核医学(PETCT显像剂.doc

PET显像剂的种类显像剂类型核素显像剂用途血流灌注型13N13N-NH3 H2O心、脑血流测定15O15O-H2O脑血流测定15O15O-CO2血流测定15O15O-正丁醇 血流量测定82Rb82RbCl心肌血流量测定62Cu62Cu-Cu(PTSM)心、脑血流量测定代谢型18F18F-FDG葡萄糖代谢18F18F-FET氨基酸代谢18F18F-FPT氨基酸代谢18F18F-FEMET氨基酸代谢11C11C-MET氨基酸代谢11C11C-乙酸盐脂肪酸代谢11C11C-棕榈酸盐脂肪酸代谢11C11C-胆碱胆碱代谢11C11C-胸腺嘧啶核酸代谢18F18F-氟代甲基胆碱胆碱代谢18F18F-氟代乙基胆碱胆碱代谢18F18F-FLT细胞增殖18F18F-FMISO乏氧显像18F18F-FETNIM乏氧显像18F18F-NaF骨血流与骨盐代谢15O15O-O2氧代谢结合型11C11C-CIT多巴胺转运蛋白显像11C11C-SCH2339多巴胺D1受体显像11C11C -Raclopride多巴胺D2受体显像11C11C-MSP多巴胺D2受体显像11C11C-McN56525-羟色胺转运蛋白显像11C11C-WAY1006355-羟色胺受体显像11C11C-Flumazenil苯并二氮卓受体显像11C11C- Deprenyl单胺氧化酶B活性显像11CS-11C CGP12177肾上腺素能受体显像11C11C-东莨菪碱乙酰胆碱能受体显像11C11C-MQNB乙酰胆碱能受体显像11C11C-烟碱乙酰胆碱能受体显像11C11C-Carfentanil阿片受体显像11C11C-Diprenorphine阿片受体显像18F18F-DOPA多巴胺能神经递质显像18F18F-FP-CIT多巴胺转运蛋白显像18F18F-FM-CIT多巴胺转运蛋白显像18F18F-FMSP多巴胺D2受体显像18F18F-FESP多巴胺D2受体显像18F18F-Setoperone5-羟色胺受体显像18F18F -Flumazenil苯并二氮卓受体显像18F18F-FES雌激素受体显像18F18F-Carazolol肾上腺素能受体显像18F18F-RGD多肽血管生成显像18F18F-Annexin V肿瘤细胞凋亡显像18F18F-Cyclofoxy阿片受体显像18F18F-Haloperidol受体显像18F18F-Octreotide生长抑素受体显像18F18F-FHBG基因表达显像18F18F-FHPG基因表达显像18F18F-寡核苷酸反义显像正电子显像剂的一般性质量要求正电子显像剂有其本身的特殊性，即必须在严格的时间限制内完成生产和就地就近使用，而且在生产与应用之间没有足够时间进行目前认可的所有质量控制（QC）试验，不仅细菌学、内毒素检查是如此，某些化学质量检查也是如此。正电子显像剂有两个特点，其一是因所用放射性核素的半衰期短，生产这些化合物时必须涉及高水平的放射性，以便最后能得到临床研究需要的有用数量，生产工序必须遥控。其二，所研究的化合物极其微量，生产的绝大多数正电子显像剂不加载体，通常相当于近纳摩尔量级。这在测定生理机能时具有不产生药效效应的优点。因此，使用于质量控制的分析方法必须具有更低的探测下限。在正电子显像剂这种特殊情况下，最终产品的质量控制受到时间的限制，对质量保证来讲，过程控制成为主要因素。因此应建立单独而又严格的生产控制测量方法和程序。例如在生产过程中，采用放射性高效液相色谱（HPLC）和放射性气相色谱（GC）等方法，无疑可以保证产品质量。在线（Online）生产控制更有效的方法是连续监测合成中放射性的变化，这有可能在很早阶段就发现生产过程中的大多数问题。生产工艺研究结束时以及随后工艺和物料来源的任何明显变化，都应通过对几批放射性显像剂的必要质量指标进行验证以进行全面的质量控制。成分和原材料的质量管理是正电子显像剂质量保证的重要的过程控制。这些原材料包括生产器具以及药物制品等所有成分。每批原材料的一致性和质量必须得到保证并有证明文件。经过“入口控制”后，该批产品必须作出标记并登记批号，且应备有关生产控制方式的证明文件，并制订试验记录和分析方法细则说明。凡药典收载的成分，有详细的说明书就足够了。如果试验方法药典未载明，则必须对其确认并被证实符合质量要求。如果药典未载明而通常用作PET显像剂合成前体的原材料，必须以专题报告形式作出说明，包括名称、鉴定方法、纯度试验说明、稳定性和物理、化学性质。在18F-FDG生产中，比较重要的原材料包括靶材料的纯度和丰度、三氟甘露糖的纯度、乙腈的纯度与含水量的高低以及其它化学试剂的质量，同时也包括靶室的清洁程度、反应器皿的清洁程度以及分离纯化材料的质量等，只有这些材料均合乎要求，才能生产出符号要求的18F-FDG。任何满足短寿命放射性药物质量要求的体系，均取决于经过良好培训、具有经验的高素质人员，这就要求有一支在药物实践方面有经验的放射性药物化学专家或有经验的放射性药物专家，并要在短寿命放射性药物的专业化生产与分析方面进行培训。