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Previous issue date: 2013-07-24 / Molecular Imaging is a technique that allows visualization, characterization and quantification of biochemical processes in a molecular and cellular level, in humans and other live organisms. Among all the technics available, it s possible to highlight PET (Positron Emission Tomography), which needs the administration of a radiotracer in the organism to be studied. Radiotracers or radiopharmaceuticals are molecules that possess a radioactive element in their composition. Nowadays, the most used PET radiopharmaceutical is fluorodeoxyglucose (18F) or [18F]FDG. This molecule is a glucose analogue that accumulates inside the cell, allowing glucose metabolism visualization. However, considering the use of glucose by the brain as its main energy source, this radiopharmaceutical accumulates in high rates in the normal brain, making difficult to see pathological processes. In order to visualize more specific alterations in the brain, many others radiotracers can be used, for example flumazenil (18F). Flumazenil (FMZ) shows high affinity for the benzodiazepine site in the GABAA receptor, acting as competitive antagonist. It s already known that GABAA receptors play a key role in neuronal excitability control, and expression deficiencies in these receptors are involved in many neurological and psychiatric disorders, such as epilepsy, anxiety, depression, schizophrenia, etc. Regarding epilepsy, it is believed that in the epileptogenic foci the GABAA receptor expression is reduced, the brain region where seizures start. For this reason, the aim of this work was to study flumazenil (18F) synthesis, as well as its purification and quality control analysis, in order to produce a molecule that can be used to localize the epileptogenic foci. The fluoride ion (18F-) was produced using PET Trace 16 MeV cyclotron from GE Healthcare, through the nuclear reaction 18O(p,n)18F, through the irradiation of enriched 18O water with accelerated protons. The flumazenil (18F) synthesis was performed in the automated synthesis module TRACERlab FX F-N from GE Healthcare, by nucleophilic aromatic substitution reaction. The established ideal reaction conditions were 145?C for 15 minutes, and 6,2mg precursor mass. The 18F- incorporation degree in the flumazenil molecule was 72?6% (n = 5), verified by reaction mixture analysis. In the last step flumazenil (18F) was purified through high performance liquid chromatography (HPLC) and reserve-phase tC18 cartridge, obtaining a product with a purity higher than 99%. The radionuclidic purity and identity were analyzed by gamma ray spectroscopy and half-life evaluation. Radiochemical purity was verified using thin layer chromatography (TLC) and HPLC. The chemical purity tested the presence of kryptofix 2.2.2, through a colorimetric test, and residual solvents (ethanol and acetonitrile) through gas chromatography (GC). The pH was verified using strips. All the results complied with the pharmacopeia using [18F]FDG as reference. Synthesis time was 80 minutes including purification steps and the overall yield was 9.3% (decay corrected). The radiopharmaceutical stability was analyzed for 8 hours, and no impurities were detected in this period. The method developed showed to be viable to produce flumazenil (18F), which can be used in pre-clinical and clinical studies in the future. The knowledge acquired with this work will allow the improvement of this technology in the country, and the research of new radiotracers for PET/CT imaging. / A Imagem Molecular ? uma t?cnica que permite a visualiza??o, caracteriza??o e quantifica??o de processos bioqu?micos a n?vel molecular e celular, em humanos e outros organismos vivos. Dentre as tecnologias dispon?veis, destaca-se o PET (Positron Emission Tomography - Tomografia por Emiss?o de P?sitrons) que necessita da administra??o do radiotra?ador ao organismo a ser estudado. Radiotra?adores ou radiof?rmacos s?o mol?culas que possuem um elemento radioativo em sua composi??o. Atualmente, o radiof?rmaco mais utilizado em PET ? o fludesoxiglicose (18F) ou [18F]FDG. Esta mol?cula ? um an?logo da glicose, que se acumula no interior da c?lula, permitindo a visualiza??o do metabolismo da glicose. Entretanto, considerando que o c?rebro utiliza basicamente a glicose como fonte de energia, este radiof?rmaco se acumula em altas taxas no c?rebro normal, dificultando a visualiza??o de processos patol?gicos. A fim de visualizar altera??es patol?gicas mais espec?ficas no c?rebro, v?rios outros radiotra?adores podem ser utilizados, como por exemplo o flumazenil (18F). O flumazenil (FMZ) apresenta alta afinidade pelo local de liga??o de benzodiazep?nicos do receptor GABAA, atuando como antagonista competitivo. Sabe-se que os receptores GABAA possuem um papel chave no controle da excitabilidade neuronal e que defici?ncias na express?o destes receptores est?o envolvidas em um grande n?mero de patologias neurol?gicas e psiqui?tricas, como epilepsia, ansiedade, depress?o, esquizofrenia e etc. Com rela??o a epilepsia, acredita-se que exista uma diminui??o da express?o dos receptores GABAA no foco epileptog?nico, regi?o do c?rebro geradora das crises epil?pticas. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar a s?ntese do flumazenil (18F), bem como sua purifica??o e as an?lises de controle de qualidade, visando produzir uma mol?cula que auxilie na localiza??o do foco epileptog?nico. O ?on fluoreto (18F-) foi produzido no c?clotron PET Trace 16 MeV da GE Healthcare, atrav?s da rea??o nuclear 18O(p,n)18F, decorrente da irradia??o da ?gua enriquecida com 18O pelos pr?tons acelerados. A s?ntese do flumazenil (18F) foi realizada no m?dulo automatizado TRACERlab FX F-N da GE Helthcare, atrav?s de uma rea??o de substitui??o nucleof?lica arom?tica. As condi??es ideais de rea??o foram estabelecidas em 145?C durante 15 minutos, sendo que a massa do precursor foi de 6,2mg. A taxa de incorpora??o do 18F- na mol?cula do flumazenil foi de 72?6% (n = 5), verificado atrav?s da an?lise da mistura de rea??o. Na fase final o flumazenil (18F) foi purificado atrav?s de cromatografia l?quida de alta efici?ncia (CLAE) e cartucho de fase-reversa tC18, obtendo-se um produto com grau de pureza superior a 99%. A pureza e identidade radionucl?dica foram avaliadas atrav?s de espectroscopia de raios gama e do tempo de meia-vida. A pureza radioqu?mica foi verificada por cromatografia em camada delgada (CCD) e CLAE. Na an?lise da pureza qu?mica verificou-se a presen?a de kryptofix 2.2.2, atrav?s de teste colorim?trico, e solventes residuais (etanol e acetonitrila) por cromatografia gasosa (CG). O pH foi analisado utilizando fitas. Os resultados obtidos foram dentro dos limites estabelecidos pela farmacop?ia levando em considera??o o [18F]FDG. O tempo total de s?ntese foi de 80 minutos e o rendimento total foi de 9,3% (corrigido pelo decaimento). A estabilidade do radiof?rmaco foi analisada durante 8 horas, sendo que nenhuma impureza foi detectada neste per?odo. O m?todo desenvolvido mostrou ser vi?vel para produ??o do flumazenil (18F), podendo este ser futuramente utilizado em estudos pr?-cl?nicos e cl?nicos. Os conhecimentos adquiridos com este trabalho permitir?o o avan?o desta tecnologia no pa?s, e a pesquisa de novos radiotra?adores para a realiza??o de exames PET/CT.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/1751 |
| Date | 24 July 2013 |
| Creators | Hartmann, Louise Mross |
| Contributors | Costa, Jaderson Costa da |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Medicina e Ci?ncias da Sa?de, PUCRS, BR, Faculdade de Medicina |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 7620745074616285884, 500, 600, -8624664729441623247 |
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