā)明采用下述方法和步驟合成"C一乙酸鹽
1) 由11Mev的質(zhì)子轟擊混合氮氣生成"C核素("C02)，所述的混合氮氣含2. 5%氧 氣的氮氣；
2) 化02在氦氣載帶下，經(jīng)過&05柱的干燥，被吸附環(huán)冷凍吸附(吸附環(huán)浸沒在液 態(tài)氮中)；所述的吸附環(huán)采用不銹鋼細(xì)管制成；
3) 吸附的"C02經(jīng)室溫加熱釋放，由干燥的氮氣或氬氣載帶，進入反應(yīng)環(huán)與甲基溴 化鎂反應(yīng)，反應(yīng)進行2-4分鐘，生成溴化乙酸鎂(CH3C00MgBr);
4) 然后經(jīng)由無水四氫呋喃(四氫呋喃環(huán)(THF Lo叩))稀釋沖洗，反應(yīng)混合物一同 進入混合接受瓶；
5) 加入稀醋酸進行水解，生成"C標(biāo)記的乙酸鹽，所述稀醋酸優(yōu)選2mM醋酸；
6) 混合液經(jīng)過強陽離子樹脂AG50W 、 AG11A8和DowexlX8吸附；
7) 然后加入稀醋酸溶液清洗反應(yīng)環(huán)和混合接受瓶；
8) 洗滌DowexlX8樹脂；
9) 用生理鹽水洗脫DowexlX8;
10) 洗脫液加入鹽酸酸化，通氣鼓泡；
11) 碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH為5.0 8.5，過微孔濾膜滅菌。
上述制備方法中，所述的含所得產(chǎn)品的水解后的混合液經(jīng)過強陽離子樹脂AG50W/ 排阻樹脂AG11A8吸附去除鎂離子和溴離子，"C一乙酸根離子被強陰離子樹脂吸附 DowexlX8，然后加入4-8毫升的稀醋酸溶液對反應(yīng)環(huán)和混合接受瓶進行清洗，清洗液 再經(jīng)過上述分離柱和吸附柱；吸附有"C一乙酸根的DowexlX8樹脂經(jīng)水洗滌后，用生理 鹽水將DowexlX8樹脂上的"C一乙酸根洗脫流入加有200ul鹽酸的鹽酸瓶，起酸化作用， 進行通氣鼓泡排除洗脫液中殘留的二氧化碳宂02，然后加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH為5. 0 8. 5，最后溶液經(jīng)過0. 22um的微孔濾膜滅菌后即為注射液。
本發(fā)明所得產(chǎn)品經(jīng)檢測，結(jié)果顯示其放化純度大于98%。
本發(fā)明上述合成方法中涉及的如下裝置，其中
1. 加速器SIMENS RDS Eclipse ST，質(zhì)子最大能量11MeV，束流25-30uA;
2. 反應(yīng)環(huán)為內(nèi)徑1.5mm的聚乙烯管或聚丙烯管或聚四氟乙烯管，長0.6—2米；
3. "C02 :由"N(p,a)"C反應(yīng)生成，靶體為混合性N2氣體(含99.999%)，內(nèi)含2.5%
的02，采用-195t液氮作為吸附環(huán)的制冷劑，氣體靶在轟擊后，"C02氣體由氦氣載 帶，在吸附環(huán)增溫釋放"C02時，然后由氬氣(Ar)流載帶下，直接導(dǎo)入反應(yīng)環(huán) (Reaction Loop)， 氣體流速為10ml/min;
4. "C02吸附環(huán)(Trap Loop):采用內(nèi)徑為0. 2mm不銹鋼管制成；
5. 四氫呋喃環(huán)(THF Lo叩)為內(nèi)徑1.5mra的聚乙烯管或聚丙烯管或聚四氟乙烯管， 長l米；
6. 混合接受瓶(Rec印tor Vessel):容量為10毫升的尖底瓶，瓶口配3mm密封隔膜， 并與反應(yīng)環(huán)末端連接，反應(yīng)瓶由內(nèi)徑為1. 5mm的塑料管與分離吸附柱相連；
7. 干燥柱干燥柱為PA柱，裝量為1. 5-2. 0ml ，采用Waters公司的S印-Pak的C18 的空柱，來自加速器靶頭的"C02氣體須經(jīng)過干燥柱，所述氬氣經(jīng)過干燥柱除水。
本發(fā)明方法涉及的下述試劑,其中
1. 3M的溴化甲基鎂/乙醚溶液和四氫呋喃(THF):購自Sigma-Aldrich， 3M的溴化 甲基鎂經(jīng)無水四氫呋喃1:1稀釋為1.5M的溴化甲基鎂/乙醚四氫呋喃混合液；
