国产氟多功能模块合成雌激素受体显像剂16α－［18F］氟－17β－雌二醇

孙传金，朱 虹，方可元

（1.南京军区南京总医院 核医学科，江苏 南京 210002；2.南京军区南京总医院 回旋加速器中心，南京江原安迪科正电子研究发展有限公司，江苏 南京 210002）

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，易发生转移，全世界每年约有135万妇女发病，并呈现出数量逐年上升且年轻化的趋势，严重影响妇女身心健康，并危及生命［1－2］。临床研究发现，雌二醇是通过与雌激素受体（Estrogen Receptor，ER）结合而发挥作用致病的，乳腺癌患者ER 若呈阳性，则可行内分泌治疗。免疫组化可检测组织标本的ER 表达，但有一定的局限性，其反映的只是所取病灶样本的ER 免疫活性，不一定反映该部位的ER 生物活性，更不能反映全身的情况［3］。16α－［18F］氟－17β－雌二醇（18F－FES）是雌二醇类衍生物的放射性配体，其PET／CT 显像能灵敏、准确、定量、无创伤地对原发病灶及转移病灶同时显像，可反映体内ER 表达水平、分布、密度变化及活动状态等方面的信息，这些信息对评价乳腺癌状况，预测内分泌治疗以及化、放疗等响应程度，预后评估等有重要作用。可为乳腺癌患者个性化治疗提供评价方法［4－5］。

国外相关文献［6］报道，18F－FES的合成方法有两种，一种是基于前体3，16β－二（三氟甲基磺酰）－1，3，5（10）雌甾三烯－17－酮的合成方法，该方法为低温反应，条件苛刻、产品纯化过程复杂，不适用于实验室模块化合成。另一种是以3－甲氧基甲基－16，17－O－磺酰基－表雌三醇－O－环状砜（3－O－（Methoxymethyl）－16，17－O－sulfuryl－16－epiestriol，MMSE）作为前体的合成方法［7－8］，该方法的特点是反应快、反应条件易控制，适用于实验室模块化合成。本研究拟在国产氟多功能合成模块上，参考文献［7－8］的方法，以MMSE 为前体合成18F－FES。

1 主要试剂与仪器

1.1 主要试剂

3－甲氧基甲基－16，17－O－磺酰基－表雌三醇－O－环状砜（3－O－（Methoxymethyl）－16，17－O－sulfuryl－16－epiestriol，MMSE）：ABX 产品；标准品FES：ABX产品；无水乙腈：Sigma－Aldrich 产品；氨基聚醚（Kryptofix 2.2.2，K2.2.2）：ABX 产品；乙醇：Merck 产品；甲醇：国产色谱纯；light QMA、Sepak中性三氧化二铝柱：Waters公司；其他试剂均为国产分析纯。

1.2 主要仪器

TR19型回旋加速器：加拿大EBCO 公司；PET－MF－2V－IT－I型国产氟多功能合成模块：北京派特生物技术有限公司；高效液相色谱：美国Alltech公司；FC3200型放射检测器：美国Bioscan公司。

2 实验方法

2.1 18F－FES的合成

2.1.118F－FES 合成原理

18F－FES的化学合成工艺路线图［7］示于图1。反应历程主要包括前体MMSE 的亲核氟化反应和水解反应。

2.1.218F－FES 合成流程

PET－MF－2V－IT－I型国产氟多功能合成模块合成示意图示于图2。参考文献［7－8］报道的方法，结合国产氟多功能合成模块的结构，设计18F－FES在国产氟多功能模块上的合成流程。

图1 18F－FES化学合成工艺路线图

图2 PET－MF－2V－IT－I型氟多功能合成模块示意图

1）重氧水加入加速器靶中，经18O（p，n）18F反应生成18F－，经传输管道将18F－转移至合成模块，最终被捕获于QMA 柱上。

2）用1号瓶中的淋洗液（4mgK2CO3及17mg K2.2.2溶于1.3mL 乙腈及0.2mL水中）将QMA 柱上的18F－淋洗到反应管中；将反应管内的液体在通氮气的情况下，于115℃蒸干，除去溶剂。

