國產氟多功能模塊合成雌激素受體顯像劑16α－［18F］氟－17β－雌二醇

孫傳金，朱 虹，方可元

（1.南京軍區南京總醫院 核醫學科，江蘇 南京 210002；2.南京軍區南京總醫院 回旋加速器中心，南京江原安迪科正電子研究發展有限公司，江蘇 南京 210002）

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，易發生轉移，全世界每年約有135萬婦女發病，并呈現出數量逐年上升且年輕化的趨勢，嚴重影響婦女身心健康，并危及生命［1－2］。臨床研究發現，雌二醇是通過與雌激素受體（Estrogen Receptor，ER）結合而發揮作用致病的，乳腺癌患者ER 若呈陽性，則可行內分泌治療。免疫組化可檢測組織標本的ER 表達，但有一定的局限性，其反映的只是所取病灶樣本的ER 免疫活性，不一定反映該部位的ER 生物活性，更不能反映全身的情況［3］。16α－［18F］氟－17β－雌二醇（18F－FES）是雌二醇類衍生物的放射性配體，其PET／CT 顯像能靈敏、準確、定量、無創傷地對原發病灶及轉移病灶同時顯像，可反映體內ER 表達水平、分布、密度變化及活動狀態等方面的信息，這些信息對評價乳腺癌狀況，預測內分泌治療以及化、放療等響應程度，預后評估等有重要作用。可為乳腺癌患者個性化治療提供評價方法［4－5］。

國外相關文獻［6］報道，18F－FES的合成方法有兩種，一種是基于前體3，16β－二（三氟甲基磺酰）－1，3，5（10）雌甾三烯－17－酮的合成方法，該方法為低溫反應，條件苛刻、產品純化過程復雜，不適用于實驗室模塊化合成。另一種是以3－甲氧基甲基－16，17－O－磺酰基－表雌三醇－O－環狀砜（3－O－（Methoxymethyl）－16，17－O－sulfuryl－16－epiestriol，MMSE）作為前體的合成方法［7－8］，該方法的特點是反應快、反應條件易控制，適用于實驗室模塊化合成。本研究擬在國產氟多功能合成模塊上，參考文獻［7－8］的方法，以MMSE 為前體合成18F－FES。

1 主要試劑與儀器

1.1 主要試劑

3－甲氧基甲基－16，17－O－磺?；泶迫迹璒－環狀砜（3－O－（Methoxymethyl）－16，17－O－sulfuryl－16－epiestriol，MMSE）：ABX 產品；標準品FES：ABX產品；無水乙腈：Sigma－Aldrich 產品；氨基聚醚（Kryptofix 2.2.2，K2.2.2）：ABX 產品；乙醇：Merck 產品；甲醇：國產色譜純；light QMA、Sepak中性三氧化二鋁柱：Waters公司；其他試劑均為國產分析純。

1.2 主要儀器

TR19型回旋加速器：加拿大EBCO 公司；PET－MF－2V－IT－I型國產氟多功能合成模塊：北京派特生物技術有限公司；高效液相色譜：美國Alltech公司；FC3200型放射檢測器：美國Bioscan公司。

2 實驗方法

2.1 18F－FES的合成

2.1.118F－FES 合成原理

18F－FES的化學合成工藝路線圖［7］示于圖1。反應歷程主要包括前體MMSE 的親核氟化反應和水解反應。

2.1.218F－FES 合成流程

PET－MF－2V－IT－I型國產氟多功能合成模塊合成示意圖示于圖2。參考文獻［7－8］報道的方法，結合國產氟多功能合成模塊的結構，設計18F－FES在國產氟多功能模塊上的合成流程。

圖1 18F－FES化學合成工藝路線圖

圖2 PET－MF－2V－IT－I型氟多功能合成模塊示意圖

1）重氧水加入加速器靶中，經18O（p，n）18F反應生成18F－，經傳輸管道將18F－轉移至合成模塊，最終被捕獲于QMA 柱上。

2）用1號瓶中的淋洗液（4mgK2CO3及17mg K2.2.2溶于1.3mL 乙腈及0.2mL水中）將QMA 柱上的18F－淋洗到反應管中；將反應管內的液體在通氮氣的情況下，于115℃蒸干，除去溶劑。

