Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

ПОЛУЧЕНИЕ МЕЧЕННЫХ ТЕХНЕЦИЕМ-99М НАНОДИСПЕРСНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ КОМПЛЕКСОНОВ ДТПА

Скуридин В.С. 1 Стасюк Е.С. 1 Варламова Н.В. 1 Нестеров Е.А. 1 Белянин М.Л. 1 Садкин В.Л. 1 Рогов А.С. 1
1 ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
В работе исследована возможность получения меченных технецием-99м коллоидных нанодисперсных систем с регулируемыми свойствами на основе производных комплексона ДТПА с гидрофобными (липофильными) заместителями, обеспечивающими стабильность наноколлоидов в водной среде. В результате экспериментов, проведенных на четырнадцати смесях с различным соотношением компонентов и приготовленных по разным методикам, были определены оптимальные условия получения меченного ДТПАмод путем прямого взаимодействия элюата 99mTc с раствором смеси [0,107 мг ДТПАмод + 0,14 мг SnCl2]. В результате проведенных исследований определены условия введения радиоактивной метки 99mTc в структуру модифицированного ДТПА и подобраны количественные составы реагентов для наработки опытных партий наноколлоидных препаратов. Содержание радиохимической примеси 99mTc (VII) в полученном наноколлоидном препарате составляет 2,7 %.
технеций
ДТПА
наноколлоид
хроматограмма
1. Визуализация поглощения миокардом фенилпентадекановой кислоты, меченой Mn(II)ДТПА, с использованием низкопольной магнитно-резонансной томографии в эксперименте / М.Л. Белянин, В.Ю. Усов, О.Ю. Бородин,В.Д. Филимонов // Медицинская визуализация – 2007. – № 2. – С. 124–129.
2. Becker W.S., Behr T.M., Cumme F., Rössler W., Wendler J., Kern P.M., Gramatzki M., Kalden J.R., Goldenberg D.M. Wolf F.G. 67Ga citrate versus 99mTc-labeled LL2-Fab’ (anti-CD22) fragments in the staging of B-cell non-Hodgkin’s lymphoma // Cancer Res. – 1995. – Vol. 1, № 55. – P. 5771s–5773s.
3. Ciambellotti E., Lanza E., Coda C., Cartia G.L. Comparison of 2 microcolloids labeled with 99m Tc Minerva Med, Lymphoscintigraphy. – 1986. – № 10;77. – Р. 313–319.
4. Miot-Noirault E. Perin F. Routledge L. Normier G. Le Pape A. Macrophage targeting with technetium-99m labelled J001 acylated poly-galactoside for scintigraphy of inflammation: optimization and assessment of imaging specificity in experimental arthritis // Eur J Nucl Med. – 1996. – № 23(1). – Р. 61–69.
5. Yoshida H., Uno K., Minoshima S., Imazeki K., Miyoshi T., Saitou M., Akiba H., Arimizu N. Fundamental study of 99mTc nanocolloids for inflammation imaging // Radioisotopes. – 1989. – № 38(8). – Р. 347.

Использование в медицине радиоактивных наноколлоидных материалов открывает широкие возможности для проведения высокоинформативных диагностических исследований [2]. Например, наноколлоиды с технецием-99м (99mТс) нашли применение в кардиологии для мечения аутолейкоцитов с целью диагностики воспалительных процессов [5], а также в онкологии для проведения лимфосцинтиграфии и выявления «сторожевых» лимфатических узлов у онкологических больных [3]. Данный метод обладает достаточно высокой чувствительностью в плане выявления заболеваний в сочетании с высоким разрешением получаемых сцинтиграфических изображений и минимальной радиационной нагрузкой на организм [4].

В настоящее время рассматривается два принципиальных подхода к формированию наночастиц на основе неорганической и органической матриц. Первый из них подразумевает получение уже готовых частиц, например, нанопорошков с заданными размерами и последующей их модификацией. Второй подход заключается в создании коллоидных нанодисперсных систем с регулируемыми свойствами на основе органических хелатирующих агентов. В соответствии с этим подходом, в работе был проведен комплекс исследований по созданию меченных 99mTc производных комплексона ДТПА, несущих гидрофобные (липофильные) заместители. Данные заместители обеспечивают образование стабильных наноколлоидных систем в водной среде.

