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Präparation und Qualitätskontrolle von Fluor-18-markierten Radiopharmaka für das PET-Imaging

Jagenbrein, Martin (2009) Präparation und Qualitätskontrolle von Fluor-18-markierten Radiopharmaka für das PET-Imaging.
Diplomarbeit, Universität Wien. Fakultät für Chemie
BetreuerIn: Keppler, Bernhard

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URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29952.88859.761269-9
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Abstract in Deutsch

Die vorliegende Diplomarbeit widmete sich der Evaluierung physikalischer und chemischer Parameter verschiedener Radiofluorierungs-Methoden an Molekü-len von großem Interesse für die klinische Forschung. Weiters sollten die entsprechenden Synthesen bis hin zu ihrer klinischen Anwendung entwickelt werden, was die Aufstellung verlässlicher Methoden der Qualitätskontrolle beinhaltet, um eine möglichst hohe Reinheit des Produktes zu gewährleisten. In diesem Sinne wurden daher auch Methoden zur Formulierung pharmakologischer Wirkstoffe, wie in der nuklearmedizinischen Praxis üblich, angewandt. Fluor-18 wurde als Zyklotron-Produkt über das medizinische Zyklotron der medizinischen Universität Wien in seiner anionischen Form in wässeriger Lösung erhalten. Entsprechend den Standard-Methoden in der Radiochemie wurde dieses direkte Produkt weiter prozessiert, um zwecks besserer Zugänglichkeit der anionschen [18F]F¬¬¬¬¬¬¬--Spezies für Reaktionen mit organischen Molekülen diese durch Zufügen von Kryptand[2.2.2]-komplexiertem K+ als Gegenion in organische Phasen zu transferieren. FET ist eine Fluor-18 markierter Aminosäure, die in der Positronenemissionsto-mographie für die Tumor-Diagnostik im Nervensystem Verwendung findet. Vom radiochemischen Standpunkt aus besteht der Hauptschritt der Synthese in einer Fluorethylierung, ein Beispiel für die allgemeine Markierungs-Methode der Fluoralkylierungen, einer wichtigen Methode in der Radiochemie. Altanserin ist ein Ligand für den 5HT2A-Rezeptor, ein Rezeptor-Subtyp des serotonergen Systems. Da das Molekül selbst bereits eine Fluoratom enthält, das direkt an einen der aromatischen Ringe gebunden ist, besteht der kritische Reaktionsschritt in einer nukleophilen Fluorierung mit dem vergleichsweise schlechten Nukleophil F-, ausgehend von einem Precursor, der statt des Fluors die stark elektronenziehende Nitrogruppe enthält. FE@SUPPY:11 und FE@SUPPY:21 sind Ester des Moleküls FE@SUPPY, ein Ligand für den A3-Rezeptor-Subtypen des purinergen Systems. Letzteres Mole-kül, das sowohl eine Thiocarboxy- als auch eine Cyrboxy-Gruppe enthält, soll mit einem Halogen-Derivat von [18F]Fluorethan verestert werden. Die Ergebnisse der Theorie über harte und weiche Säuren und Basen beachtend wird die Reaktion in Richtung des Thiocarbonsäureesters gelenkt, indem 1-[18F]Fluor-2-Iodethan (FIE) als Alkylierungsagens verwendet wird. Zusätzlich werden die Reaktionsausbeuten bei Verwendung unterschiedlicher Alkalimetalliodide für die Herstellung des FIE evaluiert. Als Ergebnis konnte die Produktion von FET in einem Maße standardisiert wer-den, das seine Routine-Produktion in der klinischen Anwendung erlaubt. Außer-dem konnten wichtige Parameter für die Produktion von [18F]Altanserin und FE@SUPPY:21 evaluiert werden, um eine weitere Entwicklung dieser Synthe-sen für ihre jeweiligen Anwendungen zu gewährleisten.

Schlagwörter in Deutsch

F-18 / PET / Altasnerin / FET / Suppy / Radionuklid

Abstract in Englisch

The present diploma thesis focused on the evaluation of several physical and chemical parameters of different radio fluorination procedures using molecules of high interest in clinical research. Additionally, the respective synthesis should be fully developed for clinical application, hence including the setup of reliable procedures for quality control assuring the highest possible purity of the obtained product. Thus, techniques for the formulation of pharmacologically active sub-stances as established for nuclear medical applications had to be adopted. Fluorine-18 was obtained as a cyclotron product from the medical cyclotron of the medical university of Vienna in its anionic form in aqueous solution. Following standard procedures in nuclear chemistry, this direct product was further treated for better accessibility in reactions with organic molecules by transferring the ani-onic [18F]F- to organic phases by adding Kryptand[2.2.2] complexed K+ as counte-rion. FET is a fluorine-18 labelled amino acid used in positron emission tomography for diagnosis of tumours especially in the brain. From a radiochemical point of view, the main step of the synthesis includes a fluoroethylation, thus providing a special example for the more general type of fluoroalkylations, an important radio labelling strategy in medicinal nuclear chemistry. Altanserin is a ligand for the 5HT2A receptor, a receptor subtype of the seroton-ergic system. As the molecule itself contains a fluorine atom directly bound to one of its aromatic rings, the critical step in the radiosynthesis of [18F]altanserin is a nucleophilic fluorination with the rather bad nucleophile F¬-, starting from a precursor having substituted the strongly electron withdrawing nitro group for the fluorine. FE@SUPPY:11 and FE@SUPPY:21 are single ester derivates of the molecule FE@SUPPY, a ligand for the A3 receptor subtype of the purinergic system. The last containing both a thiocarboxy and a carboxy group is to be esterified with halogen derivate of [18F]fluoroethan. Using conlusions from the theory of hard and soft acids and bases the reaction is conducted versus the thiocarboxyl ester using 1-[18F]fluoro-2-iodoethan (FIE) as fluoroalkylation agent. Moreover, reaction yields have been evaluated by using different alkali metal iodides for the preparation of FIE. As a result, the production of FET could be standardized for the routine produc-tion for clinical application. Furthermore, important parameters for the production of [18]altanserin and FE@SUPPY:21 could be evaluated for further developing the syntheses for their relative applications.

Dokumentenart: Hochschulschrift (Diplomarbeit)
AutorIn: Jagenbrein, Martin
Titel: Präparation und Qualitätskontrolle von Fluor-18-markierten Radiopharmaka für das PET-Imaging
Umfangsangabe: 84 S. : Ill., graph. Darst.
Institution: Universität Wien
Fakultät: Fakultät für Chemie
Publikationsjahr: 2009
Sprache: ger ... Deutsch
BetreuerIn: Keppler, Bernhard
BeurteilerIn: Keppler, Bernhard
Klassifikation: 35 Chemie > 35.15 Radiochemie
AC-Nummer: AC08102891
Dokumenten-ID: 5605
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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