18F-FDG国家暂行标准本品为无载体的氟18F脱氧氧葡萄糖的无菌、无热原、等渗水溶液。含18F的放射性浓度，按其标签上记载的时间，为标示量的90.0110%。性状：本品为无色澄明测试液体鉴别：（1）取本品适量，用合适的仪器测量本品的半衰期（中国药典2000版二部附录XIII，半衰期测定法），其半衰期为105115分钟之间。(2)取本品适量，照g谱仪法（中国药典2000牘二部附录XIII，g谱仪法）测量，其主要光子的能量应为0.511Kev和可能有的合成峰1.022KeV.(3)取本品适量，照放射化学纯度项下的方法测量，在Rf值约为0.45处有放射性主峰。检查：pH值：应为4.57.5（中国药典2000牘二部附录XIII，pH值测量法）含氨基聚醚2.2.2（K2.2.2）量 对照溶液的配制 精密称取氨基聚醚(2.2.2)0.025g于50ml 烧杯,加热的二次蒸馏水溶解,次却后定量转移到250ml量瓶里,加水至刻度,摇匀即得含氨基聚醚(2.2.2)量为100.0mg的对照溶液.工作曲线的绘制:精密量取对照溶液0.00, 0.05.0.10,0.20,0.40ml,分别置于5ml容量瓶中,依次加入pH值为6.4的柠檬酸一氢钠缓冲溶液1.0ml(称取5.25g柠檬酸和2.0氢氧化钠于烧杯,用50ml水溶解,以0.1mol/L的NaOH溶液和pH计调节pH值为6.4,再稀释到250ml,摇匀,即可),含Pb2+500mg/ml的硝酸铅溶液(称取79.93mgPb(NO3)2于烧杯中,加水溶解,转移到100ml容量瓶中,用水定容,摇匀,即可)1.0ml,加水到刻度,摇匀.照紫外分光光度法(中国药典2000年版二部附录IV A),在254nm波长处分别测定吸光度,绘制工作曲线,工作曲线相关系数不小于0.99.测量法:精密量取供试品溶液0.5ml于5ml量瓶中,以下操作步骤同工作曲线的绘制.测定供试品的吸光度,根据工作曲线求出氨基聚醚(2.22)量.本品每ml含氨基聚醚(2.2.2)量不超过25mg.细菌内毒素:取本品适量,至少稀释6倍后,依中国药典2000年版二部附录XIE检查,本品每1ml含细菌内毒素量应小于15EU.无菌:取本品适量,依中国药典2000年版二部附录XI H,无菌应符合规定.其它:应符合注射剂项下有关规定(中国药典2000年版二部附录 IB)放射化学纯度 取本品适量,以硅胶为固定相,以乙腈:水(85:5 V/V)为展开剂,按放射化学纯度测量第一法(中国药典2000年版二部附录藏XIII)测量,含氟18F脱氧氧葡萄糖放射化学纯度应不低于90%.放射性浓度 取本品适量,按中国药典2000年版二部附录XIII,放射性浓度测量法第一法,按标签上记载的时间,放射性浓度应不低370MBq/ml.类别 放射性诊断用药规格 0.37-7.4GBq贮藏 本品密封于30ml或10ml无菌瓶中,置于铅容器内.有效期 从标定时间开始计算为6小时.18F-FDG的质量指标18F-FDG是载于美国药典的第一个PET放射性药物，这里按照美国药典（1995年）制订的关于18F-FDG的质量要求，对18F-FDG的质量指标进行简要介绍。 放射性核纯度核杂质来源：对于不同的18F生产方法，可能产生不同的杂质同位素。以20Ne（d，）18F反应生产的18F-F2的质量较高，可能的杂质同位素是寿命很短的钠和氖，在加工过程中会逐渐衰变，并在合成期间消失。以18O-H2O为靶材料，通过18O（p，n）18F反应生产18F-F-，其放射性核纯度需要严格的控制，因18F-F-的质量不仅决定最终产品的核纯度，而且还影响亲核取代的反应性。随着18O-H2O的丰度下降，通过16O（p，）13N反应生成13N的量增加。另外，来自靶窗箔膜和因箔膜材料改变产生的阳离子型放射性核素杂质也是较有影响的因素。因此，建议用阴离子交换柱来固定吸附18F-F-。核纯度的测定：有两种方法可以进行核纯度的鉴定。其一是利用锗半导体多道谱仪测量法进行测定，其谱出现一个0.511MeV的主光电峰。在检测中，可能出现一个1.022MeV的总峰，这取决于源的几何条件和探测器效率。其二是半衰期测定法，即取一定剂量的18F-FDG溶液，测定其放射性活度，并记录测量时间，然后以一定的时间间隔进行连续测定5个半衰期内18F-FDG溶液的放射性活度，以时间为横坐标，放射性活度的对数为纵坐标作图，得到斜率k0的直线，由此直线上的任何两点可计算得半衰期，并求得在t=0时的总放射性活度，与原始总放射性活度相比，从而求得18F的核纯度。18F的核纯度大于99.8%。 化学纯度除了合成前体三氟甘露糖（Mannose triflate）和3.4.6-三乙酰-D-葡萄糖醛(TAG)的纯度影响最终18F-FDG的化学纯度外，合成方法和反应条件也显著影响18F-FDG的化学纯度。因此在市场购买前体时，尽量选用色谱级试剂。