Development of radiosynthesis methods for 18F-labelled radiopharmaceuticals : General considerations and production of a dopamine transporter radioligand

Positron emission tomography (PET) is a molecular imaging technique that utilises radiopharmaceuticals (radiotracers) labelled with a positron-emitting radionuclide, such as fluorine-18 (18F). Development of a new radiotracer requires an appropriate radiosynthesis method: the most common of which with 18F is nucleophilic substitution with [18F]fluoride ion. The success of the labelling reaction is dependent on various factors such as the reactivity of [18F]fluoride, the structure of the target compound in addition to the chosen solvent. The overall radiosynthesis procedure must be optimised in terms of radiochemical yield and quality of the final product. Therefore, both quantitative and qualitative radioanalytical methods are essential in developing radiosynthesis methods. Furthermore, biological properties of the tracer candidate need to be evaluated by various pre-clinical studies in animal models. In this work, the feasibility of various nucleophilic 18F-fluorination strategies were studied and a labelling method for a novel radiotracer, N-3-[18F]fluoropropyl-2beta-carbomethoxy-3beta-4-fluorophenyl)nortropane ([18F]beta-CFT-FP), was optimised. The effect of solvent was studied by labelling a series of model compounds, 4-(R1-methyl)benzyl R2-benzoates. 18F-Fluorination reactions were carried out both in polar aprotic and protic solvents (tertiary alcohols). Assessment of the 18F-fluorinated products was studied by mass spectrometry (MS) in addition to conventional radiochromatographic methods, using radiosynthesis of 4-[18F]fluoro-N-[2-[1-(2-methoxyphenyl)-1-piperazinyl]ethyl-N-2-pyridinyl-benzamide (p-[18F]MPPF) as a model reaction. Labelling of [18F]beta-CFT-FP was studied using two 18F-fluoroalkylation reagents, [18F]fluoropropyl bromide and [18F]fluoropropyl tosylate, as well as by direct 18F-fluorination of sulfonate ester precursor. Subsequently, the suitability of [18F]beta-CFT-FP for imaging dopamine transporter (DAT) was evaluated by determining its biodistribution in rats. The results showed that protic solvents can be useful co-solvents in aliphatic 18F-fluorinations, especially in the labelling of sulfonate esters. Aromatic 18F-fluorination was not promoted in tert-alcohols. Sensitivity of the ion trap MS was sufficient for the qualitative analysis of the 18F-labelled products; p-[18F]MPPF was identified from the isolated product fraction with a mass-to-charge (m/z) ratio of 435 (i.e. protonated molecule [M+H]+). [18F]beta-CFT-FP was produced most efficiently via [18F]fluoropropyl tosylate, leading to sufficient radiochemical yield and specific radioactivity for PET studies. The ex vivo studies in rats showed fast kinetics as well as the specific uptake of [18F]beta-CFT-FP to the DAT rich brain regions. Thus, it was concluded that [18F]beta-CFT-FP has potential as a radiotracer for imaging DAT by PET.

Lipeäkäsitellyn vehnän vaikutus lypsylehmien syöntiin ja tuotokseen vapaalla seosrehuruokinnalla

Lipeä on vahva emäs, jonka on havaittu lisäävän hemiselluloosan ja ligniinin hydrolyysiä pötsissä. Näin ollen lipeäkäsittelyllä on mahdollista korvata viljan mekaaninen litistys ja jauhatus. Seosrehuruokinnalla, jonka osana on lipeäkäsitelty vilja, on mahdollista vähentää liiallisesta tärkkelyksestä aiheutuvia metabolisia ongelmia pötsissä. Tämän tutkielman tarkoituksena oli selvittää lipeäkäsitellyn vehnän vaikutusta lypsylehmien syöntiin ja tuotokseen ad libitum seosrehuruokinnoilla. Ruokinnoissa korvattiin kuivaa murskattua vehnää asteittain kokonaisella lipeäkäsitellyllä vehnällä. Kontrollina oli perinteisesti käytetty kuiva, murskattu ohra-kaura seos. Koe tehtiin Ruotsin maatalousyliopiston (SLU) maataloustieteiden laitoksella Uumajassa. Koe alkoi syyskuussa ja päättyi joulukuussa 2010. Kokeessa oli 17 useamman kerran poikinutta lehmää ja 6 ensikkoa (Ruotsin punainen -rotu). Lehmät olivat lämpimässä pihattonavetassa, jossa seosrehun syöntiä mitattiin vaakakuppien avulla. Koekäsittelyt olivat murskattu ohra-kaura seos (1:1), murskattu kuiva vehnä (1:0), murskatun kuivan vehnän ja kokonaisen lipeävehnän seos (1:1) ja kokonainen lipeävehnä (1:0). Ruokintojen kuiva-ainepitoisuudeksi asetettiin 370 g/kg ja raakavalkuaispitoisuudeksi 180 g/kg kuiva-ainetta. Näennäinen ravintoaineen sulavuus määritettiin happoon liukenemattoman tuhkan avulla. Typen hyväksikäyttöä arvioitiin laskennallisen typpitaseen avulla. Koe toteutettiin 4x4 latinalaisen neliön koemallin mukaisesti ja käsittelyjen väliset tilastolliset erot testattiin kontrastien avulla. Kuiva-aineen (PQ=0,02) ja orgaanisen aineen (PQ=0,02) syönnit lisääntyivät, samalla kun niiden sulavuudet paranivat korvattaessa puolet kuivasta vehnästä lipeävehnällä. Ruokintojen välillä ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa maitotuotoksessa eikä energiakorjatussa maitotuotoksessa. Maidon rasvatuotos lisääntyi vähän (PQ=0,04) ja rasvapitoisuus selvästi (PQ=0,004), kun kuivasta vehnästä korvattiin puolet lipeävehnällä. Kun kaikki kuiva vehnä korvattiin lipeävehnällä, maidon valkuaispitoisuus väheni (PL<0,001). Samoin kävi maidon ureapitoisuudelle (PL=0,002). Lipeäkäsittely ei tuottanut tässä kokeessa taloudellisesti kannattavaa tulosta, sillä maidon valkuaispitoisuus väheni ja syönti lisääntyi maitotuotoksen pysyessä samana. Vehnäruokinnoista paras tuotosvaste saatiin kuivan vehnän ja lipeävehnän seoksella.