KR101051084B1 - [１８ｆ]폴리프라이드의 개선된 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리머 이온교환 카트리지에 플루오린-18을 흡착시키는 단계(단계 1); 플루오린-18이 흡착된 폴리머 이온교환 카트리지에 상이동촉매로서 40% TBAHCO3 또는 K2.2.2./K2CO3, 및 용매로서 알코올/물의 혼합용매 또는 알코올을 넣어 플루오린-18을 용출시키는 단계(단계 2); 상기 용출된 플루오린-18의 용매를 제거한 후, 토실레이트 전구체, 용매로서 CH3CN를 반응기에 넣고 반응시켜 [18F]폴리프라이드 조생성물을 제조하는 단계(단계 3); 및 상기 제조된 [18F]폴리프라이드 조생성물을 정제하는 단계(단계 4)를 포함하는 [18F]폴리프라이드의 자동화 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 [18F]폴리프라이드의 제조방법은 플루오린-18이 이온 교환 카트리지로부터 용리될 때의 염기의 종류와 농도 및 용매의 첨가량을 조절함으로써 염기에 민감한 [18F]폴리프라이드를 짧은 시간 동안 고순도, 고수율로 제조할 수 있다.
[18F]폴리프라이드, 제조방법, 자동화

Description

[１８Ｆ]폴리프라이드의 개선된 제조방법{Improved preparation method of [18F]fallypride}
본 발명은 [18F]폴리프라이드의 개선된 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 시냅스 내 신경세포막에 위치한 수용체는 도파민이나 세로토닌 같은 신경전달물질(neurotransmitter)과 작용하여 G-프로테인 링크된 수용체(G-protein linked receptors)와 리간드 문 이온 채널(ligand-gated ion channel)에 의해 중개되는 신경신호를 유발한다. 신경수용체의 일부는 시냅스전 신경세포막에 위치하여 신경전달물질을 재흡수(reuptake)하거나 신경체(cell body)에 위치하여 음성 되먹임(negative feedback) 작용을 한다. 이러한 뇌신경 전달시스템을 영상화하여 그 기능을 평가하기 위해 사용되는 방사성 추적자(radiotracer)가 결합(binding)할 수 있는 목표(target)부위는 일반적으로 신경전달물질의 생성과 이동 및 분해에 관련된 전과정이 될 수 있다. 즉 신경전달물질의 합성에 관여하는 효소, 합성된 전달물질이 저장되는 소포체막의 운반체(vesicular transporter), 시냅스로 유리되어 결합하는 시냅스후 수용체(receptor), 시냅스내 유리된 신경전달물질을 시냅스전 신경말단부위로 재흡수하는 운반체(transporter), 신경전달물질을 분해하는 효소 등에 선택적으로 결합하는 방사성 추적자를 이용하면 특정 뇌신경의 기능과 질병에 의한 변화를 영상화하고 정량화할 수 있다.
뇌신경수용체 영상에 사용되는 방사성 추적자는 일반적으로 특정 수용체에 결합력이 높고 선택적이어야 하며 수용체가 없는 조직에서의 비특이적 결합이 적어야 한다. 또한 혈관뇌장벽(blood-brain barrier)을 빠르고 쉽게 통과해야 하고 혈중에 투여된 후 대사물을 적게 생성해야 되며 생성된 대사물은 빠르게 혈중 내에서 제거되어 혈관뇌장벽을 통해 뇌로 재흡수되지 않도록 해야한다.
현재 임상이나 연구에 이용되는 방사성 추적자는 표지된 동위원소의 종류에 따라 단일광전자방출단층촬영(SPECT)이나 양전자방출단층촬영(PET)용 방사성 추적자로 구분할 수 있는데, 체내 역동학(kinetics)이 긴 추적자는 상대적으로 반감기가 긴 123I (반감기 13시간)나 99 mTc (반감기 6시간)과 같은 동위원소를 표지하여 SPECT 영상을 얻는 것이 좋으나, SPECT가 PET에 비해 영상의 해상도와 정량화의 정확도가 떨어지는 단점이 있으므로 현재는 체내 역동학이 짧아 11C (반감기 20분)이나 18F (반감기 110분)와 같은 PET용 동위원소로 표지하여 사용할 수 있는 방사성 추적자가 널리 사용되고 있다.