在氨基聚醚Kryptofix 2.2.2（Kry2.2.2）催化法中，必须在最终产品中控制有机溶剂和Kry2.2.2的含量。利用AG50树脂可以除去Kry2.2.2。元素分析、质谱和色谱已用于测定极微水平的Kry2.2.2。硅胶板-TLC法是目前分析Kry2.2.2最实用的方法，最低检出限量为0.025mg/ml，展开剂为甲醇-30%氨水（9：1 V/V）或0.1%三乙胺甲醇溶液，用碘显色，并与50g/mL标准Kry2.2.2的层析斑点比较，要求2-18F-FDG注射液所呈现斑点的大小及明暗度不能超过标准溶液。在亲核或亲电取代法中会产生2-18F-FDG的差向异构体2-18F氟-2-脱氧-D-甘露糖（18F-FDM）（图）。特别以亲电取代法产生2-18F-FDG时，所选择的底物、亲电氟化试剂、反应溶剂对2-18F-FDG和2-18F-FDM的构成比例有很大的影响。 表列举了以TAG为底物进行2-18F-FDG生产时亲电氟化试剂和反应溶剂对2-18F-FDG和2-18F-FDM的构成比例的影响。表 亲电氟化试剂和反应溶剂对2-18F-FDG和2-18F-FDM的构成比例的影响亲电氟化试剂反应溶剂2-18F-FDG ：2-18F-FDM18F-F2CH3COOH65 ：3518F-F2CH3CN65 ：3518F-CH3COOFCH3COOH27 ：7518F-CH3COOFCH3CN30 ：7018F-XeF2C6H6/BF350 ：5018F-XeF2Et2/ BF3100 ：018F-CH3COOFC6H14/CCl3F70 ：3018F-CH3COOFC6H6/ CCl3F95 ：5利用纯的2-18F-FDG和2-18F-FDM进行PET脑显像，发现局部大脑的代谢率无差异，但是进行2-18F-FDG和2-18F-FDM比例的测定仍然是有必要的，并尽量使2-18F-FDM的比例低于5%。HPLC法是进行2-18F-FDG化学纯度分析的最好方法，以85%乙腈水溶液为流动相，流速为1ml/min，层析柱为反相氨基柱，以视差检测器进行检测，要求化学纯度大于95%。 放射化学纯度除含有2-18F-FDG外，可以通过放射分析方法来鉴定未反应的18F氟化物、部分乙酰化的18F氟-脱氧葡萄糖衍生物或18F氟标记化合物。要求2-18F-FDG的放射化学纯度大于95%。放射性-HPLC法：该法是快速而准确的方法，容易对放射性杂质进行有效的分离并进行定量测定。测定时同样以85%乙腈水溶液为流动相，流速为1ml/min，层析柱为反相氨基柱，用放射性探测器进行检测，要求放射化学纯度大于95%。但使用反相氨基柱，由于拖尾效应，2-18F-FDG与18F氟化物的分离不理想。因此，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18F氟化物分离并从该柱上洗脱下来。另外，也可用Dionex PA100阴离子交换柱，用0.1mol/L NaOH作为洗脱剂，该法能使18F氟化物、葡萄糖、2-18F-FDG以及部分水解的糖实现分离。TLC法：取适量注射液和标准2-19F-FDG溶液分别点于硅胶薄层层析板上，用95%乙腈水溶液为展开剂进行展开，直到溶剂移到层析板长度的约3/4处，取出并干燥，然后用适当的放射性测定法测定放射性分布。或在已展开的层析板上喷2N H2SO4溶液并在110下显色10min，以确定FDG的Rf值。其2-18F-FDG的Rf值应与标准2-19F-FDG的Rf值一致，约为0.4。 比活度比活度（Specific activity）可以通过合成时引入合成系统的氟化物的量来确定。用不加载体的18F-F-的亲核取代法进行18F-FDG合成时，比活度能达到270Ci/mol。在亲电取代合成的情况下，靶气体中的载体氟将会限制比活度，而此时比活度是靶气体中氟的浓度、靶体积和靶气体压力的函数。载体量依靶设计参数而定，通常可能在0.010.02mmol之间变化，在这样的条件下，可能得到的比活度在20400GBq/mmol（0.548Ci/mmol）之间变化，这时18F-FDG所含葡萄糖量在100300mol范围。虽然18F-FDG-PET显像对其比活度的要求并不严格，但在质量报告中应列出比活度值，也可用放射性浓度（MBq/ml）代替。 物理与生物学指标对于正电子显像剂的细菌学、内毒素、pH值、等渗性和稳定性等物理与生物学指标也有严格控制的质量参数。这些质量参数的保证主要在于按适当的生产工艺流程操作，并保证产品符合药典的要求。一般性状：本品应为无色或淡黄色澄明溶液。细菌学检查：由于大多数正电子放射性药物半衰期短，许多药物对热不稳定，因此，灭菌过程是通过0.22m无菌过滤器来实现的，并收集在无菌的带盖玻璃小瓶中。生产系统在生产用于人体的放射性药物前，其灭菌的有效性必须通过合格职业人员采用合格流程独立的予以证实，并且必须至少有三次证明是生产无菌无热原产品的。