正电子核素标记前体的制备

目前，在全世界的很多PET中心已开发了用于探查血流、氧代谢、葡萄糖代谢、蛋白质合成和神经递质活动等的正电子显像剂，这些正电子显像剂必须具备如下的标准：①器官的摄取性，即反映重要的和可鉴定的生理生化过程；②摄取程度，即对疾病、药物或刺激等所引起的生理或生化改变是敏感的；③进行定量，即能够测量拟检查区（ROI）的放射性浓度，并与通常使用的显像剂动力模式一致；④有较高的靶/非靶比值；⑤有效性，即安全可靠的合成或由其他PET中心供给。

正电子显像剂的合成过程一般分为在线合成和非在线合成。在线合成就是生产得到的正电子核素在较短时间内在靶内或在传输过程中经特殊的装置处理后直接得到，现场可进行PET显像的正电子显像剂，如15O-O2、11C-CO等显像剂的生产。非在线合成指由回旋加速器生产得到的正电子核素需经特殊的化学处理后转化为以一定化学形式存在的标记前体（labelled precursor，或称标记中间体），该标记前体在合成装置中按一定的化学反应过程才能最后合成所需的正电子显像剂，如FDG、11C-MET等的合成，而标记前体的选择和生产对正电子显像剂的合成起决定性的作用。

在合成正电子显像剂时，应考虑正电子核素的化学形式。有些标记物，如11C和15O标记的CO2和（或）CO、15O-O2等，在轰击结束（end of bombardment，EOB）极短的时间内可以在线生产而不需要进行前体的转化过程，其产物可直接用于患者进行PET显像。然而，目前开发和应用的大多数显像剂都需要进行特殊的有机合成。对此，将正电子核素转化为适当的标记前体是极其重要的步骤，如在线产生的11C-CO2和（或）11C-CO、11C-HCN经转化为11C-CH3I和11C-醋酸盐，可进行多种11C标记化合物的合成。

1.11C标记前体　11C半衰期为20min，要求合成时间应尽可能地短。目前，获得的11C核素大多是以11C-CO2或11C-CH4形式存在，它们的反应活性不强，需要将其转化为具有较高反应活性且易于快速高效合成的标记前体试剂。这类标记试剂较多，以11C-CH3I、11C-HCN、11C-CH3NO2、11C-COCl2、11C-CO（NH2）2、11C-C2H2、11C-CH3NH2和11C-HCO等较为常用。

在这些标记试剂中，11C-CH3I是最重要的一种，它主要用于在有机分子中N、O、S等位置上的烷基化反应。其常用制备方法如下：。

（1）用LiAlH4还原，并用HI进行碘化反应，即

（2）用烧碱石棉柱捕获11C-CO2，通入H2，Ni催化产生11C-CH4，然后完成碘化反应，即

该法利用苛性钠石棉剂（ascarite）捕获11C-CO2，其核素的损失少，并且反应中无其他液态试剂，也不加入相关载体，获得的11C-CH3I放射化学纯度≥90%，比活度＞4Ci/μmol（EOB）比活度高。目前，已有该法生产11C-CH3I的自动化模块。

2.18F标记前体　18F标记前体与11C前体不同，18F的生产根据化学合成所需要的前体化学形式选择18F核素的生产，以获得合适的亲电或亲核试剂。

利用亲电反应进行18F标记化合物合成时，多选择气体靶20Ne（d，α）18F生产18F-F2，并将它转化为18F-HF、18F-CH3CO2F、18F-CF3OF等亲电氟化试剂。由于F2特殊的化学性质，其转化比较容易。但在气体靶中核素的产量往往与束流的大小不成比例，再者，在轰击之前要用含有少量F2的氖对靶体进行预先钝化，因此很难得到高比活度的18F-F2。常用的亲电氟化试剂有18F-CH3CO2F、18F-HF、18F-CF3OF、18F-XeF2、18F-ClO3F等，其中以18F-CH3CO2F应用最广。

利用18O（p，n）18F核反应用小体积18O-H2O靶生产的18F-是理想的亲核反应试剂，得到的18F-不需要进一步转化，可直接在合成器中与合适的药物前体通过亲核反应得到需要的正电子显像剂。