マイクロリアクターによる18F-標識プローブ合成多目的装置の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25293257
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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, 教授 (60143038)
• 研究分担者: 古本 祥三 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 准教授 (00375198) ; 高橋 和弘 独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, ユニットリーダー (20370257)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 分子イメージング / マイクロリアクター / 標識合成 / PET / 標識プローブ / 自動合成

研究概要

本研究では、18F-標識フッ素イオンの電気化学的濃縮使い捨てチップを使用する迅速で効率的な多目的マイクロリアクター合成装置の開発を目指し、種々の18F-標識プローブをターゲットプローブとして取り上げ、新チップステージ開発、中間蒸発チップの開発、固相抽出カラムによる簡便精製、等の課題を3年間で解決する。研究開始の初年度で得られた成果を以下の通りである。
①　種々のペプチド・タンパク質の18Ｆ標識に利用可能な18Ｆ標識フルオロメチルタイロシン（FMT）のマイクロリアクターによる合成と精製法を確立した。中間体であるCH2BrF生成とFMT合成用反応溶媒への捕集条件の最適化を行い、反応物をHPLCで精製した。その最終的な収率は3～10%、全合成時間は30分であった。今後この確立したマイクロリアクター合成条件でFMTを安定的に合成し、種々のペプチド・タンパク質合成に応用する予定である。
②　我々が独自に開発した低酸素細胞イメージング剤18F標識FRP-170のマイクロリアクターによる合成と市販の使い捨て固相抽出カートリッジENVI-Carbによる精製法を確立した。合成収率は約55%、全合成時間は40分であった。得られたFRP-170は十分高い化学的・放射化学的純度を持ち、注射液として適するものであった。本法により迅速かつ高収率のFRP-170が合成でき、HPLCを使用せずに固相抽出法だけで簡便に注射液として精製できたことは、マイクロリアクター合成の有用性と実用性を実証したと言える。
③　反応途中における濃縮法の開発は本研究において重要なテーマであるが、これまでの経験に基づいて新たな中間濃縮（蒸発）チップを設計し試作した。今後FMT合成などに利用して評価を進める。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初ターゲットプローブとしてFLTを取り上げ高温加熱可能な反応ステージの開発を課題としていたが、まず多くの合成経験があるFMTとFRP-170を取り上げたため高温反応の必要性がなくなり、次年度回しとなった。また、今年度は実験に必要なサイクロトロン照射の割り当てが電気料金高騰のために減少し、実験回数がかなり不足して研究の進捗が予想を下回ってしまった。

今後の研究の推進方策

平成26年度では、高温加熱ステージ以上に重要な18F-フッ素イオンの高濃縮用チップステージの開発を優先する。また、18F-フッ素イオン濃縮チップ内での濃縮－標識反応のワンチップ化も試みて一層の微量合成化を進める。実験回数に関しては、サイクロトロンの使用料金を本経費から支出して優先的に確保するとともに、学外の施設の積極的な利用を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Standardized uptake value in high uptake area on positron emission tomography with 18F-FRP170 as a hypoxic cell tracer correlates with intratumoral oxygen pressure in glioblastoma. (2014)
  • 著者名/発表者名: Beppu T., Terasaki K., Sasaki T. Fujiwara S., Matsuura H., Ogasawara K., Sera K., Yamada N., Sugai T., Kudo K., Sasaki M., Ehara S., Iwata R., Takai Y.
  • 雑誌名: Mol. Imag. Biol. 巻: 16 ページ: 127-135
  • DOI: 10.1007/s11307-013-0670-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and preliminary evaluataion of 2-arylhydroxyquinoline derivatives for tau imaging. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tago T., Furumoto S., Okamura N., Harada R., Ishikawa Y., Yanai K. Iwata R., Kudo Y.
  • 雑誌名: J. Label. Compd. Radiopharm. 巻: 57 ページ: 18-24
  • DOI: 10.1002/jlcr.3133
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-vitro and in-vivo characterization of 2-deoxy-2-[18F]fluoro-D-mannose as a tumor-imaging agent for positron emission tomography. (2013)
  • 著者名/発表者名: Furumoto S., Shinbo R., Iwata R., Ishikawa Y., Yanai K., Yoshioka T., Fukuda H.
  • 雑誌名: J. Nucl. Med. Mol. Imag. 巻: 54 ページ: 1354-1361
  • DOI: 10.2967/jnumed.112.113571
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel 18F-labeled arylquinoline derivatives for non-invasive imaging of tau pathology inAlzheimer’s disease. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamura N., Furumoto S., Harada R., Tago T., Yoshikawa T., Fodero-Tavoletti M., Mulligan R.S., Villemagne V.L., Akatsu H., Yamamoto T., Arai H., Iwata R., Yanai K., Kudo Y
  • 雑誌名: Nucl. Med. Mol. Imag. 巻: 54 ページ: 1420-1427
  • DOI: 10.2967/inumed.112.117341
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 18F-Labeled BF-227 derivative as a potential radioligand for imaging dense amyloid plaques by positron emission tomography. (2013)
  • 著者名/発表者名: Furumoto S., Okamura N., Furukawa K., Tashiro M., Ishikawa Y., Sugi K., Tomita N., Waragai M., Harada R., Tago T., Iwata R., Yanai K., Arai H., Kudo Y.
  • 雑誌名: Mol Imaging Biol. 巻: 15 ページ: 497-506
  • DOI: 10.1007/s11307-012-0608-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the biodistribution and radiation dosimetry of the 18F-labelled amyloid imaging probe [18F]FACT in humans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shidahara M., Tashiro M., Okamura N., Furumoto S., Furukawa K., Watanuki S., Hiraoka K., Miyake M., Iwata R., Tamura H., Arai H., Kudo Y., Yanai K.
  • 雑誌名: Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imag. Res. 巻: 3 ページ: 32
  • DOI: 10.1186/2191-219x-3-32
  • 査読あり