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Flow-Chemie gilt als eine der modernsten und vielversprechendsten Synthesemethoden der Neuzeit. Vor allem die Industrie macht sich ihre Vorteile schon seit einigen Jahren zu eigen. In universitären Forschungseinrichtungen fehlt jedoch preisgünstiges und flexibel einsetzbares Equipment, um diese Art der Forschung attraktiv zu gestalten. Ein wichtiges Forschungsgebiet, bei dem die Vorteile von flexibel einsetzbaren und zuverlässig automatisierten Flow-Prozessen zur Geltung kommt, ist die Radiochemie. Diese beschäftigt sich unter anderem mit der Synthese von radioaktiven Krebsmarkern, sogenannten PET-Tracern (positron emission tomography), welche sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie eingesetzt werden. Als Marker dienen radioaktive Isotope wie 18F, 11C oder 64Cu.
Diese Arbeit befasst sich mit den wichtigsten Aspekten, die für eine erfolgreiche, automatisierte PET-Synthese notwendig sind. Das beinhaltet die Konstruktion und Entwicklung von Laborequipment, die Synthese neuer Precursor, dem Labeling dieser, der Automatisierung der Synthesen, sowie die in-vivo und in-vitro pharmakokinetische Auswertung im Mausmodell. Die Entwicklung des Flow-Systems fokussiert sich hauptsächlich auf die Kernkomponenten, dem Flow-Reaktor, der Spritzenpumpe, dem Drucksensor, sowie dem Druckregulator. Vor allem die Geometrie des Flow-Reaktors spielt eine entscheidende Rolle für die Effizienz der Synthese. Aus diesem Grund wurden unterschiedlicher Geometrien designt, mit Hilfe von 3D-Druck-Technologie umgesetzt und untersucht. Als Reaktormaterial dient dabei PEEK (polyetheretherketone), welches sich Aufgrund seiner thermischen und chemischen Resistenz hervorragend dafür eignet. Zur Evaluierung des Flow-Systems und als „Proof of Concept“ konnte ein Prozess für [18F]Fluordeoxyglucose ([18F]FDG), dem wohl erfolgreichsten PET-Tracer, entwickelt werden. Eine große Herausforderung bei der Synthese mit nukleophilen [18F]Fluorid, stellt die Trocknung des [18F]Fluorids dar. Um diesen Schritt sicherer und effektiver zu gestalten, wurde ein eigenständiges Modul entwickelt, welches die azeotrope Trocknung des wässrigen [18F]Fluorid umgeht. Als Grundlage dient dabei die Darstellung von [18F]Triflylfluorid, einem radioaktiven Gas, welches durch Trocknungskartuschen geleitet und anschließend in wasserfreies [18F]KF überführt wird.
Des Weiteren konnte ein neuer, auf β-Galactose basierender Tracer ([18F]FGal-Al), synthetisiert werden. Aufgrund der hohen Strahlenbelastung bei der Synthese wurde dafür ein automatisierter Prozess auf einem kommerziell erhältlichen Synthesemodul (FN X Pro, Tracerlab) entwickelt. Der Tracer wurde im Anschluss sowohl im in-vitro als auch im in-vivo Mausmodell an hepatozellulären Karzinomzellen (AMp19-Tumorzellen), welche zuvor mit CMX-5461 behandelt wurden, getestet. |
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