한편, 도파민 수용체 억제제인 [18F]폴리프라이드([18F]fallypride; {(S)-N-[(1-allyl-2-pyrrolidinyl)methyl]-5-(3-[18F]-fluoropropyl)-2,3-dimethoxybenzamide})는 D2 수용체 사이트에 대하여 매우 높은 선택성과 높은 친화도를 가지고 있어(D2 수용체 사이트에 대한 Ki = 30 pM), 현재 양전자방출단층촬영(PET)에 의한 도파민 D2/D3 수용체 영상화제로서 사용되고 있다.
신경정신질환에서 인지와 관련된 대뇌 피질성의 도파민 기능이 매우 중요하게 인식됨에 따라, [18F]폴리프라이드는 선조체(striatal) D2 수용체뿐만 아니라 비선조체(extrstriatal) 수용체에 대한 시각화(조영) 가능성에 대하여 더욱 주목받게 되었다. 또한, [18F]폴리프라이드 내의 상대적으로 긴 반감기의 방사성 핵종(플루오린-18, 반감기=110 분)은 비선조체 도파민 D2/D3 수용체의 저농도를 평가하는 데 좋은 예측값을 제공한다. 따라서, 임상 연구를 위한 [18F]폴리프라이드의 높은 방사화학적 수율 및 비방사능과 함께 효과적인 방사화학적 합성이 중요하게 되었다.
[18F]폴리프라이드의 합성은 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 토실-폴리프라이드(토실레이트 전구체)(2)에 상이동촉매(phase-transfer catalyst)를 이용하여 플루오린-18을 표지함으로써 수행될 수 있다.
Figure 112009056313573-pat00001
상기 [18F]폴리프라이드의 제조방법에 있어서, Mukgerjee 등은 토실-폴리프라이드에 플루오린-18을 직접 수작업으로 표지할 때, 약 30분의 상대적으로 긴 시간이 걸리며, 약 20-40%의 수율 및 33-63 GBq/μmol의 비방사능을 나타냄을 보고하였다. 상기 방법은 합성시 전구체의 상당한 열분해, 그에 따른 알코올의 형성, 제거반응의 결과로 나타나는 올레핀, 및 다양한 부반응으로 생성되는 다른 피크들과 분리하기 위하여, HPLC로 오랜 시간 정제하는 과정이 필요하며, 생성된 [18F]폴리프라이드는 더 높은 비방사능을 얻기 위하여 추가 정제를 해야 하는 번거로움이 있다.
이후, [18F]폴리프라이드를 자동화 합성하는 방법도 제안되었다. 상기 [18F]폴리프라이드를 자동화 합성하는 방법은 RDS-112 CPCU (CTI), TRACERlab® FX-FN fluorination module (GE Medical) 등의 모듈을 사용하는 방법이다. 이러한 종래 자동화 합성은 토실레이트 전구체를 가지고 한 단계의 방사화학적 합성으로 [18F]폴리프라이드를 제조할 수 있음에도 불구하고, 상기 수작업시와 같이 약 30-35분의 상대적으로 긴 표지 시간을 갖고, 수작업 표지 방법과 동일한 이유로 방사화학적 수율이 약 5-20%로 낮은 것으로 나타났다.
일반적으로 [18F]폴리프라이드의 자동화 합성에 있어서, 플루오린-18을 추출하기 위하여 사용되는 포획-방출(capture-release) 방식에 QMA® 또는 Chromafix® PS-HCO3 카트리지를 주로 사용하였다. 왜냐하면 플루오린-18은 중수(18O가 풍부한 물)를 이용하여 제조되므로 플루오린-18 표지시 표지 반응을 방해하는 물을 제거하기 위함이다. 그 다음으로, 플루오린-18은 상대적으로 많은 양의 K2.2.2./K2CO3, K2.2.2./CsCO3, TBAOH, TBAHCO3 등의 염기를 사용한 용리에 의해 폴리머 카트리지로부터 방출될 수 있다. 이러한 많은 양의 염기는 예상보다 많은 다양한 불순물을 유발시키므로 많은 양의 전구체가 요구되고, 방사화학적 수율 및 순도를 감소시킨다. 따라서, 염기에 민감한 [18F]폴리프라이드의 플루오린-18의 표지는 지금까지 높은 방사화학적 수율을 얻을 수 없었다.
