FFDG的稳定性及提高稳定性的方法.docx
《FFDG的稳定性及提高稳定性的方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《FFDG的稳定性及提高稳定性的方法.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
FFDG的稳定性及提高稳定性的方法
_18_F_FDG的稳定性及提高稳定性的方法
收稿日期:
2010-05-04;修回日期:
2010-12-07基金项目:
吴阶平医学基金资助（320.6750.08054）
作者简介:
张锦明（1965））,男,江苏南通人,研究员,核医学专业
第24卷第2期2011年5月
同位素
JournalofIsotopes
Vol.24No.2May2011
18
F-FDG的稳定性及提高稳定性的方法
张锦明,李云刚,刘健,张晓军,田嘉禾
（中国人民解放军总医院核医学科,北京100853）
摘要:
本工作研究了常规制备的大剂量、高浓度18F-FDG的稳定性,并在产品中添加稳定剂乙醇或对已部分
分解的产品进行再纯化,以提高18F-FDG的放化纯度。
结果显示,当18F-FDG产品浓度高于6TBq/L时,放置4h,其放化纯度<95%;浓度大于7.4TBq/L时,添加体积分数为0.1%的乙醇后,能明显降低18F-FDG
的分解,6h后放化纯度>95%;已分解的18
F-FDG经再纯化后,放化纯度>99%。
MicroPET/CT大鼠显像表明,采用已分解的18F-FDG对大鼠进行显像,其股骨有明显摄取;对其进行再纯化处理后对大鼠显像,大鼠股骨无放射性摄取。
以上结果表明,高浓度的18F-FDG有效时间小于4h;添加0.1%乙醇可明显减慢高浓度18F-FDG分解,而再纯化方法可以彻底除去分解的放射性杂质。
为保证18F-FDG质量,将添加稳定剂和再纯化两种方法联合使用,保证产品放化纯度的同时还可提高18F-FDG的利用率。
关键词:
18
F-FDG;辐射分解;稳定性
中图分类号:
TQ463文献标志码:
A文章编号:
1000-7512（2011）02-0089-05
StabilityandtheImprovedMethodsof
18
F-FDG
ZHANGJin-ming,LIYun-gang,LIUJian,ZHANGXiao-jun,TIANJia-he
（DepartmentofNuclearMedicine,thePLAGeneralHospiatl,Beijing100853,China）
Abstract:
Tostudythestabilityof18
F-FDGwithroutinelysynthesisathighradio-doseandhighradioconcentration,18F-FDGwasadded0.1%ethanolorrepurificationbysolid-phaseextractionforradiolytic18F-FDGtoimproveitsradiochemicalpurity（RCP）.TheresultsshowedthattheRCPdeclinedfrom99%to95%within4hat6TBq/Lforroomtempera-ture（RT）.Theradiolysiscouldbedepressedwith0.1%ethanol,theRCPcouldbeover95%eveniftheradioactivityconcentrationwas7.4TBq/LatRTfor6h.Therepurifica-tionmethodcouldimprovetheRCPof18F-FDGfrom80%to99%.MicroPET/CTimag-ingsofnormalratsshowedthatthevertebrahadhighuptakewithradiolytic18F-FDGbe-causeofimpurity.Therewerenoradioactivityuptakinginbonewithrepuificationof18F-FDG.Itindicatedthat0.1%ethanolcouldbeusedasstabilizersfor18F-FDGtoimprovethe
RCPwhen18
F-FDGhadhighradio-doseandhighradioconcentrtion.Theradiolytic18F-FDGcouldberepurifiedbysolid-phaseextractiontoremovetheradio-impurity.Themethodof
added0.1%thanotcouldbecombinedwithrepurificationmethodtoassuretheRCPof18
F-FDGforover95%atanygiventimeandradiodoseorcontcentrayion.