依其放射和生产特性，本品可在无菌检查完成之前放行使用。在常规的18F-FDG生产中，应每月进行一次细菌学抽样检查。送检时取双份1 ml常规生产的18F-FDG注射液，分别用2管营养肉汤增菌培养液培养72h，观察结果应无细菌生长。细菌内毒素检查：细菌内毒素不能通过加热和过滤除去，因此，在生产流程中所应用的水溶液、试剂和实验器材等均要求无热原。在18F-FDG生产过程中，酸水解过程是除去热原的一个有效的过程，因为在pH1时， 在80以上加热10min，即可相当有效地破坏热原。热原试验按中华人民共和国药典2000年版进行。取装有0.1ml鲎试剂溶液的试管4支，其中2支各加入0.1ml 18F-FDG注射液作为试验管，1支加入0.1ml内毒素工作标准液作为阳性对照管，另一支加入0.1ml细菌内毒素检查用水作为阴性对照管，混匀后在37水浴中保温60min。观察结果应为鲎实验阴性，定量测定其内毒素含量每mL不得超过175EU/V（EU为内毒素单位，V为在有效期限时总剂量的最大体积）。pH值：18F-FDG注射液的pH随生产工艺流程的不同可能有较大的差异。同样，即使是相同工艺流程，批与批之间可能也有较大的变化。pH测定通常用pH计或pH试纸法测定。由于pH测定方便快速，因此应按常规进行。要求18F-FDG注射液的pH必须在4.58.0之间。18F-FDG注射液经研究证实，在300mCi以上的溶液中，18F-FDG在几小时内对氧化和辐射分解是稳定的。PET显像剂的生产 18F-FDG的合成18F-FDG作用机理2-18F-2-脱氧-D-葡萄糖(18F FDG)是最常用的代谢显像剂，其代谢途径与天然葡萄相似。 通过载体-传递转运系统运输到组织细胞内，在己糖激酶作用下催化磷酸化，变成6-磷酸- 18F- 脱氧葡萄糖(18F-FDG-PO4)，但它不象6-磷酸-葡萄糖能继续代谢，而较长时间滞留在组织细胞内，在葡萄糖代谢平衡时，滞留量大体上与组织葡萄糖消耗量一致，因此，18F-FDG能反映体内葡萄糖代谢状态。放化合成核反应(1) 20Ne(d,a)18F(2) 18O(p,n)18F制备方法(1) 亲电加成反应;(2) 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： He加压将含有18F-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18F-F-； 用含3.0mg K2CO3和10.0mg Kry2.2.2的洗脱液1.0ml洗脱18F-F-到反应瓶中； 将反应瓶在115的油浴中加热蒸干，然后，加入乙腈再蒸干； 将2030mg三氟甘露糖（Mannose triflate）溶解于1ml乙腈，并加入到反应瓶中； 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-2-18F-2-脱氧葡萄糖（1.3.4.6-tetra-O-acetyl-2-deoxy-2-18Ffluoro-D-glucose）； 吹入N2，吹干反应瓶中的乙腈； 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-）； 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； 加压将反应瓶中所有溶液通过C18反相柱，Al2O3柱及0.2m微孔滤膜而收集产品瓶中，得到可供注射的18F-FDG溶液。2） 亲电取代法的合成流程亲电氟化试剂较多，现简单介绍以18F-CH3COOF为亲电氟化试剂合成18F-FDG的方法。 将含有18F-F2的靶气体从靶室内传出，进入装有0.010ml液氨和1215ml冰乙酸的玻璃起泡器中，得到18F-CH3COOF，并用KI-Na2S2O3滴定法测定18F-CH3COOF的化学产量； 在18F-CH3COOF溶液中加入含2530mg 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； 加入2mol/L HCl 3ml，120加热1015min； 加入10 mg活性炭，并加热蒸干； 加入3ml乙腈水溶液（0.3%H2O），混合后，使该混合物通过硅胶柱（0.7510cm），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； 将15ml洗提产物溶液蒸干，加入1 ml无热源H2O，再次蒸干； 加入无菌无热源生理盐水，溶解后，用0.2m微孔滤膜过滤除菌并收集于产品瓶中，得到可供注射的18F-FDG溶液。以上两类方法的生产流程均可在计算机的控制下在自动化合成装置中完成，如西门子公司生产的CTI CPCU自动合成装置和GE公司的FDG MicroLab、TRACERLabFXFN系列自动合成装置是利用亲核取代法进行18F-FDG合成的自动化装置；美国Brookhaven National Laboratory研制的SUO自动合成装置是利用亲电取代法进行18F-FDG合成的自动化装置。