Jelzett vegyületek elválasztás-technikája. Elıadó: Dr. Jószai István. Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Nukleáris Medicina Intézet

Szilárd anyagok eltávolítása oldatokból. Szőrés, centrifugálás. Extrakció. Extrakció. SPE, SPME technikák, szuperkritikus fluid extrakció. extrakció. Ioncsere. Megoszlási egyensúlyok befolyásolása komplexképzıkkel.

Jelzett vegyületek elválasztás-technikája Elıadó: Dr. Jószai István

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Nukleáris Medicina Intézet

Az elıadás vázlata

Elméleti áttekintés

Szőrés, extrakció, SPE jelzett vegyületek elıállítása során

Alkalmazott technikák, berendezések

2

Szilárd anyagok eltávolítása oldatokból. Szőrés.

Dr. Lázár István: Elválasztástechnika, Debreceni Egyetem, 2007.

3



4



5



6



7

Szilárd anyagok eltávolítása oldatokból. Mikroszőrés. Mikroszőrés.


8



9

Szilárd anyagok eltávolítása oldatokból. Centrifugálás.


10



11



12



13



14

Extrakció


15

Extrakció


16

Extrakció


17

Extrakció


18

Szuperkritikus fluid extrakció - SFE Extrahálószerkén szuperkrtikus fluidok, általában CO2 vagy etanollal/metanollal módosított CO2 használatos. A CO2 kritikus paraméterei: 31°C, 74 bar. Az extrakció szelektivitását a CO2 nyomás és hımérséklet értekekkel lehet változtatni. A szuperkritikus fludban nagyobb a komponensek diffúziója, így az extrakció is gyorsabban valósítható meg. Ezt elısegíti továbbá a felületi feszültség hiánya és az alacsony viszkozitás. Hátrány: magas költségek.

19

http://en.wikipedia.org/wiki/Supercritical_fluid_extraction

[11C]metionin szintézis - szőrés N2 + 0,2% O2

Besugárzás 14 N(p+,α)11C → 11CO2

11

CO2 elválasztása a target gázból

H2

GE PETtrace ciklotron

GE MeI Microlab Waste1

Az alkilezési folyamat szobahőmérsékleten megy végbe 2 perc alatt.

11

CO2 átalakítása 11 CH4-ná He, I2

A11CH4 konvertálása 11 CH3I-dá

He Waste2

He

A 11CH3I reagáltatása az L-homociszteinnel

0,9 % NaCl oldat

A reakcióelegyet szilárd az A12O3/KF-tól szűréssel távolítják el. Szűrő: Millex LCR membrán szűrő.

Metionin panel Waste3

He

A 11C-metionin tisztítása (Sep Pak patronok) He

A 11C-metionin steril szűrése és letöltése

A [11C]CH3I 0°C-on az A12O3/KF (10 mg) 500µL oldatában csapdázták + 1.5x10 -3 mol/L L-homocisztein absz. etanolban.

Osztóberendezés

A szűrlet C-18 Sep-Pak és alumina Sep-Pak Szűrőn vezetik át kémiai- és radiokémiai tisztítás céljából. Végső folyamatlépés: formulálás 1,3 ml 10%-os NaCl oldattal.

