HPLC 法在 PET 显像剂分析中的应用

作者:依利特

来源:技术专员 时间:2025-09-25 14:22:08

1、简介

2、PET 系统组成部分

PET 装备硬件部分由 PET 扫描架、探测器环、电子线路和计算机系统、图像工作站组成。软件部分包括图像重建和图像处理系统。

3、PET-CT 设备

PET-CT 设备是 PET 和 CT 的强强联合,PET 因 CT 的加入提高了对病灶准确定位;CT 因与 PET 结合,病灶定性诊断能力大幅提高;还因 CT 所起的衰减校正作用,PET 检查时间大幅度缩短,对指导肿瘤和心脏、脑部疾病的诊治极具优势。

2011-2015 年的年均 PET-CT 增量达到近 30 台,高于 2008-2011 年的年均 13 台。公立医院配置的限制进一步提升,比如床位、科室、流量等指标均有明确要求。而社会资本办医机构的要求正在放宽,卫计委 2011-2015 年规划明确提出支持非公立医疗机构合理配备大型医用设备;地方层面,过去上海、浙江、江西、河南已经有支持独立影像中心的政策出台,预计未来仍会多省市陆续出台。

正是 PET-CT 在部分领域的独特效用,国内装机数量不断增长。根据相关普查情况,自本世纪初西安万杰长信医院(现已更名 “长安医院”)购买了中国大陆第一台 PET-CT 设备,中国 PET-CT 的数量已经增长到 2014 年的 257 台,年均复合增长率超过 30%。

截至 2015 年 6 月,全国三甲医院总数量为 705 家,根据新的《2014 年全国核医学现状普查简报》显示数据,全国约 190 家医疗机构拥有 PET 设备,仅约 27% 的三甲医院拥有 PET 设备,即使是在三甲医院方面,PET 设备的配置比例也较低。

从保有量看,丹麦每百万人口 PET-CT 保有量高,达到 5.61 台 / 每百万人,相比之下中国只有 0.18 台 / 每百万人,排名靠前的 10 个国家中,少的芬兰也有 1.86 台 / 每百万人,设备数量方面有 10 倍多的提升空间。

近年来随着技术突破,国内部分公司也研发成功 PET-CT,主要有东软集团、上海联影、锐视康、中惠医疗、大基医疗等公司。但国产 PET-CT 在影像清晰度、性能稳定性、操控性等方面对比进口产品还有较大差距,需要进一步改进。未来国产设备大规模上市,有望降低检查费用,加速下游服务市场增速。

4、我们的机会

因行业的进入门槛高,产业链相对简单,即上游 PET-CT 设备和配套试剂,其中配套试剂按照自备和外购分为两种方式,如果自备的需要回旋加速器。下游是影像服务市场:三级医院和独立影像中心。

对我们来讲,配套试剂 FDG 注射液的制备纯化和纯度分析需要用到液相色谱,而 FDG 注射液目前主要是国内公司占据主要市场份额,PDB 数据库显示南京江原、原子高科、安盛科兴基本占据全部市场。其中原子高科的市场占有率高,达到近 80%,主要归功于其市场布局较为完善,价格低于安盛科兴。

5、\(^{18}\text{F}\)-FDG 的制备纯化

制备方法有亲电加成反应和亲核取代反应,包括固相亲核氟化反应和液相亲核氟化反应。水解分为盐酸水解和氢氧化钠水解。

1) 亲核取代法的合成流程(Kry2.2.2 催化法)

氨基聚醚 2.2.2(Kry2.2.2)催化法是目前首选并广泛使用的方法,其流程如下:

a) He 加压将含有\(^{18}\text{F}\)的靶水从靶室内传出,使其通过预先活化的 Sep-pak QMA 柱而捕获\(^{18}\text{F}^-\);

b) 用含 3.0mg \(K_2CO_3\)和 10.0mg Kry2.2.2 的洗脱液 1.0ml 洗脱\(^{18}\text{F}^-\)到反应瓶中;

c) 将反应瓶在 115℃的油浴中加热蒸干,然后,加入乙腈再蒸干;

d) 将 20~30mg 三氟甘露糖(Mannose triflate)溶解于 1ml 乙腈,并加入到反应瓶中;

e) 将反应瓶置于 110℃的油浴中 5min,使其进行亲核氟代反应,生成四乙酰基 - 2-\(^{18}\text{F}\)-2 - 脱氧葡萄糖(1.3.4.6-tetra-O-acetyl-2-deoxy-2-[\(^{18}\text{F}\)] fluoro-D-glucose);

f) 吹入\(N_2\),吹干反应瓶中的乙腈;

g) 在反应瓶中加入 1mol/L HCl 溶液 2ml,在 115℃的油浴中加热,水解去掉乙酰保护基(AcO-);

h) 向反应瓶中加入碱性磷酸盐缓冲液终止水解反应,并使溶液 pH 为中性;

i) 加压将反应瓶中所有溶液通过 C18 反相柱、\(Al_2O_3\)柱及 0.2μm 微孔滤膜而收集到产品瓶中,得到可供注射的\(^{18}\text{F}\)-FDG 溶液。

