RU2588144C1 - Method of producing synthetic metal-polymer complexes of radioisotope gallium-68 - Google Patents

Method of producing synthetic metal-polymer complexes of radioisotope gallium-68 Download PDF

Info

Publication number
RU2588144C1
RU2588144C1 RU2015113839/04A RU2015113839A RU2588144C1 RU 2588144 C1 RU2588144 C1 RU 2588144C1 RU 2015113839/04 A RU2015113839/04 A RU 2015113839/04A RU 2015113839 A RU2015113839 A RU 2015113839A RU 2588144 C1 RU2588144 C1 RU 2588144C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer
mol
dota
vinylpyrrolidone
vinylamine
Prior art date
Application number
RU2015113839/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Иосифовна Гаврилова
Ольга Владимировна Назарова
Евгений Федорович Панарин
Валерий Дмитриевич Красиков
Сергей Владимирович БУРОВ
Николай Иванович Горшков
Сергей Васильевич Шатик
Александр Владимирович Токарев
Павел Сергеевич Челушкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Application granted granted Critical
Publication of RU2588144C1 publication Critical patent/RU2588144C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to chemistry of high-molecular compounds and nuclear medicine, namely to method of producing synthetic metal-polymer complexes of gallium-68 radioisotopes. Complex includes water-soluble copolymer of N-vinylpyrrolidone with allyl-or N-vinylamine with molecular weight of 5,000-50,000 Da, containing N-vinylpyrrolidone m = 95-60 mol. % and allyl- or N-vinylamine n = 5-40 mol. %. Method involves adding copolymer chelate node, such as 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate (DOTA) (z = 1-20 mol%) to obtain polymer carrier, carrier polymer interaction with added chelate unit with radionuclide, represented by positron emitter gallium-68, in water solution in oxygen or in inert gas atmosphere at temperature of 60-95 °C at pH 1-5.5 and carrier polymer concentration of 5-20 wt% for 15-30 minutes to produce metal-polymer conjugate of following structure:
Figure 00000008
, where n, m, z are numbers of repeating units allyl-(X = 1) or N-vinylamine (X = 0), N-vinylpyrrolidone and DOTA respectively.
EFFECT: method enables to create new synthetic macromolecular radiopharmaceuticals (RP) for more accurate and reliable early diagnosis of new growths by positron emission tomography (PET).
1 cl, 2 dwg, 4 ex

Description

Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений и ядерной медицины и ставит задачу создания синтетических биологически активных полимерных носителей, меченных радионуклидом галлия-68, для получения радиофармацевтических препаратов (РФП) для экспрессной диагностики новообразований организма методом позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ). ПЭТ является современной неинвазивной медицинской диагностической технологией, основанной на введении позитрон-излучающих радионуклидов в биологически активные молекулы. Этот подход позволяет получать высокоспецифичные изображения тканей, органов и протекающих in vivo молекулярных процессов. За последнее десятилетие в мире резко возрос интерес к клиническому применению препаратов, меченных 68uGa. Этот интерес вызван разработкой коммерческих генераторов 68Ge/68Ga, позволяющих получать радионуклид без использования циклотрона. 68Ga (Т1/2=67,71 мин) распадается путем электронного захвата (ЭЗ) (10%) и испускания позитронов (90%, Еβ+=1900 кэВ). Распад сопровождается испусканием аннигиляционных γ-квантов (Еγ=511 кэВ, выход 180%) и γ-квантов с энергией Еγ=1077,4 кэВ (выход 2,93%). Такие энергетические характеристики 68Ga позволяют получать РФП необходимой активности, не создавая при этом значительной дозовой нагрузки на организм. Кроме того, катион 68Ga3+ может образовывать устойчивые комплексные соединения с различными лигандами, что делает его пригодным для синтеза большого количества биологически активных комплексов, меченых малых молекул и макромолекул различного функционального назначения.The invention relates to the field of chemistry of macromolecular compounds and nuclear medicine and sets the task of creating synthetic biologically active polymer carriers labeled with gallium-68 radionuclide, for the production of radiopharmaceuticals (RFPs) for the rapid diagnosis of neoplasms of the body by positron emission tomography (PET). PET is a modern non-invasive medical diagnostic technology based on the introduction of positron-emitting radionuclides in biologically active molecules. This approach allows one to obtain highly specific images of tissues, organs, and molecular processes occurring in vivo. Over the past decade, interest in the clinical use of drugs labeled with 68u Ga has sharply increased in the world. This interest is caused by the development of commercial generators 68Ge / 68 Ga, allowing to obtain a radionuclide without the use of a cyclotron. 68 Ga (T 1/2 = 67.71 min) decays by electron capture (ES) (10%) and emission of positrons (90%, Eβ + = 1900 keV). The decay is accompanied by the emission of annihilation gamma quanta (Eγ = 511 keV, 180% yield) and gamma quanta with an energy Eγ = 1077.4 keV (yield 2.93%). Such energy characteristics of 68 Ga make it possible to obtain the radiopharmaceutical of the required activity, without creating a significant dose load on the body. In addition, cation 68 Ga 3+ can form stable complex compounds with various ligands, which makes it suitable for the synthesis of a large number of biologically active complexes, labeled small molecules and macromolecules of various functional purposes.