한편, 최근 마이크로 PET에 의한 소동물 분자 영상을 위한 방사성추적자를 제조하기 위해 좀더 온화한 반응 조건을 갖는 미세유체장치가 나타났다. 상기 미세유체장치는 적은 양의 전구체 및 염기의 사용, 쉽고 좀더 효율적인 정제, 상대적으로 높은 전환 수율 및 짧은 제조 시간 등의 여러 이점을 갖는다. 그러나 임상 실험용으로 사용되는 [18F]폴리프라이드는 10 mCi 정도가 필요하나, 상기 미세 반응 장치를 이용한 [18F]폴리프라이드의 제조는 약 0.5-1.5 mCi의 적은 양에서만 좋은 결과가 나타났으며, 아직 많은 투여량 스케일의 제조는 보고된 바 없다(Current Radiopharmaceuticals, 2009, 2, 49-55).
따라서, 임상 실험용 [18F]폴리프라이드를 제조하기 위하여는 높은 방사화학적 수율을 갖는 자동화 제조가 요구된다.
이에, 본 발명자들은 높은 방사화학적 수율을 갖는 [18F]폴리프라이드의 자동화 제조방법을 연구하던 중, 플루오린-18이 이온 교환 카트리지로부터 용리될 때의 염기의 종류와 농도 및 용매의 첨가량을 조절함으로써 자동화 제조방법으로 임상 용도로 사용하기 위한 상대적으로 높은 용량과 높은 비방사능, 순도 및 짧은 제조시간에서의 [18F]폴리프라이드의 제조가 가능함을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 높은 용량과 높은 비방사능, 순도 및 짧은 제조시간을 갖는 [18F]폴리프라이드의 자동화 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
폴리머 이온교환 카트리지에 플루오린-18을 흡착시키는 단계(단계 1);
플루오린-18이 흡착된 폴리머 이온교환 카트리지에 상이동촉매로서 5.0~25 ㎕의 40% TBAHCO3 또는 K2.2.2./K2CO3(5~25 mg/0.5~3.0 mg), 및 용매로서 알코올/물(1.0/0.2(v/v))의 혼합용매 또는 알코올을 넣어 플루오린-18을 용출시키는 단계(단계 2);
상기 용출된 플루오린-18의 용매를 제거한 후, 토실레이트 전구체, 용매로서 CH3CN를 반응기에 넣고 50~120 ℃에서 5~35분 동안 반응시켜 [18F]폴리프라이드 조생성물을 제조하는 단계(단계 3); 및
상기 제조된 [18F]폴리프라이드 조생성물을 정제하여 순수한 [18F]폴리프라이드를 제조하는 단계(단계 4)를 포함하는 [18F]폴리프라이드의 자동화 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 [18F]폴리프라이드의 제조방법은 플루오린-18이 이온 교환 카트리지로부터 용리될 때의 염기의 종류와 농도 및 용매의 첨가량을 조절함으로써 종래 자동화 제조방법에서 문제된 [18F]폴리프라이드의 방사성 수율을 약 50% 이상 향상시키고, 제조시간도 약 20분 정도 단축시킴으로써 염기에 민감한 [18F]폴리프라이드를 짧은 시간 동안 고순도, 고수율로 제조하여 양전자방출단층촬영 등의 임상실험에 유용하게 사용하게 할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은
폴리머 이온교환 카트리지에 플루오린-18을 흡착시키는 단계(단계 1);
플루오린-18이 흡착된 폴리머 이온교환 카트리지에 상이동촉매로서 5.0~25 ㎕의 40% TBAHCO3 또는 K2.2.2./K2CO3(5~25 mg/0.5~3.0 mg), 및 용매로서 알코올/물(1.0/0.2(v/v))의 혼합용매 또는 알코올을 넣어 플루오린-18을 용출시키는 단계(단계 2);
상기 용출된 플루오린-18의 용매를 제거한 후, 토실레이트 전구체, 용매로서 CH3CN를 반응기에 넣고 50~120 ℃에서 5~35분 동안 반응시켜 [18F]폴리프라이드 조생성물을 제조하는 단계(단계 3); 및
상기 제조된 [18F]폴리프라이드 조생성물을 정제하여 순수한 [18F]폴리프라이드를 제조하는 단계(단계 4)를 포함하는 [18F]폴리프라이드의 자동화 제조방법을 제공한다.