Keywords:
18
F-FDG;radiolysis;stability
18F-FDG在高能C射线作用下会产生辐射自分解,导致18F-FDG放化纯度降低[1-2]。
我国国家食品药品监督管理局18F-FDG暂行标准规定,18F-FDG的有效期为合成后6h[3]。
但高浓度的18F-FDG由于辐射分解,合成后在6h内其放化纯度低于90%。
如果不对其进行分离直接注入体内,会导致骨的放射性摄取升高。
为了减少18F-FDG的辐射分解,降低骨的摄取,文献采用防辐射分解试剂如抗坏血酸、乙醇等,以延长18F-FDG的有效期,但仍有少量18F-FDG分解[5-6]。
本研究小组的初步研究[4]表明,使用再纯化方法处理已分解的18F-FDG,可以将其放化纯度从90%提高到99%以上,使不合格的18F-FDG成为合格产品。
但再纯化处理的回收率与放化纯度相关,回收率低,放化纯度也低,影响了18F-FDG的使用效率。
本工作在进一步研究18F-FDG稳定性的基础上,拟利用乙醇的稳定作用,并结合再纯化方法,探索有效的提高18F-FDG稳定性方法,以保证放化纯度>95%,并提高18F-FDG的利用率。
1主要实验材料
1.1试剂与仪器
H218O:
丰度97%,江苏华益化工有限公司产品;无水乙腈、氨基聚醚K2.2.2以及K2CO3:
美国Aldrich公司产品;Sep-PakC18及Al2O3柱:
美国Waters公司产品;IC-H柱:
美国Alltech公司产品;USP级乙醇:
美国Milliper公司产品;三氟甲基磺酰基甘露糖（FDG前体）:
德国ABX公司产品。
NaOH和HCl均为北京化工厂产品。
SumitomoHM-20S加速器:
日本驻友株式会社;18F-FDG自动化合成模块:
派特（北京）科技有限公司;BioScan-3000放射性薄层扫描仪:
美国BioScan公司产品。
HPLC系统:
配515泵、410示差检测器、Bio-ScanFlowCount,Wa-ters公司产品。
eXPloreVistaMicroPET/CT成像系统:
美国GE公司产品。
1.2实验动物
Wister大鼠:
200g,2只,清洁级,中国人民解放军军事医学科学研究院动物所提供。
2实验方法
2.118F-FDG的自动化合成[7]
采用国产18F-FDG自动化合成模块,步骤如下:
（1）SumitomoHM-20S加速器生产的18F-被2.22进入反应管,共沸除水至干,再加入2mL乙腈共沸除水至干。
（2）反应管内加入1mL无水乙腈溶解的20mg三氟甘露糖,83e加热5min,除乙腈后加入14mL水稀释。
（3）混和物过Sep-PakC18柱,中间体吸附在柱上,用10mL水冲洗该柱二次,向柱上加入1mL2mol/L的NaOH,常温水解2min。
（4）水解产品依次过IC-H柱、Sep-PakC18（合成前用5mL乙醇活化该柱进行预处理）及Al2O3柱纯化,再用10mL水冲洗,最终产品过无菌滤膜即可。
整个合成过程占时22min,不校正合成效率为60%。
2.218F-FDG稳定性及加入乙醇后稳定性[6]按常规方法合成18F-FDG,按体积分数为0.1%向产品收集瓶中加无水乙醇。
室温下静置,用TLC或HPLC法测量不同放射性浓度下添加0.1%乙醇前后及放置不同时间18F-FDG的放化纯度。
2.3已分解18F-FDG的再纯化[4]
取TLC测量已辐射分解的18F-FDG,直接经Sep-PakAl2O3柱、Sep-PakC18柱纯化后过无菌滤膜,用少量水冲洗柱和无菌滤膜,测量收集的纯化产品和Sep-PakAl2O3柱上的放射性活度,计算纯化后18F-FDG的放化纯度。
2.418F-FDG放化纯度分析[8]
分别采用HPLC和TLC分析产品的放化纯度。
HPLC法:
分析软件为Millennium32,流动相为85%的乙腈,流速为2mL/min,分离柱为碳水化合物柱（10Lm,3.9mm@300mm）。
TLC法:
取18F-FDG点样于硅胶板上,用85%的乙腈水溶液上行展开,用BioScan-3000放射性薄层扫描仪扫描。
产品的Rf=0.45,杂质的Rf=0。
2.5大鼠MicroPET/CT显像
取200gWister大鼠2只,尾静脉注射18.5MBq18F-FDG,60min后腹腔注射5%的水合氯醛麻醉。
将大鼠置于eXploreVistaM-icroPET/CT上进行全身扫描,先进行PET扫描,再用CT进行定位,确定放射性浓集部位。