PET显像剂的质量要求 13N-氨水的质量要求13N-氨水（13N-NH3H2O）的制备和质量要求自1971年由Welch利用12C（d，n）13N核反应生产出13N以来，已有许多文献报道了13N-NH3H2O的产生，并已成功的用于临床PET研究。13N-NH3H2O已广泛应用于临床PET显像，无创地评价心肌和大脑等组织的血流灌注，在静息和负荷状态下利用13N-NH3H2O PET心肌血流灌注显像早期诊断冠心病，并结合18F-FDG PET心肌代谢显像作为缺血心肌存活评价的“金标准”。13N-NH3H2O作为PET放射性药物已被美国药典收录，我国药典尚未收录。（1）13N-NH3H2O的制备13N-NH3H2O的合成方法有两种，即还原法和就地在线法。可根据回旋加速器的装备和设置来选择生产方法。 还原法还原法是最常用的方法，利用16O（p,）13N反应，用还原剂还原经质子照射16O-H2O产生的13N-NO2-、13N-NO3-，加热并用He将产生的13N-NH3传送到吸收液中，使其捕集到生理盐水或微酸性的生理盐水中。根据所使用的还原剂不同，而分为戴氏合金（Devardas Alloy）还原法和钛还原法。戴氏合金（Devardas Alloy）还原法：戴氏合金是一种粉末状的铜锌铝合金，三种金属成分所占的比例各为50%，5%和45%。合成时将含有13N-NO2-、13N-NO3-的靶水用He加压传送到装有戴氏合金和NaOH（2 ：1 W/W）的密闭容器中，13N-NO2-、13N-NO3-一经还原成13N-NH3，便由He气流将气态的13N-NH3带入生理盐水溶液中。经过滤除菌后，即可得到高比活度的13N-NH3H2O生理盐水溶液。该法操作简单，成本低廉，产物的放射性浓度高，可高达22202690MBq/ml，因此，能明显地产生“弹丸”效应。钛还原法：使用氯化钛（TiCl3）或氢氧化钛Ti（OH）3，在碱性介质中完成还原反应，其整个生产过程与戴氏合金（Devardas Alloy）还原法相同。 在线法在线法是一种比较传统的方法，起先利用甲烷气为靶材料，通过12C（d，n）13N核反应生产出13N-氨。以后随着回旋加速器技术的进步，用16O-H2O为靶材料，通过16O（p,）13N反应，建立就地在线还原法来生产13N-NH3H2O。就地在线还原法：利用乙醇作为反应过程中的氧化性自由基清除剂清除靶水中产生的氧化性基团，阻止经质子照射16O-H2O而产生13N-NO2-、13N-NO3-等高氧化态的氮氧化物，在靶中直接产生13N-NH3H2O。其方法是将乙醇加到无菌脱气的去离子水（电阻率大于15 M.cm ）中成为15mmol/L的乙醇水溶液，以该溶液为靶材料，用2035A质子束流照射1520min。轰击结束后，He气加压将靶水传送到与管道末端相连接的IC-OH阳离子交换滤筒，然后用注射用生理盐水洗脱，经过滤除菌后即获得可供注射用的13N-NH3H2O显像剂。该法靶材料准备简单，流程操作简捷，成本低廉，但与戴氏合金还原法相比，产物的放射性浓度较低。甲烷气法：在气体靶里充入高纯度的甲烷（99.995%），用氘核轰击通过12C（d，n）13N核反应生产出13N-氨。轰击结束后，用He气作为载气将靶内的活性气体传出并吸收在微酸性的无菌无热源蒸馏水中，吸收过程结束后进行碱化处理，然后进行蒸馏纯化，馏分出的13N-NH3吸收在为酸性的生理盐水溶液中，经过滤除菌后即获得可供注射用的13N-NH3H2O显像剂。该法因其过程复杂，需要较昂贵的氘气等原因而未被广泛应用。（2）13N-NH3H2O溶液的质量指标鉴于13N的物理半衰期只有10min，因此，13N-NH3H2O溶液的放射性核纯度、放射化学纯度、化学纯度以及药物质量的控制均取决于良好的生产时间、过程控制、快速的质量控制流程和追溯试验。放射性核纯度核杂质来源：除某些未经处理的靶水中的非挥发性阳离子放射性核素杂质外，还有来自靶窗箔以及少量因16O（p,pn）15O和18O（p,n）18F反应产生的15O和18F标记的杂质，其量取决于入射粒子的能量，也取决于生产方法和途径9。在利用还原法的生产途径中，由于其过程经过热蒸发过程，因此可以有效地除去18F氟化物和其他以阳离子形式存在的放射性核素杂质。但在该过程中，可能只有以15O-H2O形式存在的少量15O作为杂质核素而存在于13N-NH3H2O溶液溶液中，但在生产完成到显像时的一段时间（约1015min）内，足可以让少量的15O衰减掉。在利用就地在线还原法生产13N-NH3的过程中，传出的靶水中可能含有来自靶窗箔膜的阳离子放射性杂质，其成分与含量决定于箔膜的材料、束流强度与能量。在大多数情况下，通过将13N-氨吸附在阳离子交换柱上，随后进行分步解吸，以除去阳离子放射性核素杂质。