18F-標識PETプローブの次世代型マイクロスケール自動合成装置の開発

• 研究課題/領域番号: 16H05383
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 岩田 錬 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 名誉教授 (60143038)
• 研究分担者: 寺崎 一典 岩手医科大学, 医歯薬総合研究所, 准教授 (60285632) ; 石川 洋一 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 助手 (60361200)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2016年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: マイクロスケール合成 / ワンポット合成 / フッ素-18 / 18F-標識プローブ / 自動合成 / 標識合成 / PETプローブ / FET / Fallypride / 放射性薬剤 / ワンポット標識合成 / 標識反応

研究成果の概要

18F-標識プローブのマイクロスケール合成法の開発を目指し、先ずイオン交換（Oasis MAX+MCX）により[18F]F-をターゲット水から分離捕捉し、K.222/KHCO3を含むMeOHで効率的（>90%）に回収し濃縮する方法を確立した。次に、この[18F]F-を用いて[18F]FETと[18F]fallyprideのマイクロスケール合成法の開発を行った。MeOHの留去、反応溶媒のDMSOと前駆体の添加法を種々検討し、2つの18F-標識プローブを5-10μLのスケールで80%以上の放射化学的収率で合成する方法を見出した。また、目的物は分析用HPLCカラムで迅速に精製できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今やPETによるがん診断や認知症の診断に不可欠となっている18F-標識プローブの合成を、従来の合成法に比べ1/100近くまでスケールダウンして、一滴に相当する5-10μLの反応溶媒量で行う新しいマイクロスケール合成法を世界で初めて開発した。またその自動合成装置を試作した。このマイクロスケール合成法により、使用する試薬量を大幅に減らしながら、これまで以上に効率的でより高品質な18F-標識プローブを再現性良く合成できるようになった。

研究成果

• [雑誌論文] Practical microscale one-pot radiosynthesis of 18F-labeled probes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwata R, Pascali C, Terasaki K, Ishikawa Y, Furumoto S, Yanai K.
  • 雑誌名: J Label Compd Radiopharm 巻: 17 号: 7 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1002/jlcr.3618
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Site-Specific Labeling of F-18 Proteins Using a Supplemented Cell-Free Protein Synthesis System and O-2-[18F]Fluoroethyl-L-Tyrosine: [18F]FET-HER2 Affibody Molecule (2018)
  • 著者名/発表者名: Yanai Ai、Harada Ryuichi、Iwata Ren、Yoshikawa Takeo、Ishikawa Yoichi、Furumoto Shozo、Ishida Takanori、Yanai Kazuhiko
  • 雑誌名: Molecular Imaging and Biology 巻: - 号: 3 ページ: 529-537
  • DOI: 10.1007/s11307-018-1266-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuroimaging-pathological correlations of [(18)F]THK5351 PET in progressive supranuclear palsy (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishiki A, Furukawa K, et al.
  • 雑誌名: Acta Neuropathol Commun 巻: 6 号: 1 ページ: 53-53
  • DOI: 10.1186/s40478-018-0556-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A comparison of five partial volume correction methods for Tau and Amyloid PET imaging with [(18)F]THK5351 and [(11)C]PIB. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shidahara M, Thomas BA, Okamura N, Ibaraki M, Matsubara K, Oyama S, Ishikawa Y, Watanuki S, Iwata R, Furumoto S, Tashiro M, Yanai K, Gonda K, Watabe H.
  • 雑誌名: Ann Nucl Med. 巻: 59 号: 7 ページ: 671-674
  • DOI: 10.1007/s12149-017-1185-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Correlations of (18)F-THK5351 PET with Postmortem Burden of Tau and Astrogliosis in Alzheimer Disease. (2018)
  • 著者名/発表者名: Harada R, Furukawa K, et al.
  • 雑誌名: J Nucl Med 巻: 59 号: 4 ページ: 671-674
  • DOI: 10.2967/jnumed.117.197426
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Minimization of the amount of Kryptofix 222 - KHCO 3 for applications to microscale 18 F-radiolabeling (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwata Ren、Pascali Claudio、Terasaki Kazunori、Ishikawa Yoichi、Furumoto Shozo、Yanai Kazuhiko
  • 雑誌名: Appl. Radiat. Isot. 巻: 125 ページ: 113-118
  • DOI: 10.1016/j.apradiso.2017.04.021
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Continuous-flow synthesis of N-succinimidyl 4-[18F]fluorobenzoate using a single microfluidic chip. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimura H., Tomatsu K., Saiki H., Arimitsu K., Ono M., Kawashima H., Iwata R., Nakanishi H., Ozeki E., Kuge Y., Saji H.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 11 号: 7 ページ: e0159303-e0159303
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0159303
  • NAID: 120005997759
  • 査読あり
• [雑誌論文] 18F-THK5351: A Novel PET Radiotracer for Imaging Neurofibrillary Pathology in Alzheimer Disease (2016)
  • 著者名/発表者名: Harada R, Okamura N, Furumoto S, Furukawa K, Ishiki A, Tomita N, Tago T, Hiraoka K, Watanuki S, Shidahara M, Miyake M, Ishikawa Y, Matsuda R, Inami A, Yoshikawa T, Funaki Y, Iwata R, Tashiro M, Yanai K, Arai H, Kudo Y
  • 雑誌名: J Nucl Med 巻: 57 号: 2 ページ: 208-214
  • DOI: 10.2967/jnumed.115.164848
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiosynthesis and preliminary biological evaluation of a new 18F-labeled triethylene glycol derivative of triphenylphosphonium. (2016)
  • 著者名/発表者名: Y., Iwata R., Ishikawa K., Furumoto S.
  • 雑誌名: J. Label. Compd. Radiopharm. 巻: 59 号: 3 ページ: 117-123
  • DOI: 10.1002/jlcr.3379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-Activity Relationship of 2-Arylquinolines as PET Imaging Tracers for Tau Pathology in Alzheimer’s Disease (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsuro Tago, Shozo Furumoto, Nobuyuki Okamura, Ryuichi Harada, Hajime Adachi, Yoichi Ishikawa, Kazuhiko Yanai, Ren Iwata, and Yukitsuka Kudo
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Medicine 巻: 57(4) 号: 4 ページ: 608-614
  • DOI: 10.2967/jnumed.115.166652
  • 査読あり
• [学会発表] Microscale radiosynthesis of 18F-labeled compounds (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwata Ren、Pascali Claudio、Terasaki Kazunori、Ishikawa Yoichi、Furumoto Shozo、Yanai Kazuhiko
  • 学会等名: 22nd Int. Symp. Radiopharm. Sciences
  • 国際学会