DE2810696B2 - Verfahren zur Gewinnung von w -123 J-Hexadecansäure oder w -123 J-Heptadecansäure und deren Verwendung als Radiopharmaka - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von co-^I23J-Hexadecansäure oder W-¹²³J-Heptadecansäure aus einem Gemisch, das durch Kochen der entsprechenden ω-Brom-Fettsäure mit einem ^mJodid enthaltenden Keton am Rückfluß gebildet worden ist

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 Herzmuskel-Stoffwechsels bei Tieren einzusetzen (ND. POE, G. D. ROBINSON Jr. und N. S. MAC DONALD; Myocaridal Extraction of Labelled Long-Chain Fatty Acid Analogs, Proc of the Society for Experimental Bilogy and M edicine 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, 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 Anteif mit dem Radionuklid markiert wird (ein Anteil von weniger als 10-*%), muß — gemessen an der für die Untersucht ng benötigten markierten Fettsäure - eine relativ große Mengt an Fettsäuren dem Herzmuskel zugeführt werden. Das ist jedoch — da die Fettsäure in einer physiologischen, wäßrigen Lösung praktisch nicht löslich ist — nur dadurch möglich, daß der 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 Auitangssubstan/ noch vorliegenden Deslanclteile zu unerwünschten Nebenwirkungen beim Patienten führen. So wird beispielsweise bei Verwendung von ω-Brom-Fettsäure diese über die ^-Oxidation im Organismus zu Brornacetat abgebaut, dessen toxischer Wert bei 30 bis 50 mg/kg liegt

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, das zu einem Produkt führt, das auf eine für den Patienten möglichst erträgliche Weise für Untersuchungen von Durchblutungsstörungen des Herzmuskels und von Störungen

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

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß man das Reaktionsgemisch unter Druck in einer Trägerflüssigkeit aus einem Alkan und einer polaren aciden

Verbindung über eine Trennsäule mit Kieselgel der Korngröße zwischen 5 und 30 μΐη als Füllmaterial leitet . 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 rvieihyiäthylketon, über nukleophile Substitution teilweise in die w-^l23J-markierte Fettsäure umgesetzt, wobei das vorgenannte Gemisch gebildet wird. Bei der darauffolgenden chromatografischen Abtrennung der W-¹²³J-. markierten Fettsäure aus diesem Gemisch wird die Radioaktivität und damit die markierte Fettsäure zweckmäBigerweise mit einem NaJ(TI)-Sziniillationsdetektor 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 eine Trennsäule mit einem aus Kieselgel bestehenden Füllmaterial geleitet wird. Ferner ist zweckmäBig, daB die Trägerflüssigkeit aus Heptan und 0,5 bis 4 Gew.-% Eisessig besteht.

Für den Fall, daß die Trennung in umgekehrter Phase ausgeführt wird, das heißt, daB 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

v) nicht nur die bei der Herstellung der markierten Fettsäure entstehenden unerwünschten Nebenprodukte, sondern vielmehr auch die Ausgangssubstanzen abgetrennt Die gemäß der durch die Erfindung gegebene Lehre hergestellte w-^l23J-markierte Fettsäure liegt somit ohne Verunreinigungen im Eluat vor. Es ist daher bei Verwendung der markier'en 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 die Blutbahn des Patienten zu injizieren. Das aus der Blutbahn mit der markierten Fettsäure vom Herzmuskel aufgenommene radioaktive Jod wird sodann mittels einer Anger-Gam-

b'i ma-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

20-50 rnCi Na'²³ in 100 μ! Aceton werden zusammen mit 1 mg N<t2SO₃ in einem 2 ml Kölbchen mit Septum und RQckfluBkOhler vorgelegt Durch das Septum wird mittels einer Spritze 1 ml Aceton, in dem 1 "¹B ω-Brom-Hexadecansäure 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 (Fallmaterial: Kieselgel der Handelsbezeichnung 5 μ Li-Chromosorb Si-100) von 30 cm Länge und 1,00 cm Innendurchmesser mit einem Gemisch aus Heptan und 03% Eisessig getrennt wird. Dabei wird simultan die Masse mit einem Refrakto-Index-Detektor oder NaJ(TI)-Szintillationskristall registriert Bei einer Durchflußgescfcyindigkeit von 5 ml/min wird das Produkt nach 28 Minuten frei von alien 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 einp Reihe von 100 ml Glaskölbchen aufgeteilt so daß sich in jedem einzelnen Gefäß 1— 2mC3 befinden. Das Lösungsmittel wird an einem Rotationsverdampfer im Vakuum (ca. 12 Torr) bei Raumtemperatur entfernt Mit 2 ml Blutserum des betreffenden Pij-enten wird die w-^l23J-markierte Hexadecansäure, die sich an der Innenfläche des Glaskölbchen befindet unter langsamen Drehen innerhalb von 60 Minuten von der Glarwand gelöst Das Serum wird durch Millipor-Filtratiorr sterilisiert und in sterile Injektionsfläschchen gefüllt Die Apyrogenität der Injektionslösungen wird durch Kaninchentest und in-vitro-Limulus-Tests sichergestellt