На сегодняшний день изучено большое количество различных соединений, меченых 68Ga, от 68Ga-цитрата и 68Ga-апотрансферрина для визуализации инфекционных очагов и воспалений до сложных высокомолекулярных биоконьюгатов, меченных 68Ga и стабилизированных нерадиоактивными элементами [Melpomeni Fania, Joao P. Andre and Helmut R. Maecke Contrast Media Mol. Imaging, 2008, V. 3, P. 67-77 41. Abstracts of 1st World Congress on Ga-68 and Peptide Receptor Radionuclide Theapy (PRRNT). // World Journal of Nuclear Medicine, 2011, V. 10 (1), P. 25-107].To date, a large number of various compounds labeled with 68 Ga have been studied, from 68 Ga-citrate and 68 Ga-apotransferrin to visualize infectious foci and inflammations to complex high molecular weight bio-conjugates labeled with 68 Ga and stabilized with non-radioactive elements [Melpomeni Fania, Joao P. Andre and Helmut R. Maecke Contrast Media Mol. Imaging, 2008, V. 3, P. 67-77 41. Abstracts of 1st World Congress on Ga-68 and Peptide Receptor Radionuclide Theapy (PRRNT). // World Journal of Nuclear Medicine, 2011, V. 10 (1), P. 25-107].

В качестве носителей для 68Ga используют пептиды, белки, антитела и др. [WO 1999056792 А1, 1999, US Pat Appl 20130310537, 2013, US 7011816 B2, 2006 Tiina Ujula, Satu

Figure 00000001
, Pauliina Virsu, Petteri Lankinen, Tatu J.
Figure 00000002
, Anu Autio, Gennady G. Yegutkin, Juhani Knuuti, Sirpa Jalkanen, Anne Roivainen. Nuclear Medicine and Biology, 2009, V. 36, P. 631-641].Peptides, proteins, antibodies, etc. are used as carriers for 68 Ga. [WO 1999056792 A1, 1999, US Pat Appl 20130310537, 2013, US 7011816 B2, 2006 Tiina Ujula, Satu
Figure 00000001
, Pauliina Virsu, Petteri Lankinen, Tatu J.
Figure 00000002
, Anu Autio, Gennady G. Yegutkin, Juhani Knuuti, Sirpa Jalkanen, Anne Roivainen. Nuclear Medicine and Biology, 2009, V. 36, P. 631-641].

В настоящее время в мировой клинической практике приняты циклические пептиды - аналоги соматостатина, меченые 68Ga (ДОТА-ТАТЕ, ДОТА-ТОС), и аналога циклического пептида - октреотида - ДОТА-NOC [WO 2013029616 A1, 2013, US 7122622 В2, 2006, WO 2012138251 А1, 2012], которые демонстрируют высокое накопление в опухолевых тканях различной морфологии.Currently, cyclic peptides - analogues of somatostatin labeled with 68 Ga (DOTA-TATE, DOTA-TOC), and an analog of the cyclic peptide - octreotide - DOTA-NOC [WO 2013029616 A1, 2013, US 7122622 B2, 2006, WO 2012138251 A1, 2012], which exhibit high accumulation in tumor tissues of various morphologies.

Однако приведенные аналоги являются скорее исключением, поскольку введение металлов в состав биомолекул с малой молекулярной массой, как правило, приводит к нарушению их транспортных свойств. При этом происходит неселективное накопление радиоактивности в органах и тканях организма, мышечной ткани и кровотоке, что снижает контрастность визуализации опухолей. Недостатком также является сложная процедура получения исходных пептидов и прививка того или иного полифункционального хелатного узла.However, the above analogues are rather the exception, since the introduction of metals into the composition of low molecular weight biomolecules, as a rule, leads to a violation of their transport properties. In this case, non-selective accumulation of radioactivity in the organs and tissues of the body, muscle tissue and blood flow occurs, which reduces the contrast of the imaging of tumors. The disadvantage is the complicated procedure for obtaining the initial peptides and the vaccination of a polyfunctional chelate node.

Разумной альтернативой пептидам являются макромолекулы с высокой молекулярной массой (белки, антитела). В этом случае введение тяжелого металла существенным образом не отражаться на свойствах получаемого конъюгата.A reasonable alternative to peptides are macromolecules with a high molecular weight (proteins, antibodies). In this case, the introduction of a heavy metal does not significantly affect the properties of the resulting conjugate.