F. Schmitz et al. AppL Radiat. Isot. Vol. 46, No. 9, pp. 893-897. 1995

20

[11C]metionin szintézis - szőrés


21



22



23

Nonenzymatic radiolabeling of protein by 32P-containing nucleotides

Martin C. Schmidt and Michelle M. Hanna, Volume 194, number 2 FEBS 3229 1986

24

Szilárd fázisú extrakció - SPE Az SPE technikát széleskörően alkalmazzák az analitikai laboratóriumokban minta-elıkészítés céljából, illetve radiojelzések alkalmával a reakcióelegyek tisztításához. A célanyagot akár összetett mátrixokból is sikeresen ki lehet nyerni. A módszer elınyei: gyors és egyszerő (nincs szükség preparatív HPLC-re) (<30perc), könnyő a technikai megvalósítása, automatizált folyamatokhoz kiválóan alkalmazható, kis térfogatú oldatokkal lehet dolgozni, nincs keresztszennyezıdés az egyszer használatos oszlopok miatt, megbízhatóság. Az SPE alkalmazása során 4 munkalépésre kell számítani: a) a töltet oldószerrel való kondicionálása és nedvesítése b) a minta elegy átszőrése a tölteten (ideális esetben a célanyag és néhány szennyezı kötıdik meg) c) a töltetet megfelelı oldattal átmossuk a fennmaradt szennyezık eltávolítása céljából. d) a célanyag lemosása a kívánt eluenssel Különbözı típusú szorbensek elérhetıek az SPE számára, amelyekkel ioncserén, hidrofób- vagy hidrofil kölcsönhatáson alapuló elválasztáson lehet megtisztítani a reakcióelegyet. Hátránya: alacsony szelektivitás, sok esetben a célanyaggal más szennyezık is le eluálódnak.

htpp://www.polyntell.com

25

Szilárd fázisú extrakció - SPE


26



27



28



29



30



31



32



33



34



35

SPE elválasztás a 18F[FDG FDG]] szintézisében

36

18F

elıállítás

18F

Production in Cyclotron Célanyag: (18O)H2O 18O víz mennyiség: ~1.5 mL/target Besugárzási idı: 2 óra Ciklotron energia: 16.5 MeV Elıállított18F aktivitás: ~6500 mCi EOB Magreakció: 18O (p, n) 18F

37

18F[FDG FDG]]

szintézis két lépésben

38

SPE szerepe a nukleofil 18F–-ion elıállításában

Vizes oldatban a fluorid-ion nagyon gyenge nukleofil tulajdonsággal rendelkezik. Ennek növelése céljából aprotikus oldószereket használnak a víz a lehetı legnagyobb mértékő kizárásával, illetve fázis transzfer katalizátort alkalmaznak a fluorid oldhatósága növelése céljából. 39

Pharmaceutical Radiochemistry (I): Fluorine-18 Radiochemistry: Theory and practice, Scintomics, 2010

40

18F–-ion

SPE elválasztása QMAQMA-n

Pharmaceutical Radiochemistry (I): Fluorine-18 Radiochemistry: Theory and practice, Scintomics, 2010

18F–-ion

41

SPE kinyerése szintézis

panelen

42

A szintézis panel vezérlı felülete

43

Bepárlás/oldószercsere a nukleofil 18F–jelölésben

A köztitermék védıcsoportjainak savval vagy lúggal való lehasítását vizes közegben kell megvalósítani. A reakcióközegként használt acetonitriltıl elpárologtatással szabadulnak meg. A bepárlást 90ºC-on valósítják meg. 44

[18F]FDG szintézise FDG injekció gyártásának technológiai folyamatábrája 2006 Elúció Hélium K222 K2CO3 H2O MeCN

H218O Hélium 18 F H218O

Ciklotron Target (p+;n0)

Hélium K222 H2O MeCN 18 F K+

Hélium H218O

Gyártó panel QMA oszlop (18Fmegkötés)

Hélium Vízmentes MeCN TATM Hélium

Hélium

Hélium 1M HCl Hélium

Alumina

Reakcióedény Bepárlás I. 70 Co 60 s

Bepárlás II. 105 Co 160 s

Szubsztitúció 85 Co 60 s

Bepárlás III. 105 Co 50 s

Hélium H2O MeCN

Hélium H2 O MeCN

Tisztítás Hélium, K222, H2O, 18 F-FDG, F,HCl, TATM, TA-18FDG, AG– 11– A8 oszlop

Hidrolízis 121 Co 210 s

10%-os NaCl injekció Alumina oszlop

QC minták Diagnosztikai Termék

C18 oszlop

Letöltés Steril szűrés 0,22µm

Gyüjtőedény

Dozirozó Hígítás fiziológiás sóoldattal

C-18 cartridge

45

[18F]FDG szintézise – SPE tisztítás hatékonysága

46

18F

Radiojelzés SPE oszlopon

ISRS2013, JEJU, 2013.05.12-19.