Ausführungsbeispiel 2

Die o>-^l23J-Hexadecansäure wird wie in Ausführungsbeispiel 1 hergestellt Zur Herstellung der Injektionslösung wird das die ü>-^l23J-Hexadecansäure enthaltende Eluat im Vakuum bei ca. 30° C abgedampft mit 2 ml 20%iger HSA aufgenommen und nach fünfminütigem Drehen auf eine 6%ige HSA-Lösung mit bidestilliertem Wasser verdünnt Die Sterilisierung des Präparates geschieht in der gleichen Weise wie in Ausführungsbeispiel 1.

Ausführungsbeispiel 3

Im Gegensatz zu Ausführungsbeispiel I wird das die a>-'²³J-Hexadecansäure enthaltende Substanzgemisch auf einer Trennsäule (0,5 cm Innendurchmesser und 50 cm Länge), die mit Kieselgel einer Korngröße von ΙΟμίΛ und daran chemisch gebundenem Decan gefüllt ist, getrennt und die to-^l23J-markierte Fettsiiure nach fünf Minuten bei einer DurchfluBgeschwindigkeit von 1,8 ml/min mit einer Trägerlösung aus Acetonitril mit 25 Gew.-% Wasser eluiert

Weitere Ausführungsbeispiele

Anstelle von w-^l23J-Hexadecansäure wird, bei sonsl gleichem Verfahrensablauf wie in den Ausführungsbeispielen 1 bis 3, w-'^J-Heptandecansäure gewonnen, wobei von ω-Brom-Heptandecansäure ausgegangen wird.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Trennung der <u-^IMJ-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 silamsiertes

ίο 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 o-^IZJJ-markierten Fettsäure wird beispielsweise folgendermaßen vorgegangen:

1 bis 1,5 mCi der o-^l23]-Fettsäure in 1 bis 2 ml Serum oder einer 6%igen HSA-Lösung werden intravenös appliziert Unmittelbar danach werden von der Brust in anterior Projektion mittels einer auf Großfeldaufnahmen eingestellten Anger-Gamma-Kamera Bilder aufgenommen, wobei die Ajfnahmefrequenz EKG-gefriggert über einen Zeitraum von 30 Minuten, mit einer Frequenz von ca. 1/3 Sekunde, erfolgt Alle Daten

jo 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

J5 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 anorganisehen Radiojod korrigiert Hierzu wird 10 Minuten nach der I. Injektion 400-500 μ€\ ^IKJ-Jodid intravenös appliziert und die Ein- und Ausspülkurven des zusätzlichen Tracers in den ausgewählten Herzregionen über der Vena Cava, die als Referenz des Jod-Raums dient aufgenommen. Den Korrekturquotienten erhält man aus dem Anstieg der Zählrate der betreffenden Region Ay\ und der Region über der Vena Cava yi. Mit Hilfe des Quotienten Ay\l&yi werden die Zeit-Aktivitätskurven der Kontrollregion (#) korrigiert und danach von den originalen Zeit-Aktivitätskurven (y,) der interessierenden Herzregion abgezogen, so daß man die Zeit-Aktivitätskurve jv des ursprünglich organisch gefundenen ^mJ-Jods erhält:

Aus den so korrigierten Kurven werden die

biologischen Halbwertszeichen des Metabolismus der applizierten Fettsäuren ermittelt und zur Diagnose verwendet. Die Bilder, die fönf Minuten nach der 1. Injektion aufgenommen worden sind, werden zur Infarktlokalisation herangezogen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von ü)-^I23J-Hexadecansäure oder to-^l21J-Heptadecansäure aus einem Gemisch, das durch Kochen der entsprechenden «a-Brom-Fettsäure mit einem ^I23Jodid enthaltenden Keton am Rückfluß gebildet worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsgemisch unter Druck in einer Trägerflüssigkeit aus einem Alkan und einer polaren aciden Verbindung über eine Trennsäule mit Kieselgel der Korngröße zwischen 5 und 30 μπι als Füllmaterial leitet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Trägerflüssigkeit aus Heptan und 0,5 bis 4 Gew.-% Eisessig besteht

3. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gewonnenen co-^l23J-markierten Fettsäuren als Radiopharmaka zur Untersuchung von Störungen der Durchblutung und/oder des Fettsäureabbaus im menschlichen Herzmuskel

4. Verwendung der Radiopharmaka gemäß Anspruch 3-im körpereigenen Blutserum gelöst