Известны макромолекулы, меченые 68Ga, такие как антитела, содержащие хелатный лиганд (например, ДОТА - 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетраацетат) [WO 2003048207 А2, 2002], белки [68Ga-ДОТА-VAP-P1 (VAP-P1 - селективный аналог белка) Tiina Ujula, Satu

Figure 00000001
, Pauliina Virsu, Petteri Lankinen, Tatu J.
Figure 00000002
, Anu Autio, Gennady G. Yegutkin, Juhani Knuuti, Sirpa Jalkanen, Anne Roivainen. Nuclear Medicine and Biology, 2009, V. 36, P. 631-641], сложные конъюгированные системы, содержащие лейкоциты, связанные с водорастворимыми полимерами и полидентатным хелатным узлом [US 20120107232 А1, 2012]. 68 Ga-labeled macromolecules are known, such as antibodies containing a chelate ligand (for example, DOTA - 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate) [WO 2003048207 A2, 2002], proteins [ 68 Ga-DOTA-VAP-P1 (VAP-P1 is a selective analogue of the protein) Tiina Ujula, Satu
Figure 00000001
, Pauliina Virsu, Petteri Lankinen, Tatu J.
Figure 00000002
, Anu Autio, Gennady G. Yegutkin, Juhani Knuuti, Sirpa Jalkanen, Anne Roivainen. Nuclear Medicine and Biology, 2009, V. 36, P. 631-641], complex conjugated systems containing leukocytes associated with water-soluble polymers and a polydentate chelate site [US 20120107232 A1, 2012].

Общими недостатками природных макромолекул являются: сложная процедура выделения, очистки и идентификации предшественников; неконтролируемое введение хелатных узлов для связывания радиоизотопов по причине наличия большого количества свободных активных функциональных амино- и карбоксильных групп; крайне высокая стоимость конечных РФП.Common disadvantages of natural macromolecules are: a complex procedure for the isolation, purification and identification of precursors; uncontrolled administration of chelating nodes to bind radioisotopes due to the presence of a large number of free active functional amino and carboxyl groups; extremely high cost of end radiopharmaceuticals.

Наиболее близким прототипом по технической сущности и достигаемому результату является конъюгированный сополимер фракции липосом с гидрофильными полимерами (полиглицин, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, полиметакриламид и др.) с молекулярной массой 1-3 кДа и привитым полидентатным хелатным узлом [US 20120107232 А1, 2012]. Способ получения сополимера заключается в следующем: а) выделение фракции липосом, б) прививка хелатного узла (ДОТА) к гидрофильному полимеру-спейсеру, в) введение полученного сополимера в липосомы, г) проведение радиохимического синтеза, д) очистка целевого конъюгата методом эксклюзионной хроматографии.The closest prototype in terms of technical nature and the achieved result is a conjugated copolymer of liposome fraction with hydrophilic polymers (polyglycine, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polymethacrylamide, etc.) with a molecular weight of 1-3 kDa and a grafted polydentate chelate unit [US 20120107232 A1, 2012]. The method for producing the copolymer is as follows: a) isolation of the liposome fraction, b) grafting of the chelate site (DOTA) to the hydrophilic polymer spacer, c) introduction of the obtained copolymer into liposomes, d) carrying out radiochemical synthesis, e) purification of the target conjugate by size exclusion chromatography.

Недостатками известного способа является сложная процедура получения липосом и их конъюгации с полимером, трудоемкость радиохимического синтеза и необходимость препаративной очистки и, как следствие, низкий радиохимический выход целевого продукта препарата. Кроме того, синтез таких РФП требует привлечения высококвалифицированного персонала и организации хорошо оборудованных лабораторий, что отражается на стоимости.The disadvantages of this method is the complex procedure for producing liposomes and their conjugation with a polymer, the complexity of radiochemical synthesis and the need for preparative purification and, as a result, low radiochemical yield of the target product of the drug. In addition, the synthesis of such radiopharmaceuticals requires the involvement of highly qualified personnel and the organization of well-equipped laboratories, which affects the cost.

Технической задачей и положительным результатом заявляемого способа является получение металл-полимерных комплексов галлия-68 для диагностики новообразований организма с использованием синтетических металл-полимерных комплексов радиоизотопа галлия-68, включающих водорастворимый сополимер N-винилпиролидона с аллил- или N-виниламином с молекулярной массой 5-50 кДа, содержанием N-винилпирролидона m=95-60 мол. % и аллил- или N-виниламина n=5-40 мол. %. Это достигается тем, что в сополимер вводят хелатный узел, такой как ДОТА - 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетраацетат z=1-20 мол. % с бутоксикарбонильной защитой, с использованием метода активированных эфиров с последующим снятием защиты и получением целевого полимера-носителя, при этом в качестве вводимого радионуклида используют позитронный эмиттер галлий-68. Взаимодействие полимера-носителя с введенным хелатным узлом с радиоактивным изотопом проводят в водном растворе в кислородной атмосфере или в инертном газе при температуре 60-95°С, при рН среды 1-5.5 и концентрации полимера-носителя 5-20 масс. % в течение 15-30 мин с получением металл-полимерного конъюгата следующего строения:The technical problem and the positive result of the proposed method is to obtain metal-polymer complexes of gallium-68 for the diagnosis of neoplasms of the body using synthetic metal-polymer complexes of the radioisotope gallium-68, including a water-soluble copolymer of N-vinylpyrrolidone with allyl- or N-vinylamine with a molecular weight of 5- 50 kDa, N-vinylpyrrolidone content m = 95-60 mol. % and allyl or N-vinylamine n = 5-40 mol. % This is achieved by the fact that a chelating unit is introduced into the copolymer, such as DOTA - 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate z = 1-20 mol. % with butoxycarbonyl protection, using the method of activated esters followed by deprotection and obtaining the desired carrier polymer, while the positron emitter gallium-68 is used as the introduced radionuclide. The interaction of the carrier polymer with the introduced chelate unit with a radioactive isotope is carried out in an aqueous solution in an oxygen atmosphere or in an inert gas at a temperature of 60-95 ° C, at a pH of 1-5.5 and a concentration of the carrier polymer of 5-20 mass. % for 15-30 minutes to obtain a metal-polymer conjugate of the following structure:

Figure 00000003
Figure 00000003

Металл-полимерные комплексы, отличающиеся тем, что в качестве водорастворимых высокомолекулярных носителей используются сополимеры с молекулярной массой (5-70 кДа) и содержанием хелатных узлов ДОТА 1-20 мол. %.Metal-polymer complexes, characterized in that copolymers with a molecular weight (5-70 kDa) and a DOTA chelate content of 1-20 mol. Are used as water-soluble high molecular weight carriers. %

Способ получения водорастворимых сополимеров с хелатными узлами ДОТА отличается тем, что конъюгацию ДОТА(ВОС)3 с сополимером винилпирролидона с винил/аллиламином проводили методом активированных эфиров с последующим снятием ВОС защиты.The method for producing water-soluble copolymers with chelating units of DOTA is characterized in that the conjugation of DOTA (BOC) 3 with a copolymer of vinylpyrrolidone with vinyl / allylamine was carried out by the method of activated esters with subsequent removal of BOC protection.

Способ отличается тем, что взаимодействие полимера-носителя с радиоактивным генераторным элюатом 68Ga с концентрацией полимера 8-15 масс. % проводили при различных значениях рН в атмосфере инертного газа при температуре 90°С в течение 15-30 мин с последующей экспресс-очисткой препарата на гель-фильтрационном картридже.The method is characterized in that the interaction of the carrier polymer with a 68 Ga radioactive generator eluate with a polymer concentration of 8-15 mass. % was carried out at various pH values in an inert gas atmosphere at a temperature of 90 ° C for 15-30 minutes, followed by rapid purification of the drug on a gel filtration cartridge.

В результате получают полимерные водорастворимые системы, меченные диагностическим ПЭТ радионуклидом 68Ga, для диагностики новообразований организма, обладающие полифункциональной биологической активностью.The result is a polymer water-soluble system, labeled with diagnostic PET radionuclide 68 Ga, for the diagnosis of neoplasms of the body with multifunctional biological activity.

На фиг. 1. представлен профиль гель-фильтрационного выделения ВП-АА-ДОТА-68Ga на сорбенте Sephadex G-25 superfine (детектирование по радиоактивности). Объем пробы 0.5 мл, элюент - 0,9% NaCl, время - мин*0.1. Выход целевого продукта 65%. Пик 1 - ВП-АА-ДОТА-68GaIn FIG. 1. presents the profile of gel filtration separation of VP-AA-DOTA- 68 Ga on a Sephadex G-25 superfine sorbent (radioactivity detection). Sample volume 0.5 ml, eluent 0.9% NaCl, time min. * 0.1. The yield of the target product is 65%. Peak 1 - VP-AA-DOTA- 68 Ga

На фиг. 2. представлена хроматограмма [ВП-АА-ДОТА-68Ga] (ММ 39 кДа) фракция, выделенная на гель-фильтрационном картридже с сорбентом Sephadex G-25 superfine. Колонка Ultrahydrogel Linear 0,78×30 см 0,6×4 см, элюент 0.2 М NaCl, 0,8 мл/мин. Верхняя хроматограмма - УФ-детектирование (210 нм) 11.9 мин, нижняя - детектирование по радиоактивности - 12,18 мин. Задержка между детекторами - 0,25 мин.In FIG. 2. presents the chromatogram [VP-AA-DOTA- 68 Ga] (MM 39 kDa) fraction isolated on a gel filtration cartridge with the Sephadex G-25 superfine sorbent. Column Ultrahydrogel Linear 0.78 × 30 cm 0.6 × 4 cm, eluent 0.2 M NaCl, 0.8 ml / min. Upper chromatogram - UV detection (210 nm) 11.9 min, lower - radioactivity detection - 12.18 min. The delay between the detectors is 0.25 minutes.

Сущность данного способа получения РФП раскрывается ниже на примерах его экспериментального осуществления.The essence of this method of obtaining radiopharmaceuticals is disclosed below by examples of its experimental implementation.