3）将2号瓶中的2 mL 无水乙腈加入到反应管中，并于通氮气的条件下，于115℃蒸干，完全除去水分。

4）将3号瓶中的1mgMMSE前体溶于1mL无水乙腈中，将溶液加入到反管中，并于105℃反应15min，进行氟化反应，反应结束后冷却反应管。

5）4号瓶内的试剂（0.8mL 1mol／L 盐酸溶于7.2mL 乙腈）分三次加入到反应管中，并分别于105℃下反应6min，最后通氮气，于115℃下蒸去溶剂。

6）将5号瓶中的5mL流动相（为50%乙醇溶液（V（乙醇）∶V（水）＝50∶50），流速为5mL／min），加入到反应管中清洗，再经Al2O3柱后进入到G0转移瓶中。

7）将粗品装载于LOOP 环中，启动HPLC进行纯化，纯化柱为Alltima C18柱（250mm×10.0mm，10μm），收集380～440s放射性产品，经无菌滤膜过滤后，以生理盐水稀释至产品中乙醇浓度低于10%，即得18F－FES溶液。

2.2 18F－FES鉴定

采用HPLC分析18F－FES的放化纯度，并进行紫外吸收扫描，将结果与参考文献［7－8］结果及标准品紫外吸收图谱结果相比较，鉴定18F－FES。

2.3 18F－FES质量检测

物理特性：目测法观察18F－FES 溶液外观、颜色和澄清度。化学特性：用pH 试纸测量其pH；采用HPLC测定18F－FES放化纯度，流动相为甲醇水溶液（V（甲醇）∶V（水）＝60∶40），流速2 mL／min，层析柱为C－18（Waters C18，10μm，250 mm×4.6 mm），紫外波长为284nm。放射检测器为FC3200。

2.4 体外稳定性检测

18F－FES溶液室温放置，分别于1、2、3、4、6h后采用HPLC法测定其放化纯度。

3 结果与讨论

3.1 18F－FES产率

采用79GBq18F－和1mg MMSE前体在国产氟多功能合成模块密封体系中自动化合成18F－FES，最终得到18F－FES 产量为6.4 GBq。不校正合成效率为8.2%，校正合成效率为12.8%，比活度为0.165TBq／g，合成时间约为70min。

3.2 18F－FES鉴定

纯化后的18F－FES在284nm 处的紫外谱吸收峰图谱示于图3。由图3可以看出，18F－FES保留时间约为10min，此结果均与文献［7－8］及标准品一致，初步鉴定合成产物为18F－FES。

图3 18F－FES在284nm 处紫外吸收峰图谱

3.3 18F－FES质量检测

18F－FES溶液为无色透明，pH6～7。HPLC纯化后的放化纯度示于图4。图4 中未见其他杂质峰。根据图4可计算得，18F－FES溶液放化纯度大于98%。

3.4 18F－FES体外稳定性

18F－FES溶液在室温下放置1、2、3、4、6h后，放化纯度未见明显变化，仍大于98%，表明18F－FES体外稳定性良好。

图4 18F－FES的HPLC图谱

4 小 结

综上所述，采用国产氟多功能模块可以合成18F－FES：采用79GBq18F－和1mg MMSE前体可合成6.4GBq18F－FES。不校正合成效率为8.2%，校正合成效率为12.8%，比活度为0.165TBq／mol，合成时间约为70min；18F－FES产品的放化纯度大于98%，并且体外稳定性良好。

18F－FES合成的关键步骤是前体MMSE的亲核氟化反应和水解反应。其中试剂的含量及浓度和反应的温度及时间为主要影响因素。本研究18F－FES合成效率较低。原因可能有以下几个方面：1）前体用量偏少，Oh 等［9］的研究发现，18F－FES的产率与前体MMSE的用量有关，随着用量的增加，从1、2、5到10 mg，产率逐渐提高到20%、45%、55%、68%；2）由于乙腈的沸点为82℃，氟化反应时温度要升高到105℃，所以反应体系必须保持密封。若反应体系的密封性不好，则成为开放体系，温度升高到105℃会导致乙腈沸腾，急剧挥发，影响氟化效率；3）酸水解反应过程易形成副产物，即18F－FES的降解问题，因此严格控制水解条件非常关键。操作中应严格控制该过程的反应温度及反应体系的体积，以防温度过高造成体系被蒸干，影响产率。18FFES的降解与反应温度、时间和水的含量均有关系，温度高、时间长及水含量大均容易导致18F－FES降解［10］。通过以上对合成产率影响因素的分析，若进一步优化反应条件，现有的合成收率应可以得到提高。

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