After the development of two major techniques - SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) and PET (Positron Emission Tomography) to image the human subjects in a three-dimensional direction in the 1980s, many radiotracers have been used for functional neuroimaging. Still it would be very important study to develop selective radiotracers for functional neuroimaging. New radiotracers will help to expand the knowledge of neurotransmitter systems and of the genetic contribution to receptor or transporter availability. Neurotransmitter depletion-restoration studies, the distribution of brain functions and their modulation by neurotransmitter system aid in better understanding and limiting the side effects of drugs used as well as newly developed. In audition, these radiotracers will be thus very useful to gain a better understanding in biochemical and pharmacological interactions in living human. This review mentions the introduction of radioligands for the functional neuroimaging. Although significant progress has been achieved in the development of new PET and SPECT ligands for in vivo imaging of those receptors and transporters, there are continuous needs of new diagnostic radioligands.
[$^{18}F$]Fluorobenzaldehyde, which is a versatile radioactive prosthetic group, can undergo reduction, reductive amination, or oxidation to be used for synthesis of diverse radiotracers. This review covers synthesis of [$^{18}F$]fluorobenzaldehyde and its conversion to secondary prosthetic groups, and also highlights its application to the development of radiotracers.
Silica-coated Au with Ag, Co, Cu, and Ir bimetallic radioisotope nanoparticles were synthesized by neutron irradiation, after coating $SiO_2$ onto the bimetallic particles by the sol-gel St$\ddot{o}$ber process. Bimetallic nanoparticles were synthesized by irradiating aqueous bimetallic ions at room temperature. Their shell and core diameters were recorded by TEM to be 100 - 112 nm and 20 - 50 nm, respectively. The bimetallic radioisotope nanoparticles' gamma spectra showed that they each contained two gamma-emitting nuclides. The nanoparticles could be used as radiotracers in petrochemical and refinery processes that involve temperatures that would decompose conventional organic radioactive labels.
Hypoxia indicates the condition of low oxygen levels in tissues. In oncology, hypoxia can induce cancer progression and metastasis, as well as cause resistance to cancer therapies. The detection of hypoxia by using molecular imaging, particularly, positron emission tomography (PET) has been extensively studied due to many advantages. Nitroimidazoles, the moieties that can be trapped in hypoxic tissues due to selective reduction, have been used to design and synthesize of hypoxia-targeting radiopharmaceuticals. This review provides a summary of synthetic routes towards 18F-labeled-nitroimidazole radiotracers for PET imaging of hypoxia.
A 6000-year-old male with carcinoma of the prostate and cerebral infarction underwent a Tc-99m MDP bone scintigraphy for the evaluation of skeletal metastases. Bone scintigraphy (Fig. 1) showed multiple areas of increased uptake of Tc-99m MDP in the skull, spine, and ribs representing skeletal metastases. Two different patterns of uptake occurred in the skull region (Fig. 1A-C); one represents bony metastasis and the ether represents cerebral infarction. The shape, size, location, intensity, and border of the increased uptake differed between the two lesions. An oval-shaped pattern with smaller size, greater intensity and more sharply defined border in the frontal region was consistent with bony metastasis. A rectangular-shaped pattern with larger size, lesser intensity and relatively indistinct border in the temporo-parieto-occipital region was consistent with cerebral infarction. Increased uptake of bone-seeking radiotracers in cerebral infarction has been reported previously.$^{1-4)}$ A suggested mechanism by which bone-seeking radiotracers accumulate in the necrotizing cerebral tissue is an alteration of the blood-brain barrier induced during cerebral infarction, which results in entry of the radiotracers into the extracellular space of the brain.$^{4)}$ Brain CT (Fig. 2) performed 7 days before and one month after the bone scintigraphy revealed lesions on the right temporo-parieto-occipital region consistent with acute hemorrhagic and chronic cerebral infarction, respectively.
Angiogenesis, the formation of new capillaries from existing vessels, increases oxygenation and nutrient supply to ischemic tissue and allows tumor growth and metastasis. As such, angiogenesis targeting provides a novel approach for cancer treatment with easier drug delivery and less drug resistance. Therapeutic anti-angiogenesis has shown impressive effects in animal tumor models and are now entering clinical trials. However, the successful clinical introduction of this new therapeutic approach requires diagnostic tools that can reliably measure angiogenesis in a noninvasive and repetitive manner. Molecular imaging is emerging as an exciting new discipline that deals with imaging of disease on a cellular or genetic level. Angiogenesis imaging is an important area for molecular imaging research, and the use of radiotracers offers a particularly promising technique for its development. While current perfusion and metabolism radiotracers can provide useful information related to tissue vascularity, recent endeavors are focused on the development of novel radioprobes that specifically and directly target angiogenic vessels. Presently available proges include RGD sequence containing peptides that target ${\alpha}_v\;{\beta}_3$ integrin, endothelial growth factors such as VEGF or FGF, metalloptoteinase inhibitors, and specific antiangiogenic drugs. It is now clear that nuclear medicine techniques have a remarkable potential for angiogenesis imaging, and efforts are currently continuing to develop new radioprobes with superior imaging properties. With future identification of novel targets, design of better probes, and improvements in instrumentation, radiotracer angiogenesis imaging promises to play an increasingly important role in the diagnostic evaluation and treatment of cancer and other angiogenesis related diseases.
