煙堿乙酰膽堿受體顯像劑2-[18F]-A-85380的合成及大鼠腦磷屏顯像

黃樂樂，刁 堯，張大龍，尹雅芙,*，李亞明

1.中國醫(yī)科大學 附屬第一醫(yī)院 核醫(yī)學科，遼寧 沈陽 110001；2.中國醫(yī)科大學 實驗技術中心，遼寧 沈陽 110001

煙堿乙酰膽堿受體顯像劑2-[18F]-A-85380的合成及大鼠腦磷屏顯像

黃樂樂1，刁 堯2，張大龍1，尹雅芙1,*，李亞明1

1.中國醫(yī)科大學 附屬第一醫(yī)院 核醫(yī)學科，遼寧 沈陽 110001；
2.中國醫(yī)科大學 實驗技術中心，遼寧 沈陽 110001

2-[18F]-A-85380；nAChRs；大鼠；磷屏顯影

煙堿乙酰膽堿受體顯像在國外被廣泛應用于帕金森病、阿爾茨海默癥等中樞神經紊亂性疾病及煙草成癮等機制的研究中[1-4]。煙堿乙酰膽堿受體顯像劑種類繁多，但大多因特異性差、存在毒性、親和力低等原因而不適用或逐漸退出臨床應用。而2-[18F]-A-85380以其特異性強、親和力高、無毒性而廣受關注，在國外已應用十余年，被廣泛應用于帕金森、阿爾茨海默、早老性癡呆和血管損傷等的機制研究中。合成該顯像劑較18F-FDG復雜，且費用較高，亦因技術原因，國內對該顯像劑只基于基礎研究[5]，尚未有臨床應用報道。本工作擬通過取代法合成煙堿乙酰膽堿受體顯像劑2-[18F]-A-85380，并探討其在大鼠腦內的分布,為國內臨床應用奠定基礎。

1 實驗部分

1.1試劑和儀器

MINItrace型回旋加速器，GE公司；18F-FDG計算機控制化學合成模塊(CPCU)，型號FN、FXc，GE公司；1260LC型HPLC，Agilent公司；QMA及C18固相萃取柱，Waters公司；旋轉蒸發(fā)儀，上海雅榮生化設備有限公司；磷屏顯像儀，美國BIO-RAD公司；FJ-391A2型微機放射性活度計，北京核儀器廠。

1.22-[18F]-A-85380的合成

按照文獻[6]合成了煙堿乙酰膽堿受體顯像劑(2-[18F]-A-85380)，其合成流程圖及放化路線示于圖1、2。

1.2.118F-FDG計算機控制化學合成模塊(CPCU)的改造及半自動化合成 合成前需對18F-FDG計算機控制化學合成模塊(CPCU)進行改造。因合成2-[18F]-A-85380需兩只反應瓶，在FXc和FN模塊間連接了傳送中間產物的導管，及增加中間產物純化裝置和加樣瓶。本實驗中對終產物2-[18F]-A-85380采用HPLC進行分離。2-[18F]-A-85380的分子式為C9H11FN2O,相對分子質量181,分子結構式示于圖3。

1.2.22-[18F]-A-85380的放化純度、比活度、穩(wěn)定性檢測 采用薄層層析法檢測產品的放射化學純度。吸取產品2 μL,在距聚酰胺薄膜層層析板底端1 cm處點樣，游離18F-作為對照點樣，點樣直徑0.2 cm，生理鹽水為展開劑，上行展開。展開結束后晾干，磷屏成像，然后分段剪取聚酰胺層析板，經γ放免計數儀測量放射性計數，計算標記率(Y)、放化純度和放射性比活度(a，Bq/g)。

1—4，12——瓶(Bottle)；5，6——反應瓶(Reaction bulb)；7，8——注射器(Syringe)；9——C18柱(Column)；10——四通閥(Four-way valve)；11——廢液瓶(Waste bottle)；13——QHA柱(Column)；14——HPLC分離(Separate)