먼저, 단계 1은 폴리머 이온교환 카트리지에 플루오린-18을 흡착시키는 단계이다.
상기 단계에서는 통상의 방법으로 폴리머 이온교환 카트리지에 플루오린-18이 함유된 중수를 통과시킴으로써 플루오린-18을 흡착시킬 수 있다.
이때, 폴리머 이온교환 카트리지로는 QMA® 카트리지 또는 Chromafix® PS-HCO3 카트리지를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다음으로, 단계 2는 상기 단계 1에서 플루오린-18이 흡착된 폴리머 이온교환 카트리지에 상이동촉매 및 용매를 넣어 플루오린-18을 용출시키는 단계이다.
상기 폴리머 이온교환 카트리지에 흡착된 플루오린-18은 상이동촉매(염기)에 의해 폴리머 카트리지로부터 방출될 수 있다. 이때 상이동촉매를 많이 용리시키면 다양한 불순물을 유발될 수 있으므로 상이동촉매는 최소화시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 상이동촉매는 40% TBAHCO3 또는 K2.2.2./K2CO3를 사용할 수 있다.
이때, 상이동촉매로서 40% TBAHCO3를 사용하는 경우, 사용량은 5.0~25 ㎕인 것이 바람직하다. 만일, 40% TBAHCO3의 사용량이 5.0 ㎕ 미만인 경우에는 F-18이 카트리지로부터 용출이 잘 되지 않는 문제가 있고, 30 ㎕를 초과하면 반응 수율이 저하되고 부반응이 많이 생기는 문제가 있다.
또한, 상이동촉매로서 K2.2.2./K2CO3를 사용하는 경우, 사용량은 K2.2.2는 특별히 제한되지 않으나 통상적으로 5~25 mg을 사용하며, K2CO3는 0.5~3.0 mg을 사용하는 것이 바람직하다. 만일, K2CO3의 사용량이 0.5 mg 미만인 경우에는 F-18이 카트리지로부터 용출이 잘 되지 않는 문제가 있고, 3.0 mg를 초과하면 반응 수율이 저하되고 부반응이 많이 생기는 문제가 있다.
본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 상이동촉매를 용리하는 용매는 알코올/물의 혼합용매 또는 알코올인 것이 바람직하다. 이때, 상기 알코올로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, t-부탄올, t-아밀알코올, 2,3-디메틸부탄-2-올 등의 C1~C6의 직쇄 또는 측쇄 알코올을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 알코올/물의 부피비(v/v)는 1.0/0.2인 것이 바람직하다. 만일, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 용출된 용매를 제거하는 시간이 오래 걸리나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상이동촉매의 종류와 양을 변화시키면서 플루오린-18의 회수(용출)율을 측정한 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이 상이동촉매로서 40% TBAHCO3 10 ㎕ 또는 K2.2.2./K2CO3(11/0.8 mg)을 사용하고, 용매로서 MeOH/H2O(1.0/0.2 ㎖)를 사용할 때 플루오린-18의 회수율이 95% 이상으로 높게 나타났으며, 이후 단계를 통해 제조된 [18F]폴리프라이드의 방사성 수율도 높게 나타났다(표 2 참조).
따라서 본 발명에 따른 [18F]폴리프라이드의 제조시, 상이동촉매로서 40% TBAHCO3 또는 K2.2.2./K2CO3(11/0.8 mg)을 사용하고 용매로서 MeOH/H2O(1.0/0.2(v/v)) 또는 MeOH를 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 단계 3은 상기 단계 2에서 용출된 플루오린-18의 용매를 제거한 후, 토실레이트 전구체, 용매로서 CH3CN를 반응기에 넣고 반응시켜 [18F]폴리프라이드 조생성물을 제조하는 단계이다.