Синтез сополимера ВП-АА. Сополимер ВП-АА синтезировали методом радикальной сополимеризации мономеров в 50% растворе этанола в присутствии 1 масс. % инициатора - 2,2′-азо-бис-изобутиронитрила при 60°С в течение 48 часов. Мольное соотношение ВП:АА в исходной смеси составляло 70:30 мол. %. Полученный сополимер очищали от низкомолекулярных примесей диализом против воды. Использовали диализные мембраны Spectra/Por 7 фирмы "SpectrumLab. Inc." (США), позволяющие удалять соединения с М≤1000. Полимер выделяли с помощью лиофильной сушки. Получен сополимер, содержащий 7,0 мол. % звеньев АА, [ η ] 0.1 M C H 3 C O O H = 0.16 д л / г

Figure 00000004
.Synthesis of copolymer VP-AA. The VP-AA copolymer was synthesized by the method of radical copolymerization of monomers in a 50% ethanol solution in the presence of 1 mass. % initiator - 2,2′-azo-bis-isobutyronitrile at 60 ° C for 48 hours. The molar ratio of VP: AA in the initial mixture was 70:30 mol. % The resulting copolymer was purified from low molecular weight impurities by dialysis against water. Used Spectra / Por 7 dialysis membranes from SpectrumLab. Inc. (USA), allowing to remove compounds with M≤1000. The polymer was isolated by freeze drying. Received a copolymer containing 7.0 mol. % AA links [ η ] 0.1 M C H 3 C O O H = 0.16 d l / g
Figure 00000004
.

Синтез сополимеров ВП-ВА. Мономеры N-ВП (N-винилпирролидон) и N-ВФА (N-винилформамид) очищали вакуумной перегонкой Ткип=69°С (3 мм рт. ст.), η D 20 = 1.5120

Figure 00000005
, d=1.014; Ткип=65°С (4 мм рт. ст.), η D 20 = 1.4920
Figure 00000006
, d=1.015 соответственно.Synthesis of VP-VA copolymers. The monomers N-VP (N-vinylpyrrolidone) and N-VFA (N-vinylformamide) were purified by vacuum distillation T bale = 69 ° C (3 mm RT. Art.), η D twenty = 1.5120
Figure 00000005
, d = 1.014; T bale = 65 ° C (4 mm RT. Art.), η D twenty = 1.4920
Figure 00000006
, d = 1.015, respectively.

Полимеризацию проводили в этиловом и пропиловом спирте при 60°С, заполненных ампулах в атмосфере аргона. В качестве инициатора использовали динитрилазобисизомасляной кислоты (ДАК) 1-2 масс. % от массы загруженных мономеров. Полученные сополимеры выделяли осаждением в диэтиловый эфир. Осадок сушили в вакууме при комнатной температуре до постоянного веса.The polymerization was carried out in ethyl and propyl alcohol at 60 ° C, filled in ampoules in an argon atmosphere. As the initiator used dinitrilazobisisobutyric acid (DAK) 1-2 mass. % by weight of loaded monomers. The resulting copolymers were isolated by precipitation in diethyl ether. The precipitate was dried in vacuo at room temperature to constant weight.

Гидролиз сополимеров ВП-ВФА проводили 1 N HCl при температуре 90°С в течение 7 часов. Гидролизованный сополимер очищали диализом относительно воды, затем выделяли путем лиофильной сушки. Полноту гидролиза определяли аргентометрическим методом по содержанию в сополимере иона Cl-.The hydrolysis of VP-VFA copolymers was carried out with 1 N HCl at a temperature of 90 ° C for 7 hours. The hydrolyzed copolymer was purified by dialysis relative to water, then isolated by freeze drying. The completeness of hydrolysis was determined by the argentometric method from the content of Cl - ion in the copolymer.

Получен сополимер, содержащий 10,0 мол. % звеньев ВА, [ η ] 0.1 M C H 3 C O O H = 0,23 д л / г

Figure 00000007
.Received a copolymer containing 10.0 mol. % VA units [ η ] 0.1 M C H 3 C O O H = 0.23 d l / g
Figure 00000007
.

Содержание аминогрупп в полученных сополимерах определяли методом спектроскопии, спектрофотометрически по полосе поглощения 420 нм, характерной для комплексов первичных аминов с 2,4,6-тринитробензолсульфокислотой, и методом потенциометрического титрования 0.1 N раствором HCl.The content of amino groups in the obtained copolymers was determined by spectroscopy, spectrophotometrically from an absorption band of 420 nm, characteristic of complexes of primary amines with 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid, and by potentiometric titration with a 0.1 N HCl solution.