2. 冰乙酸、鹽酸和NaHC03購自國藥集團上海化學(xué)試劑公司；
3. 陽離子交換樹脂AG50W和AG11A8:購自All-Tech公司，陰離子交換樹脂Dowexlx8 購自Fluka公司；
所述的陽離子交換樹脂CM(Waters公司，USA)的空柱(l. 5ml體積)，裝填用AG50W (100-200目)陽離子交換樹脂；采用中性鋁柱(A1203， Waters公司USA)的空柱(1. 5 ml體積)，用AG11A8(50-100目)填充制備鹵素吸附分離柱，所述分離柱于使用前AG50W 柱、AG11A8柱各采用20ml無菌注射用水洗過；
4. 陰離子吸附柱DowexlX8:采用1. 5ml體積的S印-Pak空柱裝填DowexlX8陰離子交 換樹脂，Dowex柱用1N的Na0H 10ml，在20ml水沖洗，然后0. 9%NaCl 10ml溶液 淋過Dowexlx8柱，再30ml的無菌注射用水淋過，"C02氣體流速為10ml/分鐘。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，①uc-乙酸鹽的放化純度近乎100y。，化學(xué)收率達75%以上(時間校正)，無需進一步純化，可直接使用；②合成所需時間不超過12分鐘,其中包括 乂02的冷井吸附；③解決了反應(yīng)環(huán)結(jié)塊而堵塞的頑疾，減少了設(shè)備損耗，大幅度提高 了產(chǎn)率。


圖i為現(xiàn)有技術(shù)的"c-乙酸鹽合成裝置示意圖。
圖2為本發(fā)明所涉及的"C-乙酸鹽合成裝置示意圖。 圖3為本發(fā)明所涉及的"C-乙酸鹽制備工藝框架圖。 圖4為TLC薄板層析法對產(chǎn)品的鑒定結(jié)果圖，
其中，橫坐標(biāo)為層析移動相爬行方向(層析儀掃描長度)，縱坐標(biāo)為放射性計數(shù)(放 射性強度)，
Rfllc-乙酸鹽=0.8， Rfllc。2=0.0 ，原點為50mm，前沿為110mm。 圖5為HPLC法對產(chǎn)品鑒定結(jié)果圖
(圖中橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為放射性強度，紅色線為放射性檢測；藍(lán)色線為紫 外檢測；綠色線為視差檢測)。
其中，產(chǎn)物保留時間為6. lmiri，無其它雜質(zhì)峰，說明本發(fā)明所得產(chǎn)品放化純度大 于98%，完全符合臨床使用要求。
具體實施例方式
實施例l:制備"C-乙酸鹽
在充滿干燥氮氣手套袋中，用lml注射器，取100ul的1. 5M的格氏試劑(溴化甲 基鎂/乙醚/THF混合液)加入反應(yīng)環(huán)(反應(yīng)環(huán)預(yù)先用PA柱干燥的純氮氣吹過，并保留 純氮氣體于反應(yīng)管內(nèi))；取800ul的四氫呋喃加入四氫呋喃環(huán)(同上反應(yīng)環(huán)預(yù)先用 PA柱干—燥的純氮氣吹過，并保留純氮氣體于反應(yīng)管內(nèi))，將反應(yīng)環(huán)和四氫呋喃環(huán)與管 徑相一致的三通管接頭相連，三通的第三接口與吸附環(huán)一端相連接，裝入如圖2的合 成設(shè)備上。稀乙酸試劑瓶分別加入6ml lmM乙酸水溶液，水位瓶中加入20ml注射水， 生理鹽水瓶內(nèi)加入5ml生理鹽水，鹽酸瓶內(nèi)加200ul的1N鹽酸。加速器轟擊約20min 產(chǎn)生相當(dāng)量的乂02，轟擊結(jié)束后，氣體釋放，在氦氣的載帶下，經(jīng)干燥柱后被吸附環(huán) 吸收(吸附量為220mCi)，吸附環(huán)(TrapLo叩)內(nèi)"C02氣體由氬氣或氮氣載帶(流速 10ml/min)通入反應(yīng)環(huán)，反應(yīng)3min后，由四氫呋喃環(huán)內(nèi)800ul的THF沖洗反應(yīng)環(huán)，同 時再用6ml的lmM乙酸水溶液沖洗反應(yīng)管，并與反應(yīng)液、四氫呋喃溶液一起進入混合