由于其它放射性核素对13N-氨的污染比对其它正电子显像剂污染的可能性大，因此，对放射性核纯度的检验建议不仅在合成工艺研究阶段要进行，而且要每隔一段时间进行一次。核纯度的测定：有两种方法可以进行核纯度的鉴定。其一是利用锗半导体多道谱仪测量法进行测定，其谱出现一个0.511MeV的主光电峰。在检测中，可能出现一个1.02MeV的总峰，这取决于源的几何条件和探测器效率。其二是半衰期测定法，即取一定剂量的13N-NH3H2O溶液，测定其放射性活度，并记录测量时间，然后以一定的时间间隔进行连续测定5个半衰期内13N-NH3H2O溶液的放射性活度。以时间为横坐标，放射性活度的对数为纵坐标作图，得到斜率k0的直线。由此直线上的任何两点可计算得半衰期，13N的半衰期为10min，并求得在t=0时的总放射性活度，与原始总放射性活度相比，从而求得13N的核纯度。13N的核纯度大于99.8%。化学纯度化学杂质来源：不同的生产方法，其可能的化学杂质不同。在戴氏合金或氯化钛还原法中，其可能的化学杂质是来自于还原剂中的微量的金属离子如铝、钛等。就地在线还原法可能含有添加的乙醇，但因其含量低，不会影响显像。化学纯度分析：利用HPLC和/或TLC法测定产物的化学纯度。TLC法采用硅胶层析板，以V水：V丙酮：V丙酸=2：3：1的溶液为展开剂，用10%H2SO4乙醇溶液进行喷雾显色；HPLC法用C-18色谱柱和电化学检测器，流动相为V甲醇：V水=85：15，流速为1ml/min；铝离子用铝试剂比色法，钛离子用点滴试验或水杨酸比色法进行检测，载体铵离子用奈氏试剂（Nesslers reagent）显色法检测。13N-NH3H2O溶液的化学纯度要求大于99%，铝离子含量1ppm，载体氨的浓度1mmol/L。 放射化学纯度利用放射性-HPLC和/或TLC法测定产物的放射化学纯度。TLC法采用硅胶层析板，以V水：V丙酮：V丙酸=2：3：1的溶液为展开剂，用放射性薄层层析扫描仪进行放射性扫描，获得13N-NH3H2O溶液的放射化学纯度；如无该扫描仪，可将展开后的层析板切成等距离的硅胶条，用计数仪测定放射性，也能获得理想的结果；放射性-HPLC法用C-18色谱柱和放射性流量检测仪，流动相为V甲醇：V水=85：15，流速为1ml/min。13N-NH3H2O溶液的放射化学纯度要求大于95%。 比活度根据13N-NH3H2O溶液的放射性活度和HPLC法测得的化学量，即可获得比活度，要求13N-NH3H2O溶液的比活度不小于37104MBq/mmol（10Ci/mmol）；也可求得放射性浓度，要求不小于740MBq/ml。 物理与生物学指标一般性状：本品应为无色澄清溶液。细菌学检查：13N-NH3H2O的除菌过程是通过0.22m无菌过滤器来完成的。在生产中，生产器材和试剂必须是无菌无热源产品。依其放射和生产特性，本品可在无菌检查完成之前放行使用。在常规的13N-NH3H2O生产中，应每月进行一次细菌学抽样检查。送检时取双份1 ml常规生产的13N-NH3H2O注射液，分别用2管营养肉汤增菌培养液培养72h，观察结果应无细菌生长。内毒素检查：按中华人民共和国药典2000年版进行。取装有0.1ml鲎试剂溶液的试管4支，其中2支各加入0.1ml 13N-NH3H2O注射液作为试验管，1支加入0.1ml内毒素工作标准液作为阳性对照管，另一支加入0.1ml细菌内毒素检查用水作为阴性对照管，混匀后在37水浴中保温60min。观察结果应为鲎实验阴性，定量测定其内毒素含量每mL不得超过175EU/V（EU为内毒素单位，V为在有效期限时总剂量得最大体积）。pH值：13N-NH3H2O注射液的pH随生产工艺流程的不同可能有较大的差异，同样，即使是相同工艺流程，批与批之间可能也有较大的变化。pH测定通常用pH计或pH试纸法测定。由于pH测定方便快速，因此应按常规进行。要求13N-NH3H2O注射液的pH必须在6.08.0之间。PET显像剂的生产 13N-氨水的制备13N-氨水（13N-NH3H2O）的制备13N-NH3H2O的合成方法有两种，即还原法和就地在线法。可根据回旋加速器的装备和设置来选择生产方法。 还原法还原法是最常用的方法，利用16O（p,）13N反应，用还原剂还原经质子照射16O-H2O产生的13N-NO2-、13N-NO3-，加热并用He将产生的13N-NH3传送到吸收液中，使其捕集到生理盐水或微酸性的生理盐水中。根据所使用的还原剂不同，而分为戴氏合金（Devardas Alloy）还原法和钛还原法。戴氏合金（Devardas Alloy）还原法：戴氏合金是一种粉末状的铜锌铝合金，三种金属成分所占的比例各为50%，5%和45%。合成时将含有13N-NO2-、13N-NO3-的靶水用He加压传送到装有戴氏合金和NaOH（2 ：1 W/W）的密闭容器中，13N-NO2-、13N-NO3-一经还原成13N-NH3，便由He气流将气态的13N-NH3带入生理盐水溶液中。经过滤除菌后，即可得到高比活度的13N-NH3H2O生理盐水溶液。