1,2,4,5-테트라진 유도체를 이용한 inverse electron-demand Diels-Alder (IEDDA) 반응은 다양한 생체물질, 고분자, 나노 물질 복합체의 효율적인 합성에 폭넓게 활용되고 있다. IEDDA는 유기용매에서뿐만 아니라 생리학적 조건 하에서도 매우 특이적이며 빠른 반응속도를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 특성으로 인해 본 반응은 다양한 생물학적 활성을 가지는 물질의 방사성동위원소 표지와 분자영상 및 질병 치료를 위한 방사성의약품 개발에도 활발히 응용되고 있다. 본 리뷰 논문은 IEDDA 반응을 방사화학 및 핵의학 분야에서 이용한 최근 연구 동향 및 연구 결과 그리고 향후 전망에 대해 소개하고자 한다.
Joong-Hyun Chun;Minju Lee;Sungwon Jun;Jeongmin Son
대한방사성의약품학회지
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제7권1호
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pp.22-32
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2021
Fluorine-18 is by far the most widely exploited radionuclide in PET (positron emission tomography) radiochemistry. The physical half-life of fluorine-18 allows for chemical manipulation within a restricted timeframe, and cyclotron-produced fluoride ion has been widely applied in aliphatic and aromatic nucleophilic radiofluorinations to produce a variety of established radiotracers. Radiotracers have become more structurally complicated to address diverse targets in physiobiological systems. There is therefore an unmet need to complement traditional C-18F bond-forming radiofluorination with new and efficient radiolabeling techniques to tackle the myriad of possible chemical environments. This review discusses recent advances in organometallic fluorine-18 bond creation in 18F-radiochemistry. Although not widely employed, new radiolabeling strategies for constructing boron-18F, silicon-18F, aluminum-18F, and other metal-18F bonds are described in view of their potential use in the development of novel radiopharmaceuticals.
Sentinel lymph node (SLN) imaging plays an important role in surgery of patients with breast cancer and melanoma. In this study, avidin (Av), a tetrameric protein glycosylated with mannose and N-acetylglucosamine molecules, was labeled with $^{64}Cu$ and then evaluated for LN imaging. $^{64}Cu$-Labeled $NeutrAvidin^{TM}$ (NAv), a non-glycosylated form of Av, was used for comparison. 1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-N,N',N'',N'''-tetraacetic acid (DOTA)-conjugated Av and NAv were prepared from the corresponding proteins and DOTA-NHS ester, which were then labeled with copper-64 and purified using PD-10 columns. The numbers of DOTA molecules conjugated to Av and NAv were 4.9 and 3.3, respectively. [$^{64}Cu$]Cu-DOTA-conjugated Av and NAv were prepared in 93% and 73% radiochemical yields, respectively. In vitro serum stability study showed that copper-64 remained stable on all radiotracers for 24 h (>97%). MicroPET/CT images showed that high radioactivity was accumulated in LNs within 15 min after footpad-injection of radiotracers. Tissue distribution data of mice demonstrated significantly higher uptake in the popliteal (PO) LN than lumbar (LU) LN for $^{64}Cu$-labeled Av (relative % ID/g excluding the injection sites: 66.2% and 26.0%, respectively) compared with those of $^{64}Cu$-labeled NAv (43.0% and 49.2%, respectively). The results of this study suggest that mannose molecules on Av enabled the radiotracer to retain in the first LN after mouse footpad-injection.
Ji Woong Lee;Un Chol Shin;Seok u Bae;Ji Yoon Kim;Hae joon Cho;Ji Ae Park;Kyo Chul Lee;Jung Young Kim;Suhng Wook Kim
대한방사성의약품학회지
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제8권2호
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pp.77-85
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2022
The Td05 and Sgc8c, DNA-based aptamers, are well-known to target internalized surface markers (IGHM and PTK7) of Burkitt's lymphoma and acute lymphoblastic leukemia (ALL). Thus, Td05 and Sgc8c labeled with metallic radioisotope 64Cu can be evaluated as potential diagnostic PET imaging agents. In this study, we modified the carbon chain length of the last adenosine of aptamer (n = 3, 6, 12) to increase tumor cell uptake and select the best candidate among six types of aptamer analogues and one adenosine of aptamer. After labeling of 64Cu, [64Cu]Cu-DOTA-aptamer analogues were evaluated in vitro studies (serum stability, Log P values, cell uptake, biodistribution). Then, we evaluate in vivo PET imaging study for two candidates (64Cu-DOTA-C12-Sgc8c, 64Cu-DOTA-C6-Td05). PET images clearly visualize tumors at 24 h post-injection rather than at an early time point and the tumor-to-background ratio also increases at the delay time point. 64Cu-DOTA-C12-Sgc8c and 64Cu-DOTA-C6-Td05 could be used as potential radiotracers for lymphoma.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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