Сополимеры ВП-АА-ДОТА, ВП-ВА-ДОТА были синтезированы по методу активированных эфиров с использованием N-гидроксисукцинимида (ГОСИ). Сополимер растворяли в ДМФА, добавляли 0.01 экв. (относительно общего количества фрагментов ВП и единиц АА/ВА в полимерной цепи) ДОТА(ВОС)3, ГОСИ и диизоциклогексилкарбодиимид (ДЦК) в ДМФА. Реакционную смесь выдерживали 2 часа при комнатной температуре для получения полимера с 1 мол. % групп, конъюгированных с ДОТА. Полимер осаждали в холодный эфир и высушивали при пониженном давлении. Для снятия БОК-защиты и получения свободных карбоксильных групп лиганда ДОТА препарат был обработан смесью трифторуксусная кислота: вода (95:5 об. %, 2 часа). Раствор упаривали при пониженном давлении, обрабатывали 5% раствором триэтиламина в ДМФА и осаждали в охлажденный эфир, сушили при пониженном давлении, перерастворяли в воде, два раза проводили диализ против дистиллированной воды и подвергали лиофильной сушке.The copolymers of VP-AA-DOTA, VP-VA-DOTA were synthesized by the method of activated esters using N-hydroxysuccinimide (GOSI). The copolymer was dissolved in DMF, 0.01 equiv. (relative to the total number of VP fragments and AA / VA units in the polymer chain) DOTA (BOC) 3 , GOSI and diisocyclohexylcarbodiimide (DCC) in DMF. The reaction mixture was kept for 2 hours at room temperature to obtain a polymer with 1 mol. % of groups conjugated to DOTA. The polymer was precipitated in cold ether and dried under reduced pressure. To remove BOC protection and obtain free carboxyl groups of the DOTA ligand, the preparation was treated with a mixture of trifluoroacetic acid: water (95: 5 vol.%, 2 hours). The solution was evaporated under reduced pressure, treated with a 5% solution of triethylamine in DMF and precipitated into chilled ether, dried under reduced pressure, re-dissolved in water, dialyzed against distilled water twice and subjected to freeze drying.

Процедура радиохимического синтеза заключалась в следующем.The radiochemical synthesis procedure was as follows.

Пример 1. К аликвоте 20 мкл водного раствора, содержащей 80 мкг сополимера ВП-АА-ДОТА, помещенной в пробирку для микропроб («Эппендорф»), заполненную азотом, добавляли 250 мкл элюата генератора 68Ga с активностью 17-25 МБк. Полученный раствор разбавляли 750 мкл 0,2 М раствора ацетата натрия (рН=5.5). Микропробирку с реакционной смесью герметично закрывали и нагревали в течение 15 мин при 95°С. Объем картриджа подбирали таким образом, чтобы целевой металл-полимерный конъюгат практически не удерживался (элюировался с Vo удерживаемым объемом). После этого реакционную смесь переносили на картридж с сорбентом Sephadex-25 superfine (10×80 мм) и элюировали 0.9% раствором NaCl при помощи перистальтического насоса со скоростью 0,3 мл/мин. В ходе элюирования собирали фракции - Vo (содержавшую металл-полимерный комплекс) - от 1,5 мл элюата до 2,8 мл элюата и Ve (содержавшую часть свободного 68Ga3+) (большая часть необратимо сорбировалась на колонке) - от 2,8 до 7,8 мл элюата. При этом проводили препаративное отделение пика целевого металл-полимерного конъюгата и оценку радиохимического выхода реакции (РХВ). РХВ составлял 60-75%, а радиохимическая чистота (РХЧ) целевого продукта, которую контролировали методом ВЭЖХ на эксклюзионной колонке UltrahydrogelLinear 0,78×30 см (элюент - 0.2 М NaCl), достигала 97-99%.Example 1. To an aliquot of 20 μl of an aqueous solution containing 80 μg of VP-AA-DOTA copolymer placed in a microtest tube (Eppendorf) filled with nitrogen was added 250 μl of a 68 Ga generator eluate with an activity of 17-25 MBq. The resulting solution was diluted with 750 μl of a 0.2 M sodium acetate solution (pH = 5.5). The microtube with the reaction mixture was sealed and heated for 15 min at 95 ° C. The volume of the cartridge was selected so that the target metal-polymer conjugate was practically not retained (eluted with V o the retained volume). After that, the reaction mixture was transferred onto a cartridge with a Sephadex-25 superfine sorbent (10 × 80 mm) and was eluted with a 0.9% NaCl solution using a peristaltic pump at a rate of 0.3 ml / min. During elution, fractions of V o (containing a metal-polymer complex) from 1.5 ml of eluate to 2.8 ml of eluate and V e (containing part of free 68 Ga 3+ ) were collected (most were irreversibly sorbed on a column) from 2.8 to 7.8 ml of eluate. In this case, the preparative separation of the peak of the target metal-polymer conjugate and the assessment of the radiochemical yield of the reaction (PXB) were performed. RHV was 60-75%, and the radiochemical purity (RHC) of the target product, which was monitored by HPLC on an UltrahydrogelLinear 0.78 × 30 cm exclusion column (eluent 0.2 M NaCl), reached 97-99%.

