A Study on the Synthesis and Its Biodistribution of C-11 and F-18 Labelled Choline

C-11 및 F-18 표지 콜린의 합성과 체내동태에 관한 연구

Objectives: Recently, $[methyl-^{11}C]-({\beta}$-Hydroxyethyl)trimethylammonium ($[^{11}C]$choline) Has been discovered to be a very effective tracer in imaging various human tumors using positron omission tomography. Because of the short half-life of C-11, it is very difficult to use in a routine imaging procedure and needs a frequent synthesis of $[^{11}C]$choline. This can be supplemented by the substitution of $[^{11}C]$choline with $[methyl-^{18}F]$fluorocholine. Here, we would like to report ceil uptake and biodistribution of $[^{11}C]$choline and $[^{18}F]$fluorocholine as a basic study. Methods: $[^{11}C]$Choline was prepared by the treatment of $[^{11}C]CH_3I$ with N,N-dimethylaminoethanol and $[^{18}F]$fluorocholine was synthesized from reaction of $CH_2Br[^{18}F]F$ with N,N-dimethylaminoethanol. The radiochemical purity was checked by high performance liquid chromatography (HPLC). The blodistribution of $[^{11}C]$choline and $[^{18}F]$fluorocholine was determined in balb/c mouse at 5 min, 20 min, 40 min and 80 min. The cell uptake was measured using glioma (9L) and colon adenocarcinoma (SW620). Results: The radiochemical purity was more than 98% after purification. In the liver, uptake did not change over time; the uptake was 20%ID/g for $[^{11}C]$choline and 13%ID/g for $[^{18}F]$fluorocholine. In the kidney, radioactivity decreased over time; the uptake was 15%ID/g for $[^{11}C]$choline and 20%ID/g for $[^{18}F]$fluorocholine, 80 min post-injection. The cell uptake of $[^{11}C]$choline was 4.93% for glioma (9L) and 18.69% for colon adenocarcinoma (SW620). For $[^{18}F]$fluorocholine, 1.77% for glioma (9L) and 2.77% for colon adenocarcinoma (SW620). Conclusion: $[^{11}C]$Choline and $[^{18}F]$fluorocholine showed a different cell uptake tendency, depending on cancer cell line.

목적: 최근 들어 $[^{11}C]$choline은 양전자방출단층촬영을 통한 각종 종양을 진단하는데 유용한 방사성의약품으로 보고되고 있다. 그러나 C-11의 반감기가 너무 짧은 단점 때문에 일상적인 작업이 쉽지않고, 잦은 합성이 필요하다. $[^{11}C]$Choline의 단점은 반감기가 적당한 F-18이 치환된 $[^{18}F]$fluorocholine을 합성하여 해결할 수 있다. 대상 및 방법: $[^{11}C]$Choline은 $[^{11}C]CH_3I$와- N,N-dimethylaminoethanol을 반응시켜 합성하였고, $[^{18}F]$fluorocholine은 $CH_2Br[^{18}F]$F과 N,N-dimethylaminoethanol을 반응시켜 합성하였다. 방사화학적 순도는 고성능액체크로바토그래프를 이용하여 확인하였다. 두 화합물의 체내동태는 balb/c mouse를 이용하여 5, 20, 40, 80분에 측정하였다. 세포섭취 실험은 glioma (9L)과 colon adenocarcinoma (SW620)를 사용하였다. 결과: 정제후 방사화학적 순도는 98% 이상이었다. 간에서의 섭취는 시간에 따라 변하지 않았고 $[^{11}C]$choline은 약 20 %ID/g, $[^{18}F]$fluorocholine은 약 13 %ID/g 섭취되었다. 신장에서의 섭취는 시간에 따라 감소하였고, 주사 80분 후에 각각 15 %ID/g, 20 %ID/g 섭취되었다. 9L과 SW620세포섭취 실험에 있어서 $[^{11}C]$choline은 각각 4.93, 18.69 %ID/g, $[^{18}F]$fluorocholine은 각각 1.77, 2.77 %ID/g이 섭취된 것을 확인하였다. 결론: $[^{11}C]$Choline과 $[^{18}F]$fluorocholine은 종양 세포주에 따라 다른 섭취 경향을 나타내는 것을 확인하였다. 이상의 결과들로 보아 다른 종양 세포주에 있어서 두 화합물의 섭취 경향에 관한 연구가 필요하다.