该法操作简单，成本低廉，产物的放射性浓度高，可高达22202690MBq/ml，因此，能明显地产生“弹丸”效应。钛还原法：使用氯化钛（TiCl3）或氢氧化钛Ti（OH）3，在碱性介质中完成还原反应，其整个生产过程与戴氏合金（Devardas Alloy）还原法相同。 在线法在线法是一种比较传统的方法，起先利用甲烷气为靶材料，通过12C（d，n）13N核反应生产出13N-氨。以后随着回旋加速器技术的进步，用16O-H2O为靶材料，通过16O（p,）13N反应，建立就地在线还原法来生产13N-NH3H2O。就地在线还原法：利用乙醇作为反应过程中的氧化性自由基清除剂清除靶水中产生的氧化性基团，阻止经质子照射16O-H2O而产生13N-NO2-、13N-NO3-等高氧化态的氮氧化物，在靶中直接产生13N-NH3H2O。其方法是将乙醇加到无菌脱气的去离子水（电阻率大于15 M.cm ）中成为15mmol/L的乙醇水溶液，以该溶液为靶材料，用2035A质子束流照射1520min。轰击结束后，He气加压将靶水传送到与管道末端相连接的IC-OH阳离子交换滤筒，然后用注射用生理盐水洗脱，经过滤除菌后即获得可供注射用的13N-NH3H2O显像剂。该法靶材料准备简单，流程操作简捷，成本低廉，但与戴氏合金还原法相比，产物的放射性浓度较低。甲烷气法：在气体靶里充入高纯度的甲烷（99.995%），用氘核轰击通过12C（d，n）13N核反应生产出13N-氨。轰击结束后，用He气作为载气将靶内的活性气体传出并吸收在微酸性的无菌无热源蒸馏水中，吸收过程结束后进行碱化处理，然后进行蒸馏纯化，馏分出的13N-NH3吸收在为酸性的生理盐水溶液中，经过滤除菌后即获得可供注射用的13N-NH3H2O显像剂。该法因其过程复杂，需要较昂贵的氘气等原因而未被广泛应用。18F-NMSP18F-3-N-烷基螺环哌啶酮3-N-18F甲基螺环哌啶酮（18F-NMSP）的合成是用环丙基-对-硝基苯酮与18F-F-进行亲核反应方法完成的。其18F-NMSP的产率为10%15%，比活度大于10Ci/mmol。 3-N-18F氟乙基螺环哌啶酮（18F-NESP）可通过螺环哌啶酮的功能性3-N-乙烯衍生物的亲核取代反应来生产。利用3-(2-溴乙基)-螺环哌啶酮与K/Kryptofix+ 18F-在乙氰溶液中进行取代反应，18F-NESP的产率为30%40%，比活度为210Ci/mmol67。18F-NMSP和18F-NESP已成功的用于测定突触后D2受体的位置与密度，对测定纹状体中D2受体的位置它是一非常有效的示踪剂。注射后，放射性迅速从血液中清除，大脑尾状核和豆状核有较高的摄取，额叶皮质摄取最低。对于帕金森氏病（Parkinsons disease）和其它精神性疾病的诊断和鉴别诊断有较大的价值。18F-NaF18F-氟化钠（18F-NaF）18F-氟化钠（18F-NaF）是重要的骨血流和代谢显像剂。18F-NaF PET全身显像在骨质疏松、骨髓纤维化、Paget氏病、骨癌及转移性骨癌等骨代谢性疾病的诊断、治疗反应的监测方面有潜在的应用价值。18F-NaF的制备18F-NaF制备方法可分为离子交换法和直接处理法。KHCO3生理盐水淋洗阴离子交换膜（如Bio-Rex AGI-X8）法和淋洗离子交换柱（如Dowex 18）法是比较理想的半自动化方法，这些方法的最大优点在于可以回收18O-H2O，但需要自动化设备及其它特殊装置。直接处理法是用质子束流持续轰击18O-H2O后，得到含18F-F-的水溶液，溶液纯化后，通过0.22m的微孔滤膜，经1020ml无菌生理盐水洗涤吸收后，在收集瓶中得到18F-NaF生理盐水溶液。放化纯度测定HPLC法：NH2-柱,流动相为含KF的60%乙腈水溶液。TLC: 硅胶板，展开剂为95%乙腈水溶液，Rf=0。用量与显像74-555 MBq (2-15 mCi)；静脉注射后90 min开始显像。用途用于骨显像和骨血流测定；定量测定骨代谢，用于骨移植和恢复治疗监测；全身骨扫描有助于转移瘤的早期诊断。18F-MPPF18F-MPPF PET显像能定量的监测体内5-HT1A受体的病理变化。4-(2-methoxyphenyl)- 1-2-(N-2-pyridinyl)-p-18Ffluorobenzamidoethylpiperazine (18F-MPPF)是适宜的5-HT1A受体PET显像剂，18F-MPPF对5-HT1A受体的结合有较高的选择性。 18F-MPPF的合成是利用亲核取代反应由18F-F-取代相应底物分子中的芳香化硝基基团。18F-MPPF的放化纯度大于99%，比活度大于2.9Ci/mmol。18F-FU18F-5-氟脲嘧啶（18F-5-FU）18F-5-FU已成功的用于探测肿瘤，在恶性肿瘤中，18F的累积增加。18F-5-FU-PET显像也可以测量5-FU在肿瘤和正常组织中的药物动力学，为临床治疗方案的确定和改变提供有价值的依据。