2) 亲电取代法的合成流程

亲电氟化试剂较多,现以\(^{18}\text{F}\)-CH₃COOF 为亲电氟化试剂合成\(^{18}\text{F}\)-FDG 的方法为例:

a) 将含有\(^{18}\text{F}_2\)的靶气体从靶室内传出,进入装有 0.010ml 液氨和 12~15ml 冰乙酸的玻璃起泡器中,得到\(^{18}\text{F}\)-CH₃COOF,并用 KI-Na₂S₂O₃滴定法测定\(^{18}\text{F}\)-CH₃COOF 的化学产量;

b) 在\(^{18}\text{F}\)-CH₃COOF 溶液中加入含 25~30mg 3.4.6 - 三乙酰 - D - 葡萄糖醛(TAG)的冰乙酸溶液 1ml,然后加热蒸干;

c) 加入 2mol/L HCl 3ml,120℃加热 10~15min;

d) 加入 10mg 活性炭,并加热蒸干;

e) 加入 3ml 乙腈水溶液(0.3% H₂O),混合后,使该混合物通过硅胶柱(0.75×10cm),然后用相同的乙腈水溶液淋洗,弃去前面收集的 6.5ml 洗提液,收集以后的洗提液 15ml;

f) 将 15ml 洗提产物溶液蒸干,加入 1ml 无热源 H₂O,再次蒸干;

g) 加入无菌无热源生理盐水,溶解后,用 0.2μm 微孔滤膜过滤除菌并收集于产品瓶中,得到可供注射的\(^{18}\text{F}\)-FDG 溶液。

制备纯化过程中:C18 柱是为了除去残余的\(^{18}\text{F}^-\),而中性\(Al_2O_3\)柱主要功能是除去部分未水解的\(^{18}\text{F}\)-FDG-OAc₄。

  • 6、纯度分析

    \(^{18}\text{F}\)是载于美国药典的第一个 PET 放射性药物,需要对放射性核纯度、化学纯度、放射化学纯度、比活度等质量指标进行控制,同时需要对合成反应的副产物含量进行控制,而液相色谱法是进行\(^{18}\text{F}\)-FDG 化学纯度分析的好方法。

    1) \(^{18}\text{F}\)-FDG 化学纯度检测

    • 色谱条件:

    2) \(^{18}\text{F}\)-FDG 放射化学纯度检测方法

    • 色谱条件:
    注意:在乙腈水溶液洗脱的反相氨基柱法中,为了起排代作用,在洗脱液中加入一定量的 NaF,才能有效地将 [\(^{18}\text{F}\)] 氟化物分离并从该柱上洗脱下来。

    3) \(^{18}\text{F}\)-FDG 溶液注射液中氨基聚醚的含量检测

    • 色谱条件:流动相:50mmol/L 乙酸铵:乙腈 = 50/50色谱柱:C18 5µm 3.9×150mm流速:0.5mL/min检测波长:210nm
    • 参考文献:赵岩,王晓静等。高效液相色谱法测定\(^{18}\text{F}\)-FDG 注射液中氨基聚醚的含量【J】. 同位素,2012,25 (3):171-174.

    4) 脑血流显像剂原料盐酸双半胱乙酯的含量分析

    • 色谱条件:流动相:乙腈 / 水(磷酸调 pH=6.5)=5/95色谱柱:SinoChrom ODS-BP 5µm 4.6×250mm流速:1.0mL/min检测波长:200nm进样量:10µL
    • 色谱图:(图注:信号值 [AU] 随时间 [min] 变化曲线,时间范围 0-8min,信号值范围 0.0-1.0AU,关键节点:2min(0.2AU)、4min(0.8AU)、6min(0.6AU)、8min(0.1AU))

    显像剂纯度检测方法汇总表

    7、放射性检测器

    高效液相放射性检测器也称为 HPLC 高效液相在线 γ 计数仪,能为放射药物研发、单克隆抗体标记、环境分析及 PET 化学提供时代的、可靠的 HPLC 检测。在代谢产物研究、放药纯度测量以及 HPLC 检测中,HPLC 在线放射性检测器 - Flow-Count TM 的探测池能够提供不同活度范围的检测。

    仪器类型:计量 / 剂量率仪

    仪器型号:Flow-Count

    品牌:美国 BIOSCAN 公司



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    上述内容为《HPLC 法在 PET 显像剂分析中的应用》核心摘要,完整 PDF 文档包含以下关键内容,点击链接即可获取:高清原图包:PET-CT 装机量趋势图、各国保有量对比图、盐酸双半胱乙酯色谱图等完整图谱(含数据标注细节);制备优化指南:\(^{18}\text{F}\)-FDG 亲核 / 亲电取代法的详细操作视频、柱纯化参数调试技巧;检测器应用手册:Flow-Count 放射性检测器的校准步骤、与 HPLC 系统的联动设置;行业数据报告:2015 年后 PET-CT 设备市场增量、FDG 注射液自制 / 外购比例统计。

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