3）將2號瓶中的2 mL 無水乙腈加入到反應管中，并于通氮氣的條件下，于115℃蒸干，完全除去水分。

4）將3號瓶中的1mgMMSE前體溶于1mL無水乙腈中，將溶液加入到反管中，并于105℃反應15min，進行氟化反應，反應結束后冷卻反應管。

5）4號瓶內的試劑（0.8mL 1mol／L 鹽酸溶于7.2mL 乙腈）分三次加入到反應管中，并分別于105℃下反應6min，最后通氮氣，于115℃下蒸去溶劑。

6）將5號瓶中的5mL流動相（為50%乙醇溶液（V（乙醇）∶V（水）＝50∶50），流速為5mL／min），加入到反應管中清洗，再經Al2O3柱后進入到G0轉移瓶中。

7）將粗品裝載于LOOP 環中，啟動HPLC進行純化，純化柱為Alltima C18柱（250mm×10.0mm，10μm），收集380～440s放射性產品，經無菌濾膜過濾后，以生理鹽水稀釋至產品中乙醇濃度低于10%，即得18F－FES溶液。

2.2 18F－FES鑒定

采用HPLC分析18F－FES的放化純度，并進行紫外吸收掃描，將結果與參考文獻［7－8］結果及標準品紫外吸收圖譜結果相比較，鑒定18F－FES。

2.3 18F－FES質量檢測

物理特性：目測法觀察18F－FES 溶液外觀、顏色和澄清度?；瘜W特性：用pH 試紙測量其pH；采用HPLC測定18F－FES放化純度，流動相為甲醇水溶液（V（甲醇）∶V（水）＝60∶40），流速2 mL／min，層析柱為C－18（Waters C18，10μm，250 mm×4.6 mm），紫外波長為284nm。放射檢測器為FC3200。

2.4 體外穩定性檢測

18F－FES溶液室溫放置，分別于1、2、3、4、6h后采用HPLC法測定其放化純度。

3 結果與討論

3.1 18F－FES產率

采用79GBq18F－和1mg MMSE前體在國產氟多功能合成模塊密封體系中自動化合成18F－FES，最終得到18F－FES 產量為6.4 GBq。不校正合成效率為8.2%，校正合成效率為12.8%，比活度為0.165TBq／g，合成時間約為70min。

3.2 18F－FES鑒定

純化后的18F－FES在284nm 處的紫外譜吸收峰圖譜示于圖3。由圖3可以看出，18F－FES保留時間約為10min，此結果均與文獻［7－8］及標準品一致，初步鑒定合成產物為18F－FES。

圖3 18F－FES在284nm 處紫外吸收峰圖譜

3.3 18F－FES質量檢測

18F－FES溶液為無色透明，pH6～7。HPLC純化后的放化純度示于圖4。圖4 中未見其他雜質峰。根據圖4可計算得，18F－FES溶液放化純度大于98%。

3.4 18F－FES體外穩定性

18F－FES溶液在室溫下放置1、2、3、4、6h后，放化純度未見明顯變化，仍大于98%，表明18F－FES體外穩定性良好。

圖4 18F－FES的HPLC圖譜

4 小 結

綜上所述，采用國產氟多功能模塊可以合成18F－FES：采用79GBq18F－和1mg MMSE前體可合成6.4GBq18F－FES。不校正合成效率為8.2%，校正合成效率為12.8%，比活度為0.165TBq／mol，合成時間約為70min；18F－FES產品的放化純度大于98%，并且體外穩定性良好。

18F－FES合成的關鍵步驟是前體MMSE的親核氟化反應和水解反應。其中試劑的含量及濃度和反應的溫度及時間為主要影響因素。本研究18F－FES合成效率較低。原因可能有以下幾個方面：1）前體用量偏少，Oh 等［9］的研究發現，18F－FES的產率與前體MMSE的用量有關，隨著用量的增加，從1、2、5到10 mg，產率逐漸提高到20%、45%、55%、68%；2）由于乙腈的沸點為82℃，氟化反應時溫度要升高到105℃，所以反應體系必須保持密封。若反應體系的密封性不好，則成為開放體系，溫度升高到105℃會導致乙腈沸騰，急劇揮發，影響氟化效率；3）酸水解反應過程易形成副產物，即18F－FES的降解問題，因此嚴格控制水解條件非常關鍵。操作中應嚴格控制該過程的反應溫度及反應體系的體積，以防溫度過高造成體系被蒸干，影響產率。18FFES的降解與反應溫度、時間和水的含量均有關系，溫度高、時間長及水含量大均容易導致18F－FES降解［10］。通過以上對合成產率影響因素的分析，若進一步優化反應條件，現有的合成收率應可以得到提高。

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