摘要
正电子发射断层扫描成像(Positron emission tomography，PET)具有高灵敏度、可定特量优势，是一种先进的无创成像技术，广泛用于诊断医学和临床药学研究[1]。基于18F核素的正电子发射断层扫描成像(PET)具有许多特性，包括近100％的正电子效率，以及短的半衰期＜110分钟，而被广泛应用于临床疾病诊断。多肽具有低分子量、可快速从血液中清除、对受体具有高亲和力和特异性，并且能在纳摩尔水平的浓度下保持活性，是分子探针理想靶向载体，然而，多肽通常含有大量的反应性官能团如巯基、氨基、羧基等，区域选择性放射性标记可以减少反应位点的数量，并保证多肽的亲和力，是多肽探针开发的热点方向。半胱氨酸中的巯基比氨基更容易极化具有更好的亲核性，通常用于蛋白的选择性化学修饰，开发与半胱氨酸选择性结合的18F辅基，也引发更多关注。本论文设计合成了一类带五氟苯结构氟代膦烷，能够温和的实现18F标记，标记后的辅基具有很好的体内外稳定性，并能够与多肽上的巯基进行高选择性的反应，连接多肽后，还进一步的对探针的体内外性质进行了评价及PET显像，论文的主要研究内容如下: 首先，设计并合成了两个标记前体叔丁基五氟苯基氟化膦4和金刚烷基五氟苯基氟化膦7。标记前体的合成路线简短，合成方法简单，合成产率稳定，并且原料简单易得。通过质谱(ESI-MS)和核磁共振波谱(1H、13C、31P、19F NMR)等表征手段进行了化学结构确证。 以标记前体4作为研究对象，通过对标记的温度、溶剂、标记辅基用量和标记时间等反应条件的系统研究，得到最佳标记条件为:使用0.05mg的前体，0.69mg碳酸钾，乙腈作为溶剂，室温下反应震荡5min。放射化学产率约99±1％(n=3)。在同样条件下，对前体7进行标记的放射化学产率为94±1％(n=3)。本文研究了标记辅助基团[18F]4和[18F]7的体外稳定性，其中[18F]4在生理盐水中孵育2h有很好的稳定性，没有发现脱氟现象，然而在胎牛血清中稳定性研究中发现孵育2h后表现出明显的脱氟现象(游离氟离子占比为85％)。而[18F]7在生理盐水、胎牛血清中都保持较好的稳定性。该结果表明[18F]7稳定性优于[18F]4，大位阻金刚烷结构的引入，使其具有较高的热力学稳定性，有效提高化合物7的稳定性。进一步研究发现[18F]4与[18F]7都能高选择性的与多肽巯基反应，以标记多肽c(RGDfC)为例，二者的放射化学产率分别为45.8％、62.6％。体外稳定性研究发现，标记化合物[18F]4-RGD在生理盐水和胎牛血清中的稳定性要明显优于[18F]4，可能是连接上RGD后增加了化合物的位阻效应，从而提高了探针的稳定性。[18F]7-RGD在生理盐水和胎牛血清均显示出良好的体外稳定性，没有出现脱氟现象。为这类多肽PET探针的体内应用奠定了良好的基础。 进一步考查了放射性标记化合物的体内代谢稳定性。小动物PET-CT显像结果表明，[18F]7和[18F]7-RGD在小鼠体内具有良好的稳定性，在注射后1小时内未发现骨摄取。而[18F]4-RGD显示有少量骨摄取，表明轻微脱氟现象。令人遗憾的是，[18F]7-RGD在肝脏中有较高摄取，但是肿瘤部位未观察到明显摄取，很可能是因为探针的脂溶性较高。生物分布实验也表明探针主要通过肝肠进行代谢。 综上，本文开发了基于膦氟键的新型氟-18标记辅助基团，且能够选择性的与多肽巯基反应。通过对辅助基团的合成、放射性标记、标记条件优化实验、稳定性实验，验证了该辅基合成方便、制备高效、容易分离、结构稳定。同时通过辅助基团巯基特异选择性验证、应用于含巯基多肽实验、探针稳定性实验、体内代谢显像实验，验证了该辅助基团能特异选择性标记巯基位点，探针具有良好稳定性。
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