DE2810696A1

DE2810696A1 - Verfahren zur herstellung einer als radiopharmakum vorgesehenen omega- hoch 123 j-markierten fettsaeure

Info

Publication number: DE2810696A1
Application number: DE19782810696
Authority: DE
Inventors: Ludwig E Prof Dr Feinendegen; Christian Dr Freundlieb; Anton Dr Hoeck; Juergen Dipl Chem Dr Machulla; Gerhard Prof Dipl Ch Stoecklin; Karel Dipl Phys Dr Vyska
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1978-03-11
Filing date: 1978-03-11
Publication date: 1979-09-13
Also published as: NL7901820A; GB2016455A; DE2810696C3; DE2810696B2; SE7901916L; FR2419265A1

Description

Kernforschungsanlage Jülich
Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Verfahren zur Herstellung einer als Radiopharmakum

123
vorgesehenen ω- · J-markierten Fettsäure

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer als Radiopharmakum zur Untersuchung von Durchblutungsstörungen des menschlichen Herzmuskels und von Störungen

1 23 des Fettsäureabbaus im Herzmuskel vorgesehenen ω- J-markierten Fettsäure, bei dem ω-endständig substituierte Fettsäure, vorzugsweise ω-Brom-Fettsäure, zum Austausch des Substituenten durch Jodid
am Rückfluß gekocht wird.

123 Substituenten durch Jodid mit einem Jod enthaltenden Keton

Es ist bekannt, Fettsäuren, die als eine der wichtigsten Energiequellen des Herzens in den myocardialen Zellen eingebaut und metabolisiert werden, mit einem Radionuklid zu markieren und zum Studium des Herzmuskelstoffwechsels bei Tieren einzusetzen (N.D. POE, G.D. ROBINSON Jr. und N.S. MAC DONALD: Myocardial Extraction of Labelled Long-Chain Fatty Acid Analogs, Proc. of the Society for Experimental Biology and Medicine 148, 215-218 (1975)).Dabei wird insbesondere mit Fettsäuren, die nach dem eingangs bezeichneten Verfahren endständig mit Radiojod markiert worden sind, eine sehr hohe Anreicherung im Myocard erzielt.

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wobei dies unabhängig davon ist, ob es sich um gesättigte oder ungesättigte, geradzahlige oder auch ungeradzahlige Fettsäuren handelt.

Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, die Fettsäuren als Radiopharmakum bei der Untersuchung des Herzmuskelstoffwechsels beim Menschen einzusetzen. Denn da bei der Herstellung des Pharmakums von der als Ausgangssubstanz vorliegenden Fettsäure nur ein äußerst geringer Anteil mit dem Radionuklid markiert wird (ein Anteil von weniger als 10 %) , muß - gemessen an der für die Untersuchung benötigten markierten Fettsäure - eine relativ große Menge an Fettsäure dem Herzmuskel zugeführt werden. Das ist jedoch - da Fettsäure in einer physiologischen, wässrigen Lösung praktisch nicht löslich ist - nur dadurch möglich, daß das Pharmakum in einer relativ großen Menge Albumin gelöst wird, was bei der Injektion dieser Lösung zu allergischen Reaktionen beim Patienten führen kann. Darüber hinaus besteht bei Verwendung des auf die bekannte Weise hergestellten Pharmakums die Gefahr, daß die in dem Pharmakum außer der Ausgangssubstanz noch vorliegenden Bestandteile zu unerwünschten Nebenwirkungen beim Patienten führen. So wird beispielsweise bei Verwendung von ω-Brom-Säure diese über die β-Oxidation im Organismus zu Bromacetat abgebaut, dessen toxischer Wert bei 30 bis 50mg/kg liegt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung

123 einer als Radiopharmakum einsetzbaren ω- Jod-markierten Fettsäure zu schaffen, das zu einem Produkt führt, das auf eine für den Patienten möglichst erträgliche Weise für Untersuchungen von Durchblutungstorungen des Herzmuskels und von

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Störungen des Fettsäureabbaus im Herzmuskel einsetzbar ist und das zu keinen unerwünschten Nebenwirkungen führt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das dabei gebildete, aus nicht umge-

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setzter Fettsäure, ω- Jod-markierter Fettsäure, Keton und Jodid bestehende Gemisch zur chromatografischen Ab-

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trennung der ω- J-markierten Fettsäure von den übrigen Bestandteilen des Gemisches über eine Trennsäule mit einem eine bestimmte Korngröße im Bereich zwischen 5 bis 30 ,um aufweisenden Füllmaterial geleitet wird, wobei das Gemisch in einer unter Druck durch die Trennsäule geleiteten Trägerflüssigkeit mitgeführt wird.