Цель исследования – создание меченных 99mTc производных комплексона ДТПА.

Материалы и методы исследования

Исходная субстанция (ДТПАмод) была синтезирована на Кафедре биотехнологии и органической химии Института физики высоких технологий [1]. Для получения препарата 99mTc в виде раствора натрия пертехнетата,99mTc использовали сорбционный генератор «99mTc-ГТ-ТОМ» производства Физико-технического института ТПУ.

Введение радиоактивной метки 99mТс в наноколлоидную субстанцию проводили двумя способами: путем смешивания растворов, содержащих ДТПАмод и восстанавливающий агент SnCl2 с элюатом технеция-99м из 99Мо/99mТс-генератора, а также путем растворения сухих остатков, полученных после упаривания растворов ДТПАмод и SnCl2 в элюате 99mТс.

С этой целью предварительно готовили по отдельности раствор активного вещества ДТПАмод и раствор восстановителя SnCl2∙2Н2О.

Для приготовления коллоидного раствора ДТПАмод использовали следующую методику. Навеску модифицированного ДТПА массой 0,027 г количественно перенесли в мерную колбу вместимостью 25 мл и растворили в 20 мл 5 %-го раствора NaHCO3 при нагревании до 80 °С. После довели объем этим же раствором до метки (концентрация 1,1 мг/мл). Затем в полученном растворе провели определение размеров частиц по оптической плотности коллоидной системы в различных участках видимой области спектра (λ = 400–800 нм) с использованием спектрофотометра Unico 2802(S). Было установлено, что средний радиус частиц составляет 93 нм, а их диаметр 187 нм. С целью уменьшения размера частиц суспензию нагрели на водяной бане до 70 °C и обработали в ультразвуковой ванне в течение 40 мин, что позволило снизить средний радиус частиц до 60 нм.

Для приготовления исходного раствора восстановителя Sn (II) навеску SnCl2∙2Н2О массой 70 мг растворили в 200 мкл 1 М раствора HCl и довели объём раствора до 10 мл дистиллированной водой (концентрация 7 мг/мл).

В дальнейшем полученные растворы смешивали в разных соотношениях с последующим добавлением к этим смесям элюата 99mТс и снимали их радиохроматограммы с целью определения радиохимического выхода продуктов взаимодействия, в том числе и меченного 99mТс – ДТПАмод.

В качестве подвижных фаз для хроматографирования использовали смеси:

а) хлороформ:метанол:вода:уксусная кислота (лед) = 4:4:0,1:0,3 (система № 1), время хроматографирования 20 мин;

б) хлороформ:этанол:аммиак (конц) = 5:5:1 (система № 2), время хроматографирования 60 мин;

в) ацетон, время хроматографирования 10 мин.

Ацетон был выбран в качестве подвижной фазы для определения непрореагировавших пертехнетат-ионов 99mТс(VII), распределение которых по хроматограмме проходит достаточно быстро, около 10 мин. Системы № 1 и 2 подбирали с учетом свойств модифицированного ДТПА. Линия старта на хроматограммах – 20 мм от нижнего края.

Параллельно с радиометрическим определением пиков, меченых 99mТс продуктов, проводили определение местоположения на полученных хроматограммах пятен немеченых исходных субстанций с помощью УФО-кабинета и камеры, насыщенной парами йода. В качестве эталонного раствора использовали 10 %-й раствор гидрокарбоната натрия, содержащего ДТПАмод в количестве 1 мг/мл. Место расположения пятна модифицированного ДТПА находили по его характерному свечению в ультрафиолетовом свете и появлению коричневого пятна в йодной камере. В результате было установлено, что исходной субстанции модифицированного ДТПА соответствует область Rf = 0,5.

Результаты исследования и их обсуждение

Изучение радиохроматограмм, полученных при анализе проб исходного элюата 99mTc из генератора, показало, что пертехнетат-ионам семивалентного 99mТс на ленточках хроматограмм во всех выбранных подвижных фазах (системах) соответствует пик с Rf = 0,9. То же самое наблюдается при прямом взаимодействии 99mTc с модифицированным ДТПА. Здесь также во всех системах на хроматограммах наблюдается единственный пик в области Rf = 0,9, что свидетельствует об отсутствии взаимодействия ДТПАмод с 99mТс(VII).