3结果与讨论
3.118F-FDG放化纯度
18F-FDG的放化纯度一般采用TLC方法,也可以采用HPLC方法。
两者相比,TLC更方便、快速,但TLC受点样影响,测量没有HPLC准确。
采用HPLC可以更清楚地了解18F-FDG形,本采
90同位素第24卷
TLC和HPLC两种方法对新合成的18
F-FDG进行分析,结果示于图1。
新合成的18F-FDGTLC谱图中仅有一个Rf为0.45峰,HPLC谱图中仅出现一个保留时间为5.4min峰。
而图1HPLC谱显示,分解后的18
F-FDG主要副产物仅有一个,是保留时间为3.95min的F-,与TLC
谱图中原点杂质峰一致。
图1TLC及HPLC测量辐射分解的18F-FDG
本研究初始产物仅一个峰,但高浓度产品存
贮4h后,TLC和HPLC检测均发现了杂质峰,且TLC结果和HPLC结果一致,以下实验中均采用TLC分析其放化纯度。
3.218F-FDG的稳定性
浓度为0.74~1.85TBq/L（n=100）18
F-FDG产品室温放置6h,TLC没有观察到原点有放射性增加。
浓度为4~12TBq/L的18F-FDG产品,室温放置4h,TLC检测其放化纯度,结果示于图2。
由图2可见,随着浓度增大,产品放化纯度下降很快。
无稳定剂时,放置4h后,浓度为6TBq/L的产品放化纯度平均约为95%,浓度为8TBq/L的产品放化纯度平均只
有92%,已不能满足临床要求[3]
。
产品浓度（x）与放置4h后放化纯度（y）之间存在负线性关系,相关方程为:
y=-0.3949x+97.5,R2=
0.179。
该结果与Jimnez[1]的产品中游离的F
-与18F-FDG浓度呈正比关系一致。
该结果提示,18F-FDG浓度增大,放置一定时间后放化纯度下降很快;浓度大于6TBq/L的产品有效期小于4h。
为了提高18F-FDG的稳定性,可用生理盐水将其浓度稀释至小于2TBq/L。
但存放
期间稀释18
F-FDG,存在后期注射体积较大的不足。
18F-FDG辐射分解的原因是高能射线产生自由基将水分解成自由的质子、羟基和双氧水,这些羟基和质子进一步破坏FDG的骨架,从而引发一系列分解。
HPLC分析证实,分解的
FDG中存在过氧化氢,浓度达2mg/L[5]
。
而还原剂抗坏血酸和自由基萃灭剂乙醇等可以防止过氧化氢的产生,从而提高18F-FDG
的稳定性。
图2浓度与放化纯度的关系及
加乙醇对18F-FDG产品稳定性的影响
s）））加0.1%乙醇放置4h;u）））加0.1%乙醇放置6h;w）））无稳定剂放置4h
3.3乙醇对18F-FDG的稳定作用在18F-FDG产品中加添加少量乙醇,使乙醇的体积分数为0.1%,并用生理盐水调18F-FDG产品的浓度,室温放置。
分别于4h和6h测其放化纯度,结果示于图2。
图2显示,添加0.1%
乙醇后,18
F-FDG的分解速度明显减缓。
但仍有少量分解,分解速度与浓度和放置时间呈正比;不加稳定剂时,18F-FDG浓度为5~15TBq/L,室温放置4h后,起始浓度与放化纯度之间存在负线性关系,线性方程为:
y=-0.0656x+
98.1,R2
=0.0154,放置6h后线性方程为:
y=-0.1368x+99.5,R2=0.1864。
Kiselev等[9]首先提出体积分数为0.1%乙醇作为18F药物的稳定剂。
他们认为,对于18F-FDG浓度大于10TBq/L的药物,添加0.1%的
乙醇可维持其放化纯度>90%。
Jacobson等
[6]
91
第2期张锦明等:
18F-FDG的稳定性及提高稳定性的方法
通过测量产品自身乙醇含量发现,制备过程中带入乙醇（自身乙醇）的体积分数为0.004%~
0.001%时,高浓度（10TBq/L）18
F-FDG分解很
快,10h时游离F-浓度>20%,而当自身乙醇质量分数大于0.05%时,即使浓度>10TBq/L,10h时游离F-浓度<5%。
本研究结果与Ja-cobson的结果一致,即通过外加乙醇,可以明显
提高18F-FDG稳定性;与Fawdry等[5]
的结果则有差异,他们认为,在11.4TBq/L浓度下,加乙醇与否对放化纯度无影响,可能是其对照组自身含乙醇所致。
由图2也可以看出,无稳定剂时,
相同浓度不同批次18
F-FDG稳定性也有较大差别,可能是自身乙醇浓度差异所致。
3.4再纯化已分解的18F-FDG
将已分解的18