Nach der durch die Erfindung gegebenen Lehre wird somit zunächst auf die bekannte Weise die als Ausgangssubstanz eingesetzte Fettsäure unter Verwendung eines Ketons, beispielsweise Aceton oder Methyläthylketon, über nukleophile

123 Substitution teilweise in die ω- J-markierte Fettsäure umgesetzt, wobei das vorgenannte Gemisch gebildet wird. Bei der darauffolgenden chromatografischen Abtrennung

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der ω- J-markierten Fettsäure aus diesem Gemisch wird die Radioaktivität und damit die markierte Fettsäure zweckmäßigerweise mit einem NaJ(Tl)-Szintillationsdetektor und die verbleibende Masse mit einem 254 nm-UV-Detektor gleichzeitig registriert.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß das Gemisch über

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eine Trennsäule mit einem aus Kieselgel bestehenden Füllmaterial geleitet wird. Ferner ist zweckmäßig, daß als Trägerflüssigkeit ein aus einem Alkan, wie Hexan, Heptan Oktan und einem Zusatz eines polaren aciden Bestandteils bestehendes Gemisch vorgesehen ist, wobei im besonderen als Trägerflüssigkeit ein aus Heptan und 0,5 bis 4 Gew.-% Eisessig bestehendes Gemisch vorgesehen ist»

Für den Fall, daß die Trennung in umgekehrter Phase ausgeführt wird, das heißt, daß das Gemisch über eine Trennsäule mit einem aus Kieselgel mit daran chemisch gebundenen Alkanen, wie Oktan, Decan, Oktadecan bestehenden Füllmaterial geleitet wird, ist als Trägerflüssigkeit eine polare und protische Eigenschaften aufweisende Lösung vorgesehen. Falls das Gemisch über eine Trennsäule mit einem aus Kieselgel mit daran chemisch gebundenem Alkylamin bestehendes Füllmaterial geleitet wird, ist als Trägerflüssigkeit eine mittelpolare und protische Eigenschaften aufweisende Lösung vorgesehen.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung werden nicht nur die bei der Herstellung der markierten Fettsäure entstehenden unerwünschten Nebenprodukte, sondern vielmehr auch die Ausgangssubstanzen abgetrennt. Die gemäß der durch die

123 Erfindung gegebene Lehre hergestellte ω- J-markierte Fettsäure liegt somit ohne Verunreinigungen im Eluat vor. Es ist daher bei Verwendung der markierten Fettsäure als Pharmakum auf einfache Weise möglich, die markierte Fettsäure in einer mit dem Körper des Patienten verträglichen Flüssigkeit, beispielsweise in einer HSA (Human-Serum-Albumin)-Lösung oder auch im körpereigenen Blutserum zu lösen und in

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die Blutbahn des Patienten zu injizieren. Das aus der Blutbahn mit der markierten Fettsäure vom Herzmuskel aufgenommene radioaktive Jod wird sodann mittels einer Anger-Gamma-Kamera gemessen. Die Bereiche des Herzmuskels, in denen der Stoffwechsel oder auch die Durchblutung gestört ist, weisen dabei eine geringere Aktivität auf als dies bei nicht gestörten Bereichen der Fall ist.

Ausführungsbeispiel 1

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20-50 mCi Na J in 100 ,ul Aceton werden zusammen mit 1 mg Na„S0^ in einem 2 ml Kölbchen mit Septum und Rückflußkühler vorgelegt. Durch das Septum wird mittels einer Spritze 1 ml Aceton, in dem 1 mg ω-Brom-Fettsäure gelöst ist, in das Reaktionsgefäß injiziert. Das Reaktionsgemisch wird 100 Minuten am Rückfluß sieden gelassen.