본 발명에서 상이동촉매로서 40% TBAHCO3 10 ㎕ 및 용리 용매로서 MeOH/H2O(1.0/0.2 ㎖)를 사용함에 있어서, 반응시간을 30분 동안 수행할 때와 10분 동안 수행할 때에 거의 동일한 수준의 방사성 수율을 갖는 [18F]폴리프라이드가 수득되는 것으로 나타났다(표 2 참조). 그러나, [18F]폴리프라이드는 방사성 물질이므로 반감기가 있어 시간이 지날수록 사용할 수 있는 방사능이 감소되기 때문에, 제조시 총 반응시간이 짧을수록 유리하다. 따라서 상기 단계에서의 반응 시간은 10분 내외인 것이 바람직하다.
다음으로, 단계 4는 상기 단계 3에서 제조된 [18F]폴리프라이드 조생성물을 정제하여 순수한 [18F]폴리프라이드를 제조하는 단계이다.
상기 단계에서는 통상적인 정제방법을 사용할 수 있으며, 일례로 HPLC 방법을 사용하여 [18F]폴리프라이드 조생성물을 정제하여 순수한 [18F]폴리프라이드를 제조할 수 있다.
상기 방법으로 제조된 [18F]폴리프라이드는 감쇄 보정하여 70%의 방사화학적 수율을 가지며, 97% 이상의 순도 및 140-192 GBq/μmol의 비방사능을 나타내었다. 또한, 총 제조시간에 있어서, 약 50분 정도가 소요되어 종래 방법보다 짧은 제조시 간을 나타내었다.
따라서, 본 발명에 따른 [18F]폴리프라이드의 제조방법은 플루오린-18이 이온 교환 카트리지로부터 용리될 때의 염기의 종류와 농도 및 용매의 첨가량을 조절함으로써 종래 자동화 제조방법에서 문제된 [18F]폴리프라이드의 방사성 수율을 약 40% 이상 향상시키고, 제조시간도 약 20분 정도 단축시킴으로써 염기에 민감한 [18F]폴리프라이드를 짧은 시간 동안 고순도, 고수율로 제조하여 양전자방출단층촬영 등의 임상실험에 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 [18F]폴리프라이드 뿐만 아니라 염기에 민감한 FP-CIT(N-2-fluoropropyl-3-b-(4-iodophenyl)nortropane-2-b-carboxylic acid), FAZA(1-(5-Deoxy-5-fluoro-a-D-arabinofuranosyl)-2-nitroimidazole), FDDNP(2-(1.1-dicyanopropen-2-yl)-6-(fluoroethyl)methylamino)naphthalene) 등의 제조에도 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 > [ 18 F] 폴리프라이드의 제조
모든 시판 시약 및 용매는 특별한 경우가 아니면 추가 정제없이 사용하였다. 시약 및 용매는 Sigma-Alrich(U.S.)로부터 구입하였다. [18F]폴리프라이드를 위한 토실레이트 전구체((S)-N-[(1-allyl-2-pyrrolidinyl)methyl]-5-(3-toluenesulfonyloxypropyl)-2,3-dimethoxybenzamide) 및 표준 [19F]폴리프라이드는 퓨쳐켐(서울, 한국)으로부터 얻었다. 중수(H2 18O)는 Taiyo Nippon Sanso Corporation로부터 구입하였다. 18F-플루오라이드는 분당서울대학교병원에서 제조하였다. Chromafix® PS-HCO3 카트리지는 Macherey-Nagel Ins., (Germany, Cat. No.: 731876)로부터 구입하였다. Sep-Pak® Plus Short tC18 카트리지는 Waters Corp. (U.S., Part No.: WAT036810)로부터 구입하였다.
각 단계의 모든 방사성활성은 VDC-500를 이용하여 측정하였다. 모든 방사화학적 수율은 기재하지 않은 한 감쇄보정(decay-corrected)된 값이다.
구체적으로, 상기 [18F]폴리프라이드는 도 1의 TRACERlab® FX-FN 화학 모듈(GE Healthcare)을 이용하여 제조하였다.