18F

47

Radiojelzés SPE oszlopon

ISRS2013, JEJU, 2013.05.12-19.

48

11C

Radiokémia – SPE oszlopon

ISRS2013, JEJU, 2013.05.12-19.

11C

49

Radiokémia – SPE oszlopon

F. Lodi et al. / Nuclear Medicine and Biology 39 (2012) 447–460

50

[11C]Kolin szintéz intézis is SPE oszlopon


51

[11C]Kolin szintéz intézis is panel

DEOEC Nukleáris Medicina Intézet, C-11 Kolin CTD beadvány

52

[11C]Kolin szintéz intézis is folyamatábrája


53



54



55

[11C]Metionin szintéz intézis isee SPE oszlopon


56

[11C]Metionin szintéz intézis is folyamatábrája

DEOEC Nukleáris Medicina Intézet, C-11 Metionin CTD beadvány

57

[11C]Metionin szintéz intézis is modul

2. 11C-metionin előállító panel részei: 2.1 2,5 ml-es steril, egyszerhasználatos fecskendő: a prekurzort (L-homocisztein, 2 mg) tartalmazza, segédanyag: 20 mg KF/Al2O3, oldószer: 1 ml absz. etanol. A fecskendő dugattyúját eltávolítjuk, helyette 100 mikronos szűrőt helyezünk be. 2.2 20 ml-es steril, egyszerhasználatos fecskendő: 9 ml fiziológiás sóoldatot tartalmaz, dugattyú nélkül. 2.3 Tisztító oszlopok: Alumina és C18 oszlopok a melléktermékek megkötésére. 2.4 Termékgyűjtő üvegedény: a tisztított termék gyűjtésére, ahonnan steril szűrőn át a termék ampullába kerül. DEOEC Nukleáris Medicina Intézet, C-11 Metionin CTD beadvány

58



59



60

[11C]Metionin szintéz intézis is lépései


61

[11C]Acetát szintéz intézis isee SPE oszlopon


62

[11C]Acetát szintéz intézis isee folyadék folyadék--folyadék extrakcióval

V. PIKE et al., Remote-controlled preparation of [11C]acetare, /Int. J. Appl. Radiat. Isot. Vol. 35, No.7. pp. 623-627. 1984

63

[66Ga] Ga]Oxine szintéz intézis isee folyadék folyadék--folyadék extrakcióval

64

[11C]Acetát szintéz intézis isee folyadék folyadék--folyadék extrakcióval

V. PIKE et al., Remote-controlled preparation of [11C]acetare, /Int. J. Appl. Radiat. Isot. Vol. 35, No.7. pp. 623-627. 1984

65

A szintézis panel vezérlı felülete

66

Ioncsere A legelterjedtebb szeparációs módszer a radiokémiában, mivel gyors és szelektív. Szintetikus szerves gyantákat alkalmaznak az ioncserére. Az adszorbeálódott radioaktív izotópok megfelelő oldatokkal leszoríthatók a gyantáról. A gyanták az ioncserés technikáknál jól ismert kereszthálós szerkezetű polisztirén megfelelő funkciós csoportokkal ellátva. A kationcserélők pl. Dowex 50 csoportokat tartalmaz, ahol a kationok a H+-ionokat cserélik le. Az anion cserélők esetében Dowex 1 a kvaterner amin csoportokhoz kapcsolódik a radioaktív ion, miközben a klorid-ionok az oldatba jutnak. A gyanták ioncserés kapacitása 3-5 meq/g. A radioaktív izotópok a hidratált szféra sugarának nagysága szerint eluálódnak a gyantáról. Az eluálószer komplexképzőket tartalmazhat, a fémmel alkotott komplexek oldhatósági különbségen alapulva válnak el a gyantán. Ábra: α-hidroxibutilsav komplexépző.

67

Extrakció - komplexképzés

K. Kumri´c et al. / Separation and Purification Technology 51 (2006) 310–317

68

Jelzett vegyületek elválasztás-technikája. Elıadó: Dr. Jószai István. Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Nukleáris Medicina Intézet

Recommend Documents