stringtranslate.com

Фтор-18

Фтор-18 ( 18 F) — радиоизотоп фтора , который является важным источником позитронов . Он имеет массу 18,0009380(6) u и период полураспада 109,771(20) минут. Он распадается за счет эмиссии позитронов в 96,7% случаев и захвата электронов в 3,3% случаев. Оба режима распада дают стабильный кислород-18 .

Естественное явление

18
F — природный следовой радиоизотоп , образующийся в результате расщепления атмосферного аргона космическими лучами , а также в результате реакции протонов с природным кислородом: 18 O + p → 18 F + n. [1]

Синтез

В радиофармацевтической промышленности фтор-18 производится с использованием циклотрона или линейного ускорителя частиц для бомбардировки мишени, обычно состоящей из природной или обогащенной [ 18 O] воды [2] протонами высокой энергии (обычно ~ 18 МэВ ). Получаемый фтор находится в форме водного раствора фторида [ 18 F] , который затем используется в быстром химическом синтезе различных радиофармацевтических препаратов. Фармацевтическая молекула органического кислорода-18 не производится до производства радиофармпрепарата, поскольку протоны высокой энергии разрушают такие молекулы ( радиолиз ). Поэтому радиофармпрепараты, использующие фтор, необходимо синтезировать после получения фтора-18.

История

Впервые опубликованный синтез и сообщение о свойствах фтора-18 были в 1937 году Артуром Х. Снеллом, полученным с помощью ядерной реакции 20 Ne(d,α) 18 F в циклотронных лабораториях Эрнеста О. Лоуренса . [3]

Химия

Фтор-18 часто заменяет гидроксильную группу (–OH) в исходной молекуле радиофармпрепарата из-за схожих стерических и электростатических свойств. Однако в некоторых приложениях это может быть проблематичным из-за возможных изменений полярности молекулы .

Приложения

Фтор-18 — один из первых индикаторов, используемых в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), который используется с 1960-х годов. [4] Его значение обусловлено как коротким периодом полураспада, так и испусканием позитронов при распаде. Основное медицинское применение фтора-18: в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) для визуализации мозга и сердца; визуализировать щитовидную железу; в качестве радиофармпрепарата для визуализации костей и выявления раковых опухолей, метастазировавших из других частей тела, а также при лучевой терапии для лечения внутренних опухолей.

Трейсеры включают фторид натрия , который может быть полезен для визуализации скелета, поскольку он обеспечивает высокое и быстрое поглощение костной тканью, сопровождающееся очень быстрым выведением из крови, что приводит к высокому соотношению кости к фону за короткое время [5] и фтордезоксиглюкозу (ФДГ), где 18 F заменяет гидроксил . Новая химия диоксаборолана позволяет маркировать антитела радиоактивным фторидом ( 18 F) , что позволяет проводить позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) для визуализации рака . [6] Человеческая , генетическая , излучающая позитроны и флуоресцентная репортерная система (HD-GPF) использует человеческий белок, PSMA и неиммуногенный , а также небольшую молекулу , излучающую позитроны ( 18 F ) и флуоресцентный для двухмодальной ПЭТ и флуоресцентной визуализации клеток с модифицированным геномом, например раковых , CRISPR/Cas9 или CAR T -клеток, у целой мыши. [7] Двухмодальная малая молекула, нацеленная на ПСМА , была протестирована на людях и выявила локализацию первичного и метастатического рака простаты , удаление рака под контролем флуоресценции и обнаружение одиночных раковых клеток на краях тканей. [8]

Рекомендации

  1. ^ SCOPE 50 - Радиоэкология после Чернобыля. Архивировано 13 мая 2014 г. в Wayback Machine , Научный комитет по проблемам окружающей среды (SCOPE), 1993. См. таблицу 1.9 в разделе 1.4.5.2.
  2. ^ Фаулер Дж. С. и Вольф AP (1982). Синтез меченных углеродом-11, фтором-18 и азотом-13 радиофармпрепаратов для биомедицинского применения. Нукл. наук. Сер. Натл Акад. наук. Натл Рез. Совет Моногр. 1982.
  3. ^ Аноним (15 января 1937 г.). №5 показывает реферат Артура Х. Снелла об открытии первого полученного фтора-18. «Протокол собрания в Пасадене, 18 и 19 декабря 1936 г.». Физический обзор . 51 (2): 142–150. Бибкод : 1937PhRv...51..142.. doi :10.1103/PhysRev.51.142. ISSN  0031-899X.
  4. ^ Блау, Монте; Ганатра, Раманик; Бендер, Меррилл А. (январь 1972 г.). «18F-фторид для визуализации костей». Семинары по ядерной медицине . 2 (1): 31–37. дои : 10.1016/S0001-2998(72)80005-9. ПМИД  5059349.
  5. ^ Ордонес, А.А.; ДеМарко, вице-президент; Кланк, Миннесота; Поккали, С.; Джайн, СК (октябрь 2015 г.). «Визуализация хронических туберкулезных поражений с использованием позитронно-эмиссионной томографии фторида натрия у мышей». Молекулярная визуализация и биология . 17 (5): 609–614. дои : 10.1007/s11307-015-0836-6. ПМЦ 4561601 . ПМИД  25750032. 
  6. ^ Родригес, Эрик А.; Ван, Е; Крисп, Джессика Л.; Вера, Дэвид Р.; Цянь, Роджер Ю.; Тинг, Ричард (27 апреля 2016 г.). «Новая химия диоксаборолана обеспечивает создание [18F]-позитрон-эмиссионных флуоресцентных [18F]-мультимодальных биомолекул из твердой фазы». Биоконъюгатная химия . 27 (5): 1390–1399. doi : 10.1021/acs.bioconjchem.6b00164. ПМЦ 4916912 . ПМИД  27064381. 
  7. ^ Го, Хуа; Харикришна, Коммиди; Ведвьяс, Йогиндра; Макклоски, Жаклин Э; Чжан, Вэйци; Чен, Нанди; Нурили, Фуад; Ву, Эми П; Сайман, Халук Б. (23 мая 2019 г.). «Флуоресцентный [ 18 F]-излучающий позитрон агент для визуализации PMSA позволяет осуществлять генетическую отчетность в адоптивно перенесенных генетически модифицированных клетках». АКС Химическая биология . 14 (7): 1449–1459. doi : 10.1021/acschembio.9b00160. ISSN  1554-8929. ПМЦ 6775626 . ПМИД  31120734. 
  8. ^ Арас, Омер; Демирдаг, Четин; Коммиди, Харикришна; Го, Хуа; Павлова, Инна; Айгюн, Аслан; Караэль, Эмре; Пехливаноглу, Хусейн; Йеин, Нами; Киприану, Наташа; Чен, Нанди (март 2021 г.). «Маленькие молекулы, мультимодальный [18F]-ПЭТ и агент флуоресцентной визуализации, нацеленный на специфический мембранный антиген простаты: первое исследование на людях». Клинический рак мочеполовой системы . 19 (5): 405–416. дои : 10.1016/j.clgc.2021.03.011 . ПМЦ 8449790 . ПМИД  33879400.