Напротив, при введении в элюат 99mTc восстановителя Sn(II) основной пик смещается, практически, к линии старта в область Rf = 0,1, что позволяет предполагать образование малоподвижного гидролизованного оксида 99mТсО2. Не исключена также хемосорбция радионуклида на поверхности коллоида олова, образующегося при гидролизе SnCl2∙2Н2О. Вероятность такого взаимодействия достаточно велика, т.к. количество ядер 99mTc несоизмеримо мало по сравнению с количеством атомов олова. Информация в литературе по этому вопросу отсутствует. Тем не менее тот факт, что смещение пика в область Rf = 0,1 связано с восстановлением 99mTc, не вызывает сомнения.

В процессе работы были исследованы смеси следующего состава.

Смесь № 1. Во флакон вместимостью 10 мл ввели 0,1 мл 5 %-го раствора гидрокарбоната натрия, содержащего ДТПАмод в количестве 1,1 мг/мл, 0,02 мл раствора хлорида олова с концентрацией SnCl2∙2Н2О 7 мг/мл и 5 мл элюата 99mТс. После инкубирования смеси в течение 20 мин провели отбор проб объемом 5 мкл для хроматографирования. рН раствора = 7.

Смесь № 2. Во флакон ввели 0,1 мл 10 %-го раствора гидрокарбоната натрия, содержащего ДТПАмод в количестве 1,1 мг/мл, 0,01 мл 1 М раствора NaOH, содержащего Sn в количестве 11,9 мг/мл (по металлу) и 5 мл элюата 99mТс. Время инкубирования 20 мин. рН раствора = 8.

Смесь № 3. Во флакон ввели 0,1 мл обезвоженного спирта, содержащего ДТПАмод в количестве 1 мг/мл, 0,01 мл обезвоженного спирта, содержащего Sn в количестве 6,3 мг/мл (по металлу) и 5 мл элюата 99mТс. Инкубировали в течение 20 мин. рН раствора = 6.

Смесь № 4. Во флакон ввели 1 мл обезвоженного спирта, содержащего ДТПАмод в количестве 1 мг/мл, 0,01 мл обезвоженного спирта, содержащего Sn в количестве 1 мг/мл (по металлу) и 5 мл элюата, 99mТс. Инкубировали в течение 20 мин. рН раствора = 6.

Смесь № 5. Во флакон ввели 0,1 мл 10 %-го раствора гидрокарбоната натрия, содержащего ДТПАмод в количестве 1 мг/мл и 0,01 мл 1 М раствора NaOH, содержащего Sn в количестве 11,9 мг/мл (по металлу). Смесь высушили до сухого остатка и ввели 5 мл элюата 99mТс. Инкубировали в течение 20 мин. рН раствора = 8.

Смесь № 6. Во флакон ввели 0,1 мл обезвоженного спирта, содержащего ДТПАмод в количестве 1 мг/мл, 0,01 мл обезвоженного спирта, содержащего Sn в количестве 6,3 мг/мл (по металлу). Смесь высушили до сухого остатка и ввели 5 мл элюата 99mТс. Инкубировали в течение 20 мин. рН = 6.

Смесь № 7. Во флакон ввели 0,1 мл обезвоженного спирта, содержащего ДТПАмод в количестве 1 мг/мл. После упаривания до сухого остатка, на другую сторону дна флакона внесли 0,01 мл 1 М HCl, содержащей Sn в количестве 0,63 мг/мл (по металлу) и также упарили. После ввели 5 мл элюата 99mТс и провели инкубирование в течение 20 мин. рН раствора = 8. Результаты хроматографирования всех смесей представлены в таблице.