F-FDG过Sep-PakC18和Al2O3柱进行再纯化,结果显示,Sep-PakC18柱上没有放射性,放射性主要吸附在Sep-PakAl2O3柱上,说明分解产物中没有脂溶性的杂质,主要是水溶性的离子杂质。
用HPLC和TLC法对再纯化后18F-FDG药液进行分析,其放化纯度>99%。
Sep-PakAl2O3柱吸附的放射性与放化纯度的关系示于图3。
图3Al2O3柱上残留的放射性与放化纯度的关系
分析图3可知,放化纯度与柱上吸附的放射性存在负线性关系,其相关方程为y=-1.7404x+173.6,R2=0.6393。
放化纯度低时,分解的杂质主要是F-,因此Al2O3柱上吸附的放射性高。
TLC和HPLC分析表明,再
纯化后18
F-FDG的放化纯度>99%。
再纯化后18F-FDG回收率约为80%（n=50）,放射性除吸附在Al2O3柱上外,还有部分吸附在无菌滤膜和注射器上。
3.5提高稳定性的方法
用体积分数为0.1%的乙醇作稳定剂可减缓其辐射分解,但4h后仍有少量分解。
再纯化效果明显,但FDG的损失较大,且再纯化后放置2~4h,放化纯度仍会出现明显下降。
为了提
高18
F-FDG利用率,保持高的放化纯度,将外加体积分数为0.1%的乙醇作稳定剂和再纯化结
合使用:
先在高浓度（15TBq/L）18
F-FDG产品中添加乙醇,室温下放置约4h,之后再对其进行纯化。
检测结果显示,产品的放化纯度>98%。
综上所述,常规生产18F-FDG时,产品合成后即加入体积分数为0.1%的乙醇,室温放置3h后每隔1h测其放化纯度,如果<95%,采用再纯化方法对其处理,可以保证使用时18F-FDG的放化纯度>95%。
产品合成后即添加乙醇和放化纯度低于95%后进行再纯化这两种方法的组合,既保证了临床使用18F-FDG的放化纯度,
又减少了18
F-FDG的损失。
3.6大鼠的MicroPET/CT显像
经Wister大鼠尾静脉注射新鲜制备的18F-FDG,60min后行全身PET显像,结果显示,放射性主要浓集于心肌和肌肉。
将已出现分解、放化纯度低于90%的18F-FDG由尾静脉注入Wister大鼠体内,其注射后60min的PET和CT显像结果示于图4。
由图4可以看出,分解后的18F-FDG显像质量下降;股骨明显显像,同时也可见脊柱等显像。
股骨明
显摄取放射性也进一步证实18
F-FDG分解的放射性杂质是F-。
对放化纯度<90%已发生分解的18
F-FDG
进行再纯化。
将纯化后的18
F-FDG注入大鼠体内,其PET和CT显像结果示于图5。
图5显
示,纯化后的18
F-FDG在大鼠体内的放射性分布
与新鲜制备的18
F-FDG一致,股骨和脊柱不显像,PET图中脊柱左侧位置的放射性不是骨摄取,CT对应不在脊柱上。
MicroPET/CT显像说明再纯化可以有效去除辐射分解的放射性杂质,提高图像质量。
Buriova[10]
在研究低浓度（0.4~0.6TBq/L）18F-FDG时发现,18F-FDG存贮6~48h后,TLC检测始终仅有一个18F-FDG峰,没有发现其他峰;HPLC分析则发现了多个放射性峰,主要分解产物为2-氟-葡萄糖酸和2-氟-葡萄醛酸。
但本研究经动物显像证实,18
F-FDG分解后的主
要杂质是游离的F-,它主要浓集于骨内（图4）;分解后的18F-FDG经纯化柱处理后再注入大鼠体内,骨内无摄取（图5）,说明杂质已除去。
本工作结果与Buriaova的结果不同,可能是由于18F-FDG浓度不同,其分解产物也有一定差异。
图4放化纯度低于90%的
18
F-FDG在大鼠体内micro-PET/CT
显像
图5已分解的18
F-FDG
再纯化后在大鼠体内的micro-PET/C显像
4结论
1）高浓度（6TBq/L）的18
F-FDG产品室温下体外稳定性小于4h。
2）18F-FDG产品中添加体积分数为0.1%
的乙醇,可明显增加18
F-FDG的体外稳定性。
3）再纯化处理可以将已辐射分解的18F-FDG放化纯度提高到99%以上。
4）高浓度（6TBq/L）的18
F-FDG可采用先外加体积分数为0.1%的乙醇,4h后再纯化的方法,以保证18F-FDG的放化纯度和利用率。
18F-FDG合成后加入体积分数为0.1%的乙醇及再纯化方法联合使用,已成为本科处理辐射分解18F-FDG的常规技术。
参考文献:
[1]JimnezIR,RocaEM,CamposAF,etal.Influ-enceofradi
升级会员 