먼저, [18F]플루오라이드(8.1-26 GBq in H2 18O)가 플루오린-18 저장소에 운반된 후, Chromafix® PS-HCO3 카트리지에 포집되기 위하여 160초 동안 이동되었다(단 계 1). 다음으로 포집된 플루오린-18이 있는 Chromafix® PS-HCO3 카트리지에 바이알 1에 있는 MeOH/H2O(1.0/0.2 ㎖)에 용해된 TBAHCO3(10 ㎕)를 통과시킨 후, 반응 용기로 이동시켰다(단계 2). 진공 및 He 가스에 의해 65-95 ℃에서 315초 동안 완전히 건조시킨 후, 바이알 3에 있는 CH3CN(1 ㎖)에 용해된 토실레이트 전구체(2 mg)을 상기 반응 용기에 첨가시키고 100 ℃에서 10분 동안 반응시켰다(단계 3). 이후 압축공기에 의해 40 ℃로 냉각시키고, 바이알 5 및 바이알 6의 HPLC 용매를 첨가하여 생성물을 세척한 후, 자동적으로 HPLC 시스템으로 주입되어 정제과정을 거쳐 본 발명에 따른 [18F]폴리프라이드를 제조하였다(단계 4).
HPLC의 정제는 이동상으로서 0.6% 트리에틸아민이 포함된 70% CH3CN/H2O를 사용하고, 7 ㎖/min의 유속으로 수행되었으며, UV 검출기(280 nm) 및 감마선 검출기를 이용하여 검출하였다. 수집된 [18F]폴리프라이드 분획은 약 12.5~13.5분에서 HPLC로부터 물 100 ㎖가 들어있는 바이알 10으로 운반되었다. 희석된 용액은 tC18 Sep-Pak 카트리지로 이동되어 [18F]폴리프라이드만 포집되고, HPLC 용매는 제거되었다. 상기 카트리지는 바이알 9의 물 10 ㎖로 세척된 다음 바이알 8의 에탄올 1 ㎖에 의해 수집되었다. 마지막으로 바이알 7의 식염수 10 ㎖를 멸균 바이알에 용리시켜 10% 에탄올/식염수로 조정하였다. 그 결과, [18F]폴리프라이드를 약 68±1.6%(decay-corrected, n=11)의 방사성 수율로 수득하였으며, 총 제조시간은 51± 1.2분이 소요되었다.
<분석>
제조된 [18F]폴리프라이드를 확인하기 위하여, 감마선과 UV 검출기로 검출하여 HPLC 크로마토그래피로 나타내었다. 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 있어서, 상부 그래프는 감마선으로 검출한 그래프이고, 하부 그래프는 UV로 검출한 그래프이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 감마선으로 검출한 그래프에서 큰 피크가 관찰되었으나, 동일 위치의 UV 검출 그래프에서는 피크가 관찰되지 않았다. 이로부터 제조된 물질이 높은 순도로 제조되었음을 확인할 수 있다.
또한, 제조된 물질이 [18F]폴리프라이드임을 확인하기 위하여, 동일한 화학식을 가지나 비방사성인 [19F]폴리프라이드를 함께 넣고 HPLC를 수행하고 감마선과 UV 검출기로 검출하여 HPLC 크로마토그래피로 나타내었다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 있어서, 빨간색 그래프는 감마선으로 검출한 그래프이고, 검정색 그래프는 UV로 검출한 그래프이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, UV로 검출된 피크와 감마선으로 검출된 피크가 동일 위치에 위치하는 것을 알 수 있다. 이로부터 본 발명에 따라 제조된 물질은 방 사성을 갖는 [18F]폴리프라이드임을 확인할 수 있다.
< 실험예 1> 플루오린-18의 회수율 측정
Chromafix® PS-HCO3 카트리지에서 플루오린-18의 분리는 Chromafix® PS-HCO3 카트리지에 중수 내의 방사능 플루오린-18이 포집된 후, 상이동촉매(염기) 및 용리 용매에 의해 플루오린-18이 용리되어 회수됨으로써 이루어진다.
