Untersuchungen zur Radionuklidbereitstellung von Fluor-18</nobr> für die Synthese von ¹⁸F-markierten PET-Tracern mit Hilfe von automatisierter fluider Synthesetechnik

Abstract

Für die Diagnostik von Stoffwechselerkrankungen wird die Positronenemissionstomographie (PET) unter Einsatz von spezifischen ¹⁸F Radiopharmaka genutzt. Neben etablierten Radiopharmaka wie beispielsweise [¹⁸F]FDG werden auch viele neuartige Radiopharmaka mit Peptiden (z.B. Bombesin) als Tracermolekül entwickelt. Hinsichtlich der Synthese werden verschiedene Anforderungen an die Radiochemie gestellt: Die Synthesezeit ist aufgrund der Halbwertszeit des Radionuklids begrenzt. Die Radiopharmaka sollen eine hohe molekulare Aktivität haben, d.h. die eingesetzte Stoffmenge des Precursors sollte möglichst gering sein. Das Dose-on-Demand Prinzip (DOD)</nobr> erfordert den zunehmenden Einsatz von automatisierten Synthesemodulen.<br /> Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Radionuklidbereitstellung von Fluor-18</nobr> für nukleophile Synthesen ohne den zeitaufwendigen azeotropen Trocknungsschritt. Die erarbeitete Methode zur Vorbereitung des [¹⁸F]Fluorids wurde auf die Radiosynthesen von 2-[¹⁸F]FFluordesoxyglucose</nobr> und 2- [¹⁸F]Fluorethylcholin</nobr> angewendet und mit der Methode der azeotropen Trocknung verglichen. Des Weiteren wurden die Synthesen mit einem automatisierten, fluiden Durchflussreaktor durchgeführt und hinsichtlich der notwendigen Menge an Precursor für hohe Ausbeuten den Synthesen in herkömmlichen Reaktionsvials gegenübergestellt. Außerdem wurde ein potenzieller neuer ¹⁸F-PET-Tracer mit Bombesin als Tracermolekül synthetisiert und mit Hilfe eines Siliciumbausteins mit Fluor-18</nobr> markiert (SIFA-Methode).<br /> Die Methode zur Bereitstellung von ¹⁸F]Fluorid ohne azeotrope Trocknung konnte erfolgreich auf die Radiosynthesen von [¹⁸F]FDG und [¹⁸F]FEC angewendet werden. Der Vorteil der azeotropen Trocknung trat erst bei Mengen an Precursor unter 0.5mg ein.<br /> Es konnte nachgewiesen werden, dass die Ausbeuten bei gleichen Mengen an Precursor im fluiden Durchflussreaktor höher sind als im Reaktionsvial. Außerdem konnte die Menge an Precursor bei den Synthesen mit dem fluiden Durchflussreaktor deutlich weiter minimiert werden als im Reaktionsvial.<br /> Die einstufige Synthese von [¹⁸F]FDG und die zweistufige Synthese von [¹⁸F]FEC inklusive Aufbereitung wurden erfolgreich auf den fluiden Durchflussreaktor übertragen. Die vollautomatisierte Synthese von [¹⁸F]FDG erbrachte eine Ausbeute von 84 +/- 9%</nobr> (radiochemische Ausbeute 59 +/- 8%</nobr>). Die vollautomatisierte Synthese von [¹⁸F]FEC benötigte eine Synthesezeit von 1 Stunde und erbrachte eine Ausbeute von 58 +/- 2%</nobr> (radiochemische Ausbeute 48 +/- 3%</nobr>).<br /> Die Synthese eines neuartigen ¹⁸F-PET-Tracers konnte ebenfalls realisiert werden. In 6 Synthesestufen wurden ein Derivat des Bombesins und ein Siliciumbaustein an die Ausgangsverbindung L-Cysteinsäure gekoppelt. Das finale Endprodukt wurde in der post-labeling Variante durch Isotopenaustausch am Siliciumbaustein mit Fluor-18</nobr> markiert. Die Radiomarkierung im fluiden Durchflussreaktor erbrachte bis 0.02mg Precursor konstante Ausbeuten von 70%, während die Ausbeute im Reaktionsvial kontinuierlich abnahm und bei 0.02mg unter 50% fiel.