Das dabei gebildete Gemisch wird sodann mit einer Spritze dem Kölbchen entnommen und in einen Radiohochdruckflüssigkeitschromatographen injiziert, in dem das Reaktionsgemisch auf einer Trennsäule (Füllmaterial: Kieselgel der Handelsbezeichnung 5 ,u Li-Chromosorb Si-100) von 30 cm Länge und 1,00 cm Innendurchmesser mit einem Gemisch aus Heptan und 0,5 % Eisessig getrennt wird. Dabei wird simultan die Masse mit einem Refrakto-Index-Detek-

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tor oder NaJ(Tl)-Szintillationskristall registriert,, Bei einer Durchflußgeschwindigkeit von 5 ml/min wird das Produkt nach 28 Minuten frei von allen Ausgangsstoffen und Nebenprodukten in einem Volumen von ca. 10 ml von der Säule eluiert und in einem 100 ml Glaskölbchen aufgefangen. In einem Curiemeter wird die Radioaktivitätsmenge bestimmt.

Die Lösung wird dann in eine Reihe von 100 ml Glaskölbchen aufgeteilt, so daß sich in jedem einzelnen Gefäß 1-2 mCi befinden. Das Lösungsmittel wird an einem Rotationsverdampfer im Vakuum (ca. 12 Torr) bei Raumtemperatur entfernt. Mit 2 ml Blutserum des betreffenden Patienten wird die

ω- J-markierte Fettsäure, die sich an der Innenfläche des Glaskölbchen befindet, unter langsamem Drehen innerhalb von 60 Minuten von der Glaswand gelöst. Das Serum wird durch Millipor-Filtration sterilisiert und in sterile Injektionsfläschchen gefüllt. Die Apyrogenität der Injektionslösungen durch Kaninchentest und in-vitro-Limulus Tests sichergestellt.

Ausführungsbeispiel 2

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Die ω- J-Fettsäure wird wie in Ausführungsbeispiel 1 hergestellt» Zur Herstellung der Injektionslösung wird

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das die ω- J-Fettsäure enthaltende Eluat im Vakuum bei ca. 30 ⁰C abgedampft, mit 2 ml 20 %iger HSA aufgenommen und nach fünfminütigem Drehen auf eine 6 %ige HSA-Lösung mit bidestiliiertem Wasser verdünnt. Die Sterilisierung des Präparats geschieht in der gleichen Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 <.

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Ausführungsbeispiel 3

Im Gegensatz zu Ausführungsbeispiel 1 wird das Substanzgemisch auf einer Trennsäule (0,5 cm Innendurchmesser und 50 cm Länge), die mit Kieselgel einer Korngröße von 10/um und daran chemisch gebundenem Decan gefüllt ist,

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getrennt und die ω- J-markierte Fettsäure nach fünf Minuten bei einer Durchflußgeschwindigkeit von 1,8 ml/min mit einer Trägerlösung aus Acetonitril mit 25 Gew.-% Wasser eluiert.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Trennung der

ω- J-markierten Fettsäure mit für chromatografische Zwecke vorgesehenem Aluminiumoxid durchzuführen, wobei als Trägerflüssigkeit unpolare Lösungen, wie Alkane eingesetzt werden. Außerdem ist für den Zweck der Trennung der Fettsäure auch silanisiertes Kieselgel und als Trägerflüssigkeit eine polare und protische Eigenschaften aufweisende Lösung, beispielsweise ein Gemisch von Wasser und Äthanol oder Propanol, verwendbar. Ferner ist Kieselgel in Kombination mit einer Trägerflüssigkeit verwendbar, die eine Substanz enthält, welche das Kieselgel belegt und die starken, polaren Eigenschaften dieses Füllmaterials reduziert. Eine solche Trägerflüssigkeit ist beispielsweise Heptan, gesättigt mit 3,3' Oxidipropionitril.

Bei der Verwendung der gemäß der Erfindung hergestellten tu-¹²³J-markierten Fettsäure wird beispielsweise folgendermaßen vorgegangen:

1 bis 1,5 mCi der ω- J-Fettsäure in 1 bis 2 ml Serum oder einer 6 %igen HSA-Lösung werden intravenös appliziert.

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Unmittelbar danach werden von der Brust in anterior Projektion mittels einer auf Großfeldaufnahmen eingestellten Anger-Gamma-Kamera Bilder aufgenommen, wobei die Aufnahmefrequenz EKG-gefriggert über einen Zeitraum von 30 Minuten, mit einer Frequenz von ca. 1/3 Sekunde, erfolgt. Alle Daten werden zur weiteren Computer-gesteuerten Verwertung auf Platte gespeichert. Die Bilder werden nach abgeschlossener Messung auf einem Oszilloskop abgespielt und einzelne Sektionen des Herzmuskels sowie die obere Vena Cava ausgewählt, um Aktivitätskurven als Funktion der Zeit aufzunehmen.