상기 회수되는 플루오린-18의 양은 본 발명에 따른 [18F]폴리프라이드의 제조시 반응물로서 [18F]폴리프라이드의 수율에 영향을 미치므로, 최적의 상이동촉매(염기) 및 용리 용매의 조합을 알아내기 위하여 다음과 같이 플루오린-18의 회수율을 측정하였다.
구체적으로 상이동촉매(염기)로서 K2.2.2./K2CO3 또는 40% TBAHCO3를 사용하였으며, 용리 용매로서 CH3CN/H2O 또는 MeOH/H2O를 사용하였다. 상기 상이동촉매(염기)의 농도를 변화시키면서 Chromafix® PS-HCO3 카트리지에서의 플루오린-18의 회수율을 측정하여 표 1에 나타내었다.
구분 상이동촉매(염기) 용매(1.0/0.2 ㎖) 플루오린-18의 회수율(%)
1 K2.2.2./K2CO3(5.5/0.5 mg) CH3CN/H2O ~18
2 K2.2.2./K2CO3(5.5/1.5 mg) CH3CN/H2O ~57
3 K2.2.2./K2CO3(13/3.0 mg) CH3CN/H2O >95
4 K2.2.2./K2CO3(11/0.5 mg) MeOH/H2O ~88
5 K2.2.2./K2CO3(11/0.8 mg) MeOH/H2O >95
6 40% TBAHCO3 (10 ㎕) CH3CN/H2O ~52
7 40% TBAHCO3 (20 ㎕) CH3CN/H2O ~74
8 40% TBAHCO3 (30 ㎕) CH3CN/H2O >95
9 40% TBAHCO3 (5 ㎕) MeOH/H2O ~80
10 40% TBAHCO3 (10 ㎕) MeOH/H2O >95
표 1에 나타낸 바와 같이, 상이동촉매(염기)가 K2.2.2./K2CO3(13/3.0 mg)이고 용매가 CH3CN/H2O일 때, K2.2.2./K2CO3(11/0.8 mg)이고 용매가 MeOH/H2O일 때, 상이동촉매(염기)가 40% TBAHCO3 (30 ㎕)이고 용매가 CH3CN/H2O일 때, 및 상이동촉매(염기)가 40% TBAHCO3 (10 ㎕)이고, 용매가 MeOH/H2O일 때 플루오린-18의 회수율이 95% 이상으로 높게 나타나는 것을 알 수 있다.
< 실험예 2> 방사성 수율 및 총 제조시간 측정
본 발명에 따른 [18F]폴리프라이드의 제조방법에 있어서, 상이동촉매(염기) 및 용리 용매가 제조된 [18F]폴리프라이드의 방사성 수율 및 총 제조시간에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.
상기 실험예 1에서 가장 좋은 플루오린-18 회수율을 나타낸 4가지의 상이동촉매(염기) 및 용매의 조합을 가지고 반응시간을 30분 또는 10분으로 하여 실시예와 동일한 방법으로 [18F]폴리프라이드를 제조한 다음, 제조된 [18F]폴리프라이드의 방사성 수율 및 총 제조시간을 측정하여 표 2에 나타내었다.
구분 상이동촉매(염기) 용매
(1.0/0.2 ㎖)		 반응시간
(분)		 방사성 수율
(%)		 총 제조시간
(분)
1 K2.2.2./K2CO3
(13/3.0 mg)		 CH3CN/H2O 30 26±4.9 74±1.2
2 K2.2.2./K2CO3
(11/0.8 mg)		 MeOH/H2O 30 71±1.9 74±1.2
3 40% TBAHCO3 (30 ㎕) CH3CN/H2O 30 44±4.1 74±1.2
4 40% TBAHCO3 (10 ㎕) MeOH/H2O 30 71±1.2 74±1.2
5 40% TBAHCO3 (10 ㎕) MeOH/H2O 10 68±1.6 51±1.2
표 2에 나타낸 바와 같이, 상이동촉매(염기)가 40% TBAHCO3 (10 ㎕)이고, 용매가 MeOH/H2O일 때(4, 5번 경우), 다른 경우보다 제조된 [18F]폴리프라이드의 방사성 수율이 68~71%로 높게 나타나며, 140-192 GBq/μmol의 비방사능을 나타내었다. 상이동촉매(염기)가 K2.2.2./K2CO3(11/0.8 mg)일 때(2번 경우) 역시 71%로 높은 수율로 합성되었지만 [18F]폴리프라이드와 부반응 물질이 HPLC에서 같은 시간에 용출되어 낮은 비방사능을 나타내었다.