接受瓶，終止反應(yīng)，反應(yīng)混合液通過分離吸附柱，先后通過AG50W/AG11A8/Dowexlx8 柱，"C-乙酸根離子被Dowexlx8樹脂吸附，同時被吸附的還有未反應(yīng)的HC一碳酸根； 上述實驗結(jié)束后，再用6ml的lmM乙酸水溶液沖洗反應(yīng)管、混合接受瓶和分離柱，然 后吸有"C-乙酸根離子的Dowexlx8樹脂經(jīng)20ml注射用水洗滌，5ml的生理鹽水淋洗 DowexlX8柱收集于鹽酸瓶內(nèi)，通氮氣或氬氣鼓泡lmin，流速50ml/min，趕排"CX^ 加入0. 8ml的1N NaHC03調(diào)節(jié)pH為5. 0 8. 5，最后溶液經(jīng)過0. 22um的微孔濾膜滅菌， 收到終產(chǎn)品"C-乙酸鹽110mCi，化學(xué)收率為75.6% (時間校正)，合成時間12分鐘。 實施例2:調(diào)整合成裝置
通常，現(xiàn)有技術(shù)采用的合成裝置包括，干燥柱2個，"C02吸附環(huán)1個，反應(yīng)環(huán)1 個、AG50W， AGllA8和DowexlX8分離樹脂各l只，含C02放射性氣體由加速器靶腔 通過不銹鋼毛細(xì)管與"C-C02吸附環(huán)相連，吸附環(huán)出口由三通閥相連，三通閥一端聯(lián)廢 氣冷井相連，另一端與反應(yīng)環(huán)前端的三通相連，反應(yīng)環(huán)出口管道經(jīng)過一個三通閾與分 離柱AG50W和AG11A8相連，所述三通閥另一出口與廢液瓶相接；稀乙酸試劑瓶的毛細(xì) 管，通過三通閥與反應(yīng)環(huán)入口相連，水試劑瓶和生理鹽水試劑瓶共接于一個三通閥， 此閥通過另一個三通閥分別與分離柱AG11A8和DowexlX8相連。DowexlX8分離柱出口 接有一個三通閥，此閥一端接PH調(diào)節(jié)瓶，另一端接廢液瓶。PH調(diào)節(jié)瓶后通過微控濾膜 過濾氣與產(chǎn)品瓶相連。
本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的合成裝置進行了改進(圖2、 3)，在稀乙酸鹽試劑瓶與反應(yīng)環(huán) 連接的管線上增加一個四氫呋喃環(huán)(THFLo叩)，內(nèi)徑1.5mra的聚乙烯管或聚丙烯管或 聚四氟乙烯管，長1米；在反應(yīng)環(huán)(Reaction Loop)出口處增加一個混合接受瓶 (Rec印tor Vessel)， 容量為10毫升的尖底瓶，瓶口配裝3mm密封隔膜，并與反應(yīng)環(huán) 末端連接，混合接受瓶由內(nèi)徑為1.5mm的塑料管與AG50W分離吸附柱相連，為減少管道 和混合接受瓶的試劑殘留，增加一個稀乙酸試劑瓶。經(jīng)實驗證明，采用改進的合成裝置 制備"C-乙酸鹽產(chǎn)率高達75%，且穩(wěn)定，可靠性增加,避免了反應(yīng)管堵塞，放化純度大 于98%，完全符合臨床使用要求。 實施例3: TLC法對產(chǎn)品"C-乙酸鹽進行質(zhì)量鑒定
取實施例1所得的樣品，進行TLC質(zhì)量鑒定TLC方法同Berridgel (M.S. Berridge，E. H. Cassidy， and F. Miraldi，Applied Radiation and Isotopes 46(1995) :173-175;)，層析板5X 10cm的硅膠板，經(jīng)過Na0H飽和的甲醇溶液浸泡，
并且風(fēng)干待用。薄層色譜掃描儀為Raytest公司MiniGita Star);流動相為甲醇，Rf ("C-乙酸鹽)=0.8， Rf = 0。
結(jié)果顯示，實際測定"C-乙酸鹽的Rf=0. 82，放化純度98%，符合要求(圖4)。 實施例4: HPLC法對產(chǎn)品11C-乙酸鹽進行質(zhì)量鑒定
取實施例1所得到的樣品進行HPLC質(zhì)量鑒定，方法參見Filippo Lodi， (Filippo Lodi， Si—lvia Trespidi, Donato Di Pierro, et al， Applied Radiation and Isotopes 65(2007) :691-695):設(shè)備為Agilent1200高壓液相色譜儀，色譜柱為Agilent Zorbax-SAX(4. 6X250mm， 5um)，流動相為0. 4M的KH2P04 + 5。/。的乙腈，流速1. 0ml/min， UV檢測器(267nm) (Agilent公司)，視差檢測為Agilent公司，放射性檢測器Raytest 公司。注射量20ul。
