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Flúor-18

El flúor-18 ( 18 F) es un radioisótopo de flúor que es una fuente importante de positrones . Tiene una masa de 18,0009380(6) u y su vida media es 109,771(20) minutos. Se desintegra por emisión de positrones el 96,7% del tiempo y por captura de electrones el 3,3% del tiempo. Ambos modos de desintegración producen oxígeno-18 estable .

ocurrencia natural

18
F es un
radioisótopo traza natural producido por espalación de rayos cósmicos del argón atmosférico, así como por reacción de protones con oxígeno natural: 18 O + p → 18 F + n. [1]

Síntesis

En la industria radiofarmacéutica , el flúor-18 se fabrica utilizando un ciclotrón o un acelerador lineal de partículas para bombardear un objetivo, generalmente de agua [ 18 O] natural o enriquecida [2] con protones de alta energía (típicamente ~18 MeV ). El flúor producido se encuentra en forma de una solución acuosa de fluoruro [ 18 F] , que luego se utiliza en una síntesis química rápida de varios radiofármacos. La molécula farmacéutica de oxígeno orgánico-18 no se produce antes de la producción del radiofármaco, ya que los protones de alta energía destruyen dichas moléculas ( radiólisis ). Por lo tanto, los radiofármacos que utilizan flúor deben sintetizarse después de que se haya producido el flúor-18.

Historia

La primera síntesis publicada y el informe de las propiedades del flúor-18 fueron en 1937 por Arthur H. Snell, producido por la reacción nuclear de 20 Ne (d, α) 18 F en los laboratorios de ciclotrón de Ernest O. Lawrence . [3]

Química

El flúor-18 a menudo sustituye a un grupo hidroxilo (–OH) en una molécula original del radiotrazador, debido a propiedades estéricas y electrostáticas similares. Sin embargo, esto puede resultar problemático en determinadas aplicaciones debido a posibles cambios en la polaridad de la molécula .

Aplicaciones

El flúor-18 es uno de los primeros trazadores utilizados en la tomografía por emisión de positrones (PET), y se utiliza desde la década de 1960. [4] Su importancia se debe tanto a su corta vida media como a la emisión de positrones durante la descomposición. Un uso médico importante del flúor-18 es: en tomografía por emisión de positrones (PET) para obtener imágenes del cerebro y el corazón; para obtener imágenes de la glándula tiroides; como radiotrazador para obtener imágenes de huesos y buscar cánceres que han hecho metástasis en otras partes del cuerpo y en radioterapia para el tratamiento de tumores internos.

Los trazadores incluyen fluoruro de sodio , que puede ser útil para obtener imágenes esqueléticas, ya que muestra una captación ósea alta y rápida acompañada de un aclaramiento sanguíneo muy rápido, lo que resulta en una relación hueso-fondo alta en un corto tiempo [5] y fluorodesoxiglucosa (FDG). donde el 18 F sustituye a un hidroxilo . La nueva química del dioxaborolano permite el etiquetado de anticuerpos con fluoruro radiactivo ( 18 F) , lo que permite obtener imágenes del cáncer mediante tomografía por emisión de positrones (PET) . [6] Un sistema indicador de origen humano , genético , emisor de positrones y fluorescente (HD-GPF) utiliza una proteína humana, PSMA y no inmunogénica, y una pequeña molécula que emite positrones ( 18 F) . ) y fluorescente para PET de modalidad dual e imágenes de fluorescencia de células modificadas con genoma, por ejemplo, cáncer , CRISPR/Cas9 o células T CAR , en un ratón completo. [7] La ​​pequeña molécula de modalidad dual dirigida al PSMA se probó en humanos y encontró la ubicación del cáncer de próstata primario y metastásico , la eliminación del cáncer guiada por fluorescencia y detecta células cancerosas individuales en los márgenes del tejido. [8]

Referencias

  1. ^ ALCANCE 50 - Radioecología después de Chernobyl Archivado el 13 de mayo de 2014 en Wayback Machine , Comité Científico para Problemas del Medio Ambiente (SCOPE), 1993. Consulte la tabla 1.9 en la Sección 1.4.5.2.
  2. ^ Fowler JS y Wolf AP (1982). La síntesis de radiotrazadores marcados con carbono 