18F-5-FU是用脲嘧啶与18F-F2在冰乙酸溶液中直接进行氟化反应来合成的，18F-5-FU 的放化纯度大于99%，比活度为1.1410-5Ci/mol。18F标记的显像剂 18F-FMISO18F-FMISO作用机理18F-FMISO是在临床上较早使用的一种乏氧显像剂，属于2硝基咪唑的衍生物，主要应用于乏氧组织的显像。它可通过主动扩散通过细胞膜进入细胞，硝基(NO2)在硝基还原酶的作用下被还原，在非乏氧细胞内，硝基还原产物可立即被氧化；而在乏氧细胞内，硝基还原产物则不能发生再氧化，还原产物与细胞内大分子物质发生不可逆结合，滞留于乏氧细胞中，其浓聚程度与乏氧程度成正比。因此18F-FMISO显像可以用来表示肿瘤组织中乏氧组织的乏氧程度。乏氧组织的有无与多少对于放射治疗计划的制定意义是非常重大的。因为肿瘤组织的氧合程度决定了肿瘤对射线的敏感程度，对于精确放疗来讲同样也决定了肿瘤中射线的剂量分布情况，而这些条件是否能够达到，对临床治疗的最终疗效有着显著的影响。因为照射剂量不足，肿瘤组织组织不能有效消灭；剂量过高患者有可能无法耐受，都会导致治疗的失败。使用18F-FMISO显像我们可以有效的获得有关肿瘤组织的氧合状态的信息，使用这些信息制定放疗计划，我们可以很容易的确定肿瘤细胞的那些部位需要提高照射剂量，从而使照射剂量分布更加合理或者在治疗前根据乏氧情况使用增敏剂提高肿瘤组织的氧合程度。对于放疗后的患者同样可以确定肿瘤组织的乏氧状态的变化，实时监控肿瘤的氧合状态，对于肿瘤的继续治疗意义重大。放化合成核反应: 18O(p,n)18F 制备方法: 以1-(2-nitro-1-imidazolyl)-2-O-tetrahydropyranyl-3-O-toluenesulfonylpropanediol（NITTP）作为前体合成18FFMISO1 在Dewar瓶中加入液氮。检查冷阱是否干燥，如不是，请替换。2 打开真空泵。3 打开压缩空气和惰性气体开关。4 左上角的排气口安装无菌过滤器。向产物导出管安装无菌过滤器（对于真空试剂瓶应是非通气的过滤器）和无菌针头。不要摘下针头帽。5 热室外部的铅防护容器中设置一个用隔膜帽密封的真空瓶。将其连接到装配有无菌过滤器和针头的导出管上。6 安装好18F阴离子分离柱（QMA）（V10-V11之间），以及Al2O3分离柱（Alumina N）（V14-V12之间）。带有male Luer 接头的Teflon试管连接到分离柱的顶端。确保分离柱连接到相应的分离柱支架和管路上。7 将V18和V15之间的管路直接相连。8 1号瓶中（阀V1上方对应的试剂瓶，其余类推）加入15 mg Kryptofix 2.2.2.和 3 mg K2CO3（溶于1 ml乙腈和0.5 ml水中）。9 6号瓶中加入1 ml HPLC淋洗液（水/乙醇=95/5，v/v）。104号瓶加入1 ml 1 N HCl（市售浓盐酸1 ml，加去离子水至10 ml体积）。115号瓶加入0.5 ml 30%乙酸钠（4.286 g乙酸钠溶于10 ml水中）。123号瓶加入5 mg前体NITTP（溶于1 ml DMSO中）。13HPLC洗脱液1号瓶中加入淋洗液（水/乙醇=95/5，v/v）。在峰值切除收集瓶中添加10倍于峰值体积的注射用水。14在UV探测器部分设置波长为220 nm。15关闭热室的门。16从TRACERlab FXF-N软件下拉菜单中选择适当的方法，并按下“start（开始）”按钮。以下步骤由计算机自动控制：17回收 18O水后，使用1号瓶中 K2CO3 和Kryptofix 2.2.2.混合溶液将 18F氟化物洗脱，进入的反应瓶中，溶液通过85C蒸发干燥。水汽由置于液氮中的冷阱吸收。186号瓶中的前体（NITTP）溶液进入反应瓶，100C加热8分钟。194号瓶中HCl溶液进入反应瓶，100C加热5分钟，进行水解。205号瓶中乙酸钠溶液进入反应瓶，中和混合液。21粗产品通过Al2O3柱，分离未反应的18FF-。3号瓶中HPLC淋洗液冲洗Al2O3柱。22初步纯化后的产品进入HPLC分离模块，进一步纯化，水/乙醇=95/5，流速8 ml/min。当系统检测到HPLC处放射性计数达到设定阈值后，自动开始收集，得到最终产物（建议使用手动的peak-cut收集产物）。放化纯度测定HPLC法: C18-柱,流动相为20%乙腈/水，254 nm。TLC: 硅胶板，展开剂为乙酸乙酯。用量与显像74-370 MBq (2-10 mCi)；静脉注射后45 min开始显像。用途：测定鼻咽癌、头颈部等肿瘤的乏氧状态，预测放疗效果；区分存活/缺血和坏死/梗塞的心肌及诊断脑血管疾病；测定乏氧感染。18F标记的显像剂 18F-FLT3脱氧318F氟胸腺嘧啶（18F-FLT）虽然18F-FDG PET显像有诸多的优点，并有广泛的应用前景，但是FDG的摄取并非肿瘤组织所特有，也可浓集于心、脑等正常组织，而