結(jié)果顯示(圖5)，產(chǎn)物保留時間為6. lmin，無其它雜質(zhì)峰，表明本發(fā)明所得產(chǎn)品 放化純度大于98%，完全符合臨床使用要求。
權(quán)利要求
1、一種碳核素(11C)標(biāo)記乙酸鹽的合成方法，其特征是通過下述步驟1)由11Mev的質(zhì)子轟擊混合氮氣生成11C核素(11CO2)；2)11CO2在氦氣載帶下，經(jīng)過P2O5柱的干燥，被吸附環(huán)冷凍吸附；3)吸附的11CO2加熱釋放，由氮氣或氬氣載帶，進入反應(yīng)環(huán)與甲基溴化鎂反應(yīng)，反應(yīng)進行2-4分鐘，生成溴化乙酸鎂；4)經(jīng)無水四氫呋喃稀釋沖洗，反應(yīng)混合物進入混合接受瓶，所述的四氫呋喃加入四氫呋喃環(huán)；5)加入稀醋酸進行水解，生成11C標(biāo)記的乙酸鹽；6)混合液經(jīng)過強陽離子樹脂AG50W、AG11A8和Dowex1X8吸附；7)加入稀醋酸溶液清洗反應(yīng)環(huán)和混合接受瓶；8)洗滌Dowex1X8樹脂；9)用生理鹽水洗脫Dowex1X8；10)洗脫液加入鹽酸酸化，通氣鼓泡；11)碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH為5.0～8.5，過微孔濾膜滅菌。
2、 按權(quán)利要求1所述的碳核素("C)標(biāo)記乙酸鹽的合成方法，其特征是所述步 驟l)的混合氮氣含2.5%氧氣的氮氣。
3、 按權(quán)利要求l所述的碳核素(UC)標(biāo)記乙酸鹽的合成方法，其特征是所述步 驟2)的吸附環(huán)采用不銹鋼細(xì)管制成，采用-195t液氮作為吸附環(huán)的制冷劑。
4、 按權(quán)利要求l所述的碳核素("C)標(biāo)記乙酸鹽的合成方法，其特征是所述步 驟3)所述的反應(yīng)環(huán)為內(nèi)徑1.5mm的聚乙烯管或聚丙烯管或聚四氟乙烯管，長度 0. 6-2米。
5、 按權(quán)利要求l所述的碳核素(110標(biāo)記乙酸鹽的合成方法，其特征是所述步 驟3)所述的加熱釋放溫度是室溫，所述的氮氣或氬氣是干燥的。
6、 按權(quán)利要求l所述的碳核素(UC)標(biāo)記乙酸鹽的合成方法，其特征是所述步 驟4)的四氫呋喃環(huán)為內(nèi)徑1.5mm的聚乙烯管或聚丙烯管或聚四氟乙烯管，長l 米。
7、按權(quán)利要求l所述的碳核素("C)標(biāo)記乙酸鹽的合成方法，其特征是所述步 驟5)所述的稀醋酸為2mM醋酸。
全文摘要
本發(fā)明屬放射性藥物及核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、涉及一種碳(¹¹C)核素標(biāo)記乙酸鹽的合成方法。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，對現(xiàn)有技術(shù)的合成裝置進行了改進，增加了四氫呋喃環(huán)、混合接受瓶及稀乙酸試劑瓶等裝置，經(jīng)實驗證明，本合成方法制備的¹¹C-乙酸鹽的放化純度近乎100％，化學(xué)收率達75％以上(時間校正)，無需進一步純化，可直接使用；合成所需時間不超過12分鐘，其中包括¹¹CO₂的冷井吸附；解決了反應(yīng)環(huán)結(jié)塊而堵塞的頑疾，減少了設(shè)備損耗，大幅度提高了產(chǎn)率，完全符合臨床使用要求。
文檔編號C07C53/00GK101381296SQ20081003537
公開日2009年3月11日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者張勇平, 王明偉, 章英劍 申請人:復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院