利用Siemens Explora FDG4化学合成模块合成18F-FDG的方法及质量控制

赵宇飞，肖钰霖，方 渊

（青海省人民医院PET-CT中心，青海 西宁 810000）

18F-FDG即18F-氟代脱氧葡萄糖，常用于影像诊断，作为显像剂、借助葡萄糖代谢异常实现脑组织、肌肉组织、器官病变的准确呈现，评估靶组织、器官的代谢态势，准确度高、适用性广[1]。18F-FMISO的相关放射化学合成方法，主要分为两大类。第一类是直接标记法，让18F离子与受保护的前体之间发生亲核取代反应，然后再进行水解反应去除保护基。第二类方法是间接标记法，即在碱性条件下，18F标记的反应中间体8F-epifluorohydrin与硝基咪唑产生偶联反应。前者利用特定合成的标记前体化合物，此过程的反应较为简单，反应率高，已为自动化合成采用;后者使用现有的常规化学物质，从表面上看便于开展进行合成研究,然而溶剂DMSO确实不易处理，导致了产率较低。18F-FMISO的自动化生产路线均采用上述第一类放射化学合成方法。18F离子与前体1-(2'-硝基-1'-咪唑基)-2-0-四氢吡喃基-3～O0-甲苯磺酸基丙二醇(NITTP)的对甲苯磺酸离去基团间发生亲核取代反应，由水解反应去除保护基团。特殊的前体化合物NITTP已商品化，大大促进了此法的应用。国内外多家研究单位已采用该前体开展这也对18F-氟代脱氧葡萄糖的合成以及质量控制提出了较高要求。我院就上述内容研究如下。

1 仪器与方法

1.1 仪器

所用核心仪器为德国西门子公司制造的回旋加速器。型号：RDS111。

1.2 方法

1.2.1 合成方法

（1）亲核取代和酸水解。利用西门子回旋加速器完成18F-基础制备。置入无水乙腈，混合物共沸除水后，置入2毫升三氟甘露糖、无水乙腈混合物，混合物浓度为25 mg/mL，维持反应温度为90摄氏度，置入洗脱液，持续到三氟基团被18F-取代，对混合物继续进行加热，维持反应温度为95摄氏度，直到无水乙腈完全参与反应。置入盐酸进行水解，用量2.3毫升，维持反应温度为95摄氏度，持续10min，直到甘露糖分子出现化学变化，完全转化为葡萄糖分子。

（2）纯化。对生成的18F-氟代脱氧葡萄糖进行纯化。完成酸水解后，对反应器皿进行加压，借助克鲁姆纯化柱了解生成物的纯化程度，并利用无菌滤膜去除副产物，将纯化后的18F-氟代脱氧葡萄糖收集至洁净容器中、完成制备。

1.2.2 质量控制方法

（1）外观分析。将生成的18F-氟代脱氧葡萄糖收集无色铅玻璃容器中，进行反复观察，外观无色、无颗粒物、杂物且观感澄明，表明质量良好。

（2）酸碱性分析。取少量18F-氟代脱氧葡萄糖，以标准PH试纸进行测试，测试物酸碱性处于4.5-8.0之间，表明质量良好。

（3）纯度检验。进行放射性核纯度、放射化学纯度检验。

（4）无菌检验。无菌检查包括细菌毒素测试和微生物测试，了解有无微生物繁殖问题。

1.3 观察指标

测定18F-氟代脱氧葡萄糖纯度、统计合成效率。细化指标包括半衰期、微生物是否繁殖、酸碱值结果、放射性活度值、外观情况等。

2 结 果

2.1 18F-氟代脱氧葡萄糖纯度、合成效率

18F-氟代脱氧葡萄糖纯度、合成效率较理想，见表1。

表1 18F-氟代脱氧葡萄糖纯度、合成效率

2.2 半衰期、微生物繁殖、酸碱值、放射性活度值、外观情况

合成的18F-氟代脱氧葡萄糖品质较理想，见表2。

3 讨 论

此前学者提出应用化学方式进行18F-氟代脱氧葡萄糖合成制备的思路，合成效率在50%～60%之间。进行合成过程的有效控制，可保证合成物纯度不低于95%[10]。我院研究所获结果与此相似，借助Siemens Explora FDG4化学合成模块合成的18F-氟代脱氧葡萄糖，纯度为97.8%，合成效率为59.5%，已达到先进水平。从原理上看，18F-氟代脱氧葡萄糖的制备主要借助温度控制的方式营造反应条件，之后借 助酸碱中和、水解反应、不同化学物质的相互作用。

表2 半衰期、微生物繁殖、酸碱值、放射性活度值、外观情况（±s）

表2 半衰期、微生物繁殖、酸碱值、放射性活度值、外观情况（±s）

指标 半衰期（min） 微生物繁殖 酸碱值 放射性活度值 外观结果 （111±4） 否 （6.6±0.8） 无害/衰减 无异常

质量控制方面，本次研究主要借助四个检验措施，即外观分析、酸碱性分析、纯度检验和无菌检验。采用对照分析法，以达到化学纯以上的18F-氟代脱氧葡萄糖作为参照。酸碱性分析上，因18F-氟代脱氧葡萄糖需要通过静脉通道、经血液运输，必须保证且化学意义上的酸碱性与机体血液相似，维持在4.5-8.0之间。纯度检验借助两种方式，分别了解合成物的理化稳定性、半衰期等信息，反复实验则保证了数据的客观性和可信性。因18F-氟代脱氧葡萄糖需借助血液扩散，病原体侵入患者机体后有可能诱发感染、炎症甚至败血症，加强无菌控制十分必要。本次研究采用细菌毒素测试和微生物测试方式，并以可靠标准进行检验，有效保证了生成物无菌、安全。

综上所述，利用Siemens Explora FDG4化学合成模块合成18F-FDG的方法包括制备、洗脱、亲核取代、酸水解四个主要步骤，质量控制强调外观分析、酸碱性分析、纯度检验和无菌检验四个主要步骤，利用Siemens Explora FDG4化学合成模块合成18F-FDG的方法明确，能够满足日常的需求，能够最大限度的减少人员的辐射，可通过控制关键环节保证质量。