Zur Ermittlung der interessierenden Fettsäurestoffwechselkurven einzelner Herzregionen werden die primär erhaltenen Daten wegen des im Blut sowie im inter- und intra-vascularen Raum enthaltenen anorganischen Radiojod korrigiert. Hierzu wird 10 Minuten nach der 1. Injektion 400-500,UCi

J-Jodid intravenös appliziert und die Ein- und Ausspülkurven des zusätzlichen Tracers in den ausgewählten Herzregionen sowie über der Vena Cava, die als Referenz des Jod-Raums dient, aufgenommen. Den Korrekturquotienten erhält man aus dem Anstieg der Zählrate der betreffenden Region Ay₁ und der Region über der Vena Cava Ay₂. Mit Hilfe des Quotienten Ay₁ZAy₂ werden die Zeit-Aktivitätskurven der Kontrollregion (y₂) korrigiert und danach von den originalen Zeit-Aktivitätskurven {y^) der interessierenden Herzregionen abgezogen, so daß man die Zeit-Aktivitätskurve y.. des ursprünglich organisch gebundenen

'"j-Jods erhält.

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Aus den so korrigierten Kurven werden die biologischen Halbwertszeiten des Metabolismus der applizierten Fettsäuren ermittelt und zur Diagnose verwendet. Die Bilder, die fünf Minuten nach der 1. Inj ektion aufgenommen worden sind, werden zur Infarktlokalisation herangezogen.

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Claims

Kernforschungsanlage Julien Gesellschaft mit beschränkter Haftung Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer als Radiopharmakum

zur Untersuchung von Durchblutungsstörungen des menschlichen Herzmuskels und von Störungen des Fettsäureabbaus

123 im Herzmuskel vorgesehenen ω- J-markierten Fettsäure, bei dem ω-endständig substituierte Fettsäure, vorzugsweise ω-Brom-Fettsäure, zum Austausch des Substituen-

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ten durch Jodid mit einem Jod enthaltenden Keton am Rückfluß gekocht wird, dadurch gekennzeichnet , daß das dabei gebildete,

123 aus nicht umgesetzter Fettsäure, ω- J-markierter Fettsäure, Keton und Jodid bestehende Gemisch zur

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chromatografischen Abtrennung der ω- J-markierten Fettsäure von den übrigen Bestandteilen des Gemisches über eine Trennsäule mit einem, eine bestimmte Korngröße im Bereich zwischen 5 bis 30 pn aufweisenden Füllmaterial geleitet wird, wobei das Gemisch in einer unter Druck durch die Trennsäule geleiteten Trägerflüssigkeit mitgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch über eine Trennsäule mit einem aus Kieselgel bestehenden Füllmaterial geleitet wird.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurc h gekennzeichnet, daß als Trägerflüssigkeit ein Gemisch vorgesehen ist, das aus einem Alkan, wie Hexan, Heptan oder Oktan und einem Zusatz einer polaren aciden Lösung besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, d adurch gekennzeichnet , daß als Trägerflüssigkeit ein aus Heptan und 0,5 bis 4 Gew.-% Eisessig bestehendes Gemisch vorgesehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gemisch über eine Trennsäule mit einem aus Kieselgel mit daran chemisch gebundenen Alkanen, wie Oktan, Decan, Oktadecan bestehenden Füllmaterial geleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß als Trägerflüssigkeit eine polare und protische Eigenschaften aufweisende Lösung vorgesehen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gemisch über eine Trennsäule mit einem aus Kieselgel mit daran chemisch gebundenem Alkylamin bestehendes Füllmaterial geleitet wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß als Trägerflüssigkeit eine mittelpolare und protische Eigenschaften aufweisende Lösung vorgesehen ist.

9. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 8

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hergestellten ω- J-markierten Fettsäure zur Untersuchung von Durchblutungsstörungen des menschlichen Herzmuskels und von Störungen des Fettsäureabbaus im Herzmuskel, wobei die Aktivität des im Herzmuskel befindlichen radioaktiven Jods mittels einer Anger-y-Kamera gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ^w-¹²³J~markierte Fettsäure in einer mit dem Körper verträglichen Flüssigkeit gelöst und in die Blutbahn des zu untersuchenden Patienten injiziert wird.

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10.Verwendung der ω- J-markierten Fettsäure gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäure in körpereigenem Blutserum gelöst wird.

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