圖2 2-[18F]-A-85380的放化合成路線Fig.2 Scheme for the radiosynthesis of 2-[18F]-A-85380

圖3 2-[18F]-A-85380的分子結構式Fig.3 Molecular structural formula of 2-[18F]-A-85380

Y=N/Ntot×100

a=放射性核素投入量×

Y/投入的前體化合物的總量

式中：N，2-[18F]-A-85380的放射性計數；Ntot，點樣量總放射性計數。取50 μL產品分別加入到100 μL生理鹽水和新鮮人血清2種體系中，在37 ℃下貯存，分別于2、4、6 h取樣，聚酰胺薄膜層析測定放化純度，觀察標記物的穩(wěn)定性。

1.32-[18F]-A-85380的大鼠腦切片磷屏顯影

取SD大鼠4只，體重250～300 g，隨機編號為1—4。將制得的2-[18F]-A-85380用生理鹽水稀釋至2 960 MBq/L，每只大鼠經尾靜脈注入0.5 mL(1.48 MBq)2-[18F]-A-85380，1號大鼠于注藥后5 min多聚甲醛灌流固定，取出大腦，冠狀位切片，層厚2 mm，將切片整齊排列在載玻片上，切片之間保持一定距離，以便獲得清晰的影像。第2—4號大鼠分別于注藥后60、120、180 min多聚甲醛灌流固定并制備切片(制備過程同第一組)。將制備好的切片和磷屏放入專用暗匣中，將磷屏曝光30 min，掃描已曝光的磷屏，獲得完整的數字化圖像。

2 結 果

2.1產品的標記率及穩(wěn)定性

2-[18F]-A-85380的半制備HPLC分離結果示于圖4。由圖4可知：2-[18F]-A-85380的紫外吸收峰的tR和放射性吸收峰的tR分別為5.688、5.63 min，經HPLC分離收集5.5—6.5 min的餾分。

(a)——紫外峰(Ultraviolet peak)，(b)——放射性峰(Radioactivity peak)

在以聚酰胺薄膜為支持介質、生理鹽水為展開劑的體系中，2-[18F]-A-85380的Rf=0.5，游離的18F-的Rf=0.983。經測定，2-[18F]-A-85380的標記率達93%，活度濃度為51.13 GBq/L,比活度為1.512 TBq/g。

體外穩(wěn)定實驗結果表明：37 ℃下，在生理鹽水和人血清2種體系中，2-[18F]-A-85380放置2、4、6 h的放化純度均大于90%。

2.2大鼠腦切片磷屏顯影

在磷屏未飽和的前提下，磷屏影像光強度與磷屏受到的輻射成正比[7]。大鼠腦切片磷屏顯影結果示于圖5。由圖5可知：注藥后60 min的腦切片磷屏影像光強度最大，即注藥后60 min腦內分布達到最大值，此時影像清晰。丘腦部位顯像劑濃聚最多，其次為皮質，白質、腦干及小腦屬于輕度濃聚，與文獻[5]結果一致。5 min的影像顯像劑攝取較60 min時少，肉眼觀察丘腦和皮質顯像劑濃聚程度相當；120 min和180 min時，影像光強度隨射線衰變而下降，顯像劑分布仍同60 min的；120 min和180 min的影像光強度差別不大，說明該放射性配體在腦內分布穩(wěn)定，清除緩慢。

注藥時間，min：(a)——5，(b)——60，(c)——120，(d)——180A——皮質(Cortex)，B——白質(White matter)，C——丘腦(Thalamus)，D——腦室(Ventricle)，E——腦干(Brainsteam)，F——小腦(Cerebellum)1—8——從額到小腦的切片排列次序(Stands for the slices’ sequence from forehead to cerebellum)

3 討 論

近年來，磷屏顯影利用磷屏技術在放射自顯影領域發(fā)揮了自身優(yōu)勢[7]，其原理為:磷屏是由細小的BaFBr:Eu2+晶體構成的感光屏，當含放射性核素的樣品靠近磷屏時，來自樣品的輻射能激發(fā)Eu2+上的電子，使Eu2+氧化為Eu3+，BaFBr被還原為BaFBr-。這樣磷屏上就保留了來自于核輻射的信息。當用一定波長的激光束對磷屏進行掃描時，BaFBr-吸收能量釋放電子，將Eu3+還原為Eu2+，當Eu2+變?yōu)榛鶓B(tài)時，釋放出光子，這些光子經過光電倍增管轉變?yōu)殡娦盘?，計算機接收電信號后處理成磷屏影像，可以對影像進行進一步分析和定量。由于磷屏的BaFBr:Eu2+晶體對核輻射比核乳膠更靈敏，可以大大縮短曝光時間，而且該方法具有更寬的線性范圍(可以達到5個數量級) ，也不需要暗室，特別是磷屏可以反復使用，減少了廢棄物。