또한 반응시간에 있어서, 동일하게 상이동촉매(염기)를 40% TBAHCO3 (10 ㎕)로 하고, 용매를 MeOH/H2O로 한 경우, 반응시간을 30분으로 한 경우에는 제조된 [18F]폴리프라이드 방사성 수율이 71%로 나타났고, 반응시간을 10분으로 한 경우에는 제조된 [18F]폴리프라이드 방사성 수율이 68%로 나타남으로써 반응시간을 30분으로 할 때에 더 좋은 방사성 수율을 얻는 것으로 보이나, 상기 표 2의 방사성 수율값은 감쇄보정(decay-corrected)된 값으로써, 감쇄보정되지 않은 값으로는 두 경우 모두 46~49%로 비슷한 방사화학적 수율을 나타내었다.
따라서, 결과적으로 상이동촉매(염기)가 40% TBAHCO3 (10 ㎕)이고, 용매가 MeOH/H2O이며, 반응시간을 10분으로 조절한 경우에 방사성 수율도 높게 나오고 총 제조시간도 다른 경우에 비하여 20분 이상 짧은 것으로 나타나므로, [18F]폴리프라이드의 제조시 가장 최적의 조건임을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 [18F]폴리프라이드 제조용 TRACERlab® FX-FN 화학 모듈(GE Healthcare)의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 [18F]폴리프라이드의 HPLC 크로마토그램이다(상단: 감마선 검출, 하단: UV 검출).
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 [18F]폴리프라이드 및 표준 [19F]폴리프라이드의 혼합물의 HPLC 크로마토그램이다(빨간색: 감마선 검출, 검정색: UV 검출).

Claims (6)

  1. 폴리머 이온교환 카트리지에 플루오린-18을 흡착시키는 단계(단계 1);
    플루오린-18이 흡착된 폴리머 이온교환 카트리지에 상이동촉매로서 5.0~25 ㎕의 40% TBAHCO3 또는 K2.2.2./K2CO3(5~25 mg/0.5~3.0 mg), 및 용매로서 알코올/물(1.0/0.2(v/v))의 혼합용매 또는 알코올을 넣어 플루오린-18을 용출시키는 단계(단계 2);
    상기 용출된 플루오린-18의 용매를 제거한 후, 토실레이트 전구체, 용매로서 CH3CN를 반응기에 넣고 50~120 ℃에서 5~35분 동안 반응시켜 [18F]폴리프라이드 조생성물을 제조하는 단계(단계 3); 및
    상기 제조된 [18F]폴리프라이드 조생성물을 정제하여 순수한 [18F]폴리프라이드를 제조하는 단계(단계 4)를 포함하는 [18F]폴리프라이드의 자동화 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 이온교환 카트리지는 QMA® 카트리지 또는 Chromafix® PS-HCO3 카트리지인 것을 특징으로 하는 [18F]폴리프라이드의 자동화 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단계 2의 알코올은 C1~C6의 직쇄 또는 측쇄 알코올인 것을 특징으로 하는 [18F]폴리프라이드의 자동화 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제조방법으로 제조된 [18F]폴리프라이드는 65~75%의 방사화학적 수율을 나타내는 것을 특징으로 하는 [18F]폴리프라이드의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제조방법의 총 제조시간은 40~55분이 소요되는 것을 특징으로 하는 [18F]폴리프라이드의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제조방법은 추가적으로 염기에 민감한 FP-CIT(N-2-fluoropropyl-3-b-(4-iodophenyl)nortropane-2-b-carboxylic acid), FAZA(1-(5-Deoxy-5-fluoro-a-D-arabinofuranosyl)-2-nitroimidazole) 또는 FDDNP(2-(1.1-dicyanopropen-2-yl)-6-(fluoroethyl)methylamino)naphthalene)의 제조에도 적용될 수 있는 것을 특징으로 하는 [18F]폴리프라이드의 제조방법.
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