Пример 2. К аликвоте 20 мкл водного раствора, содержащей 30 мкг сополимера ВП-АА-ДОТА, помещенной в пробирку для микропроб («Эппендорф»), заполненную азотом, добавляли 250 мкл элюата генератора 68Ga с активностью 17-25 МБк. Полученный раствор разбавляли 750 мкл 0,2 М HCl (рН 2). Микропробирку с реакционной смесью герметично закрывали и нагревали в течение 15 мин при 90°С. После очистки методом гель-фильтрации РХВ препарата составлял 30%, а РХЧ - 97%.Example 2. To an aliquot of 20 μl of an aqueous solution containing 30 μg of a VP-AA-DOTA copolymer placed in a microtest tube (Eppendorf) filled with nitrogen was added 250 μl of a 68 Ga generator eluate with an activity of 17-25 MBq. The resulting solution was diluted with 750 μl of 0.2 M HCl (pH 2). The microtube with the reaction mixture was sealed and heated for 15 min at 90 ° C. After purification by gel filtration, the RXB of the drug was 30%, and the RHC was 97%.

Пример 3. К аликвоте 20 мкл водного раствора, содержащей 60 мкг сополимера ВП-ВА-ДОТА, помещенной в пробирку для микропроб («Эппендорф»), заполненную азотом, добавляли 250 мкл элюата генератора 68Ga с активностью 17-25 МБк. Полученный раствор разбавляли 750 мкл фосфатного буфера (рН 7.5). Микропробирку с реакционной смесью герметично закрывали и нагревали в течение 15 мин при 60°С. После очистки методом гель-фильтрации РХВ препарата составлял 10%, а РХЧ - 8%.Example 3. To an aliquot of 20 μl of an aqueous solution containing 60 μg of VP-VA-DOTA copolymer placed in a microtest tube (Eppendorf) filled with nitrogen was added 250 μl of a 68 Ga generator eluate with an activity of 17-25 MBq. The resulting solution was diluted with 750 μl of phosphate buffer (pH 7.5). The microtube with the reaction mixture was sealed and heated for 15 min at 60 ° C. After purification by gel filtration, the RXB of the drug was 10%, and the RXC - 8%.

Пример 4. К аликвоте 20 мкл водного раствора, содержащей 100 мкг сополимера ВП-ВА-ДОТА, помещенной в пробирку для микропроб («Эппендорф»), заполненную азотом, добавляли 250 мкл элюата генератора 68Ga с активностью 17-25 МБк. Полученный раствор разбавляли 750 мкл 0,2 М раствора ацетата натрия (рН 5.5). Микропробирку с реакционной смесью герметично закрывали и нагревали в течение 30 мин при 95°С. После очистки методом гель-фильтрации РХВ препарата составлял 80%, а РХЧ - 97%.Example 4. To an aliquot of 20 μl of an aqueous solution containing 100 μg of VP-VA-DOTA copolymer placed in a microtest tube (Eppendorf) filled with nitrogen was added 250 μl of a 68 Ga generator eluate with an activity of 17-25 MBq. The resulting solution was diluted with 750 μl of a 0.2 M sodium acetate solution (pH 5.5). The microtube with the reaction mixture was sealed and heated for 30 min at 95 ° C. After purification by gel filtration, the RHB of the drug was 80%, and the RHC was 97%.

Таким образом, разработанный способ получения водорастворимых сополимерных комплексов 68Ga на основе сополимеров N-виниламидов (N-винилпирролидона (ВП)), N-виниламина (ВА) и N-аллиламина (АА) с привитым хелатным узлом ДОТА позволяет направленно создавать новые синтетические макромолекулярные РФП для более точного и достоверного диагностирования новообразований организма методом ПЭТ, что свидетельствует о соответствии данного технического решения всем требуемым критериям изобретения, защищаемым патентом.Thus, the developed method for producing water-soluble copolymer complexes of 68 Ga based on copolymers of N-vinylamides (N-vinylpyrrolidone (VP)), N-vinylamine (VA) and N-allylamine (AA) with a grafted DOTA chelating unit allows one to create new synthetic macromolecular ones RFP for a more accurate and reliable diagnosis of neoplasms of the body by the PET method, which indicates the compliance of this technical solution with all the required criteria of the invention protected by a patent.

Claims (1)