本工作利用磷屏顯影技術研究了2-[18F]-A-85380在大鼠腦內的分布。結果顯示，丘腦分布最高，皮質次之，白質、小腦及腦干輕微攝取，與文獻[5]結果一致。nAChR主要存在于大腦、脊髓及其它神經組織, 包括α4β2、α3βx、α2β2、α1β1δγ、α7和α8等亞型，是離子通道受體，其中90%以上為α4β2亞型。顯像結果與腦內α4β2受體分布一致，表明該放射性配體對α4β2nAChR特異性結合度高，適合nAChR顯像。本課題前期藥物分布結果顯示2-[18F]-A-85380在小鼠體內廣泛分布，主要經過肝臟和腎臟進行代謝，肝、腎的放射性攝取在注入后5 min時分別為0.243%ID/g、0.484%ID/g，180 min時則分別下降為0.022%ID/g、0.013%ID/g。注入后60 min腦中的放射性攝取達到最高值為0.145%ID/g，150 min時在腦內攝取大于其他組織器官，腦中攝取較多、清除緩慢、狀態(tài)穩(wěn)定[6]。磷屏顯像結果表明，60 min時磷屏影像光強度最大，120 min至180 min的磷屏影像光強度緩慢降低。這與前期研究變化一致。

綜上所述，2-[18F]-A-85380的制備方便、體外穩(wěn)定。產品的標記率、放化純度、比活度經檢測符合放射性藥品質量要求，適合nAChR顯像，為國內臨床應用奠定了基礎。

[1]Kendziorra K, Wolf H, Meyer P M, et al. Decreased cerebral α4β2nicotinic acetylcholine receptor availability in patients with mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease assessed with positron emission tomography[J]. Eur J Nucl Med Mol Imaging, 2011, 38(3): 515-525.

[2]Bucerius J, Manka C, Schmaljohann J, et al. Feasibility of [18F]-2-Fluoro-A85380-PET imaging of human vascular nicotinic acetylcholine receptorsinvivo[J]. Jacc Cardiovasc Imaging, 2012, 5(5): 528-536.

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[5]張赟,吳戰(zhàn)宏,李方,等. 2-[18F]-A-85380的制備與MicroPET顯像[J].同位素,2008,21(1):15-21.

[6]黃樂樂,刁堯,尹雅芙,等.煙堿乙酰膽堿受體顯像劑2-[18F]-A-85380的合成及小鼠體內分布[J].中國醫(yī)科大學學報,2013,42(9)：777-780.

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公章更換聲明

《核化學與放射化學》編輯部自2015年1月1日起，啟用新刻制的公章，原公章將不再使用。

特此聲明！

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Radiosynthesisof2-[18F]-A-85380and
PhosphorScreenImagingonRats

HUANG Le-le1, DIAO Yao2, ZHANG Da-long1, YIN Ya-fu1,*, LI Ya-ming1

1.Department of Nuclear Medicine, The First Affilliated Hospital,
China Medical University, Shenyang 110001, China；
2.Center of Experiment and Technology, China Medical University, Shenyang 110001, China

2-[18F]-A-85380; nAChRs; rats; phosphor screen imaging

2013-11-07；

2014-07-24

國家自然科學基金資助項目(81000623)；遼寧省科學技術計劃資助項目(2013225049)

黃樂樂(1987—)，女，甘肅天水人，碩士，影像醫(yī)學與核醫(yī)學專業(yè)

*通信聯系人：尹雅芙(1975—)，女，遼寧沈陽人，博士，教授，核醫(yī)學專業(yè)，E-mail: yinyf-2001@163.com

R817

A

0253-9950(2014)06-0369-05

10.7538/hhx.2014.36.06.0369