Обобщенные данные по введению метки 99mТс в структуру ДТПАмод

Номер смеси

Система

Расстояние от линии старта, L, см

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Активность, имп./с

1

Ацетон

41661

118270

688

570

781

1165

1745

2619

126

Система № 1

76314

93553

1511

4760

2501

148

148

112

2

Система № 1

163

566

1364

608

6270

246149

132

109

3

Система № 1

72

66151

109302

4715

3117

4367

3182

77

4

Система № 2

186

196907

17877

11905

12930

16945

27405

114136

2466

230

5

Система № 1

129

2893

4876

2814

11027

248081

144

104

6

Система № 1

67

58905

118239

5940

1629

2650

103

67

7

Система № 2

145

294076

918

468

476

925

2436

14006

5541

165

Из анализа радиохроматограмм, представленных в таблице, можно сделать следующие выводы. Исходя из хроматограммы смеси № 2, где для мечения ДТПАмод использовался раствор SnCl2 в 1 М NaOH, следует, что олово в щелочной среде не проявляет восстанавливающих свойств. Напротив, в спиртовом растворе (смесь № 3) наблюдается полное восстановление 99mTc. Однако в этой среде происходит полное растворение коллоида ДТПАмод.

Наиболее интересный результат получается при прямом взаимодействии раствора элюата 99mTc с раствором смеси № 1 [0,107 мг ДТПАмод + 0,14 мг SnCl2], которой соответствует хроматограмма, приведенная на рисунке. Подвижная фаза – ацетон.

pic_6.wmf

Радиохроматограмма элюата 99mTc с раствором смеси [0,107 мг ДТПАмод + 0,14 мг SnCl2]

Исходя из хроматограммы можно сделать вывод, что содержание радиохимической примеси (РХП) невосстановленного 99mTc (VII) в полученном препарате наноколлоида составляет 2,7 %. Это достаточно хороший показатель, близко соответствующий нормативным требования к подобным препаратам. Окончательный вывод о его качестве и функциональной пригодности может быть сделан только при проведении медико-биологических испытаний на следующих этапах проведения НИР.

Достаточно низкое содержание радиохимической примеси 99mTc (VII) наблюдается также при взаимодействии элюата 99mTc с сухими остатками, полученными из спиртовых смесей (хроматограмма смеси № 7 в системе № 2). Здесь величина РХП составляет 4,8 %.

В заключение следует отметить, что ни на одной из радиохроматограмм, представленных в таблице, нам не удалось зафиксировать немеченую субстанцию в области Rf = 0,5. Пятно проявлялось по Rf = 0,1. Из этого следует, что субстанция взаимодействует, скорее всего, с оловом, через которое вводится радиоактивная метка с 99mTc, например, путем присоединения к хелатирующим группам цепочки –Sn(ОН)2–О–Тс(ОН)О вместо «прямого» присоединения гидратированного иона Тс (ОН)О+. Во избежание гидролиза олова, приводящего к его окислению и снижению восстанавливающих свойств, в дальнейшем для приготовления наноколлоидного раствора ДТПАмод планируется использовать раствор олова в виде лиофилизата.

Заключение

В результате проведенных исследований определены условия введения радиоактивной метки 99mTc в структуру модифицированного ДТПА и подобраны количественные составы реагентов для наработки опытных партий наноколлоидных препаратов с низким содержанием радиохимической примеси 99mTc(VII) для последующего проведения исследований на экспериментальных животных.

Рецензенты:

Чернов В.И., д.м.н., профессор, руководитель отделения радионуклидной диагностики, ФГБУ «Научно-исследовательский институт онкологии СО РАМН», г. Томск;

Лишманов Ю.Б., д.м.н., профессор, заместитель директора по научно-исследовательской работе, ФГБУ «Научно-исследовательский институт кардиологии» СО РАМН, г. Томск.

Работа поступила в редакцию 24.09.2013.


Библиографическая ссылка

Скуридин В.С., Стасюк Е.С., Варламова Н.В., Нестеров Е.А., Белянин М.Л., Садкин В.Л., Рогов А.С. ПОЛУЧЕНИЕ МЕЧЕННЫХ ТЕХНЕЦИЕМ-99М НАНОДИСПЕРСНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ КОМПЛЕКСОНОВ ДТПА // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10-7. – С. 1427-1430;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32599 (дата обращения: 22.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252