Способ получения синтетических металл-полимерных комплексов радиоизотопов галлия-68, включающих водорастворимый сополимер N-винилпирролидона с аллил- или N-виниламином с молекулярной массой 5000-50000 Да, содержанием N-винилпирролидона m=95-60 мол. % и аллил- или N-виниламина n=5-40 мол. %, отличающийся тем, что в сополимер вводят хелатный узел, такой как 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетраацетат (ДОТА) z=1-20 мол. %, с получением полимера-носителя, при этом в качестве радионуклида используют позитронный эмиттер галлий-68, причем взаимодействие полимера-носителя с введенным хелатным узлом с радионуклидом проводят в водном растворе в кислородной атмосфере или в инертном газе при температуре 60-95°С, при рН среды 1-5.5 и концентрации полимера-носителя 5-20 масс. % в течение 15-30 мин с получением металл-полимерного конъюгата следующего строения:
Figure 00000003
A method of producing synthetic metal-polymer complexes of gallium-68 radioisotopes, including a water-soluble copolymer of N-vinylpyrrolidone with allyl or N-vinylamine with a molecular weight of 5000-50000 Yes, the content of N-vinylpyrrolidone m = 95-60 mol. % and allyl or N-vinylamine n = 5-40 mol. %, characterized in that a chelate unit, such as 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate (DOTA) is introduced into the copolymer z = 1-20 mol. %, to obtain a carrier polymer, wherein a gallium-68 positron emitter is used as the radionuclide, the interaction of the carrier polymer with the introduced chelate unit with the radionuclide is carried out in an aqueous solution in an oxygen atmosphere or in an inert gas at a temperature of 60-95 ° C, at a pH of 1-5.5 and a concentration of carrier polymer of 5-20 mass. % for 15-30 minutes to obtain a metal-polymer conjugate of the following structure:
Figure 00000003
RU2015113839/04A 2015-04-15 Method of producing synthetic metal-polymer complexes of radioisotope gallium-68 RU2588144C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2588144C1 true RU2588144C1 (en) 2016-06-27

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003048207A2 (en) * 2001-11-28 2003-06-12 Immunomedics, Inc. Anti-dota antibody
WO2005061009A2 (en) * 2003-06-20 2005-07-07 University Of Maryland, Baltimore Microparticles for microarterial imaging and radiotherapy
US20120107232A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Institute Of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan Kit for preparing a radiolabeled liposome and a method using the same
RU2457215C1 (en) * 2011-04-07 2012-07-27 Закрытое Акционерное Общество "Фарм-Синтез" Octapeptide for producing radiotracers, radiotracer based thereon method of diagnosing tumours, expressing somatostatin receptors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003048207A2 (en) * 2001-11-28 2003-06-12 Immunomedics, Inc. Anti-dota antibody
WO2005061009A2 (en) * 2003-06-20 2005-07-07 University Of Maryland, Baltimore Microparticles for microarterial imaging and radiotherapy
US20120107232A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Institute Of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan Kit for preparing a radiolabeled liposome and a method using the same
RU2457215C1 (en) * 2011-04-07 2012-07-27 Закрытое Акционерное Общество "Фарм-Синтез" Octapeptide for producing radiotracers, radiotracer based thereon method of diagnosing tumours, expressing somatostatin receptors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3036602B2 (en) Technetium-99m labeled peptide for imaging
EP3470418A1 (en) SITE-SPECIFIC RADIOISOTOPE-LABELED ANTIBODY USING IgG-BINDING PEPTIDE
JPH06503352A (en) Technetium-99m labeled polypeptide for imaging
CN107207379A (en) For biological products18The radiolabeled method and compositions of F
KR100892009B1 (en) Improved Chelator Conjugates
KR20040068363A (en) Labeling Targeting Agents with Gallium-68 and Gallium-67
JPH09505737A (en) Antibody against carcinoembryonic antigen (CEA)
JPH01503464A (en) Synthetic peptides and their use for diagnosis and prevention of influenza virus infection
ES2892955T3 (en) Bifunctional derivatives of do2pa, chelates with metal cations and their use
CN114364405A (en) Prostate Specific Membrane Antigen (PSMA) inhibitors as diagnostic agents and radionuclide therapeutics
EP0649857B1 (en) Peptide having inflammation affinity and radioactive diagnostic containing the same
RU2588144C1 (en) Method of producing synthetic metal-polymer complexes of radioisotope gallium-68
RU2570114C1 (en) Method of obtaining water-soluble polymer complexes of radioisotopes
JPS63225601A (en) Polymer compound for preparing radioactive pharmaceutical
JPH04506343A (en) targeting drugs
Gorshkov et al. Synthesis of complexes of N-vinylpyrrolidone–vinylamine or N-vinylpyrrolidone–allylamine containing macrocyclic polyligand 1, 4, 7, 10-tetraazacyclododecane-1, 4, 7, 10-tetraacetate (DOTA) with gallium-68 isotope and estimation of their in vivo distribution
AU2022384375A1 (en) Ligand compound targeting psma antigen, and chelate and use thereof in diagnosis and treatment of prostate cancer
WO2023014975A1 (en) Methods for biological material labeling and medical imaging
RU2602502C2 (en) Method of producing radiopharmaceuticals of poly-n-vinylamides class with metals of manganese group
JPS6248698A (en) Novel peptide substance
EP0700930B1 (en) Tumor affinity peptide, and radioactive diagnostic agent and radioactive therapeutic agent containing the peptide
CN107674117B (en) Preparation method of Cu-64 labeled Dimer-San A cyclic peptide derivative pancreatic cancer molecular probe
CA2058247A1 (en) Tert-butyloxcarbonyl-1-tyrosyl-peptidoglycan monomer and 1251-labelled derivative thereof, their preparation and use
US20240091705A1 (en) Removal of free-unlabeled cationic and anionic solution phase radionuclides from radiopharmaceuticals using solid-phase extraction techniques
RU2787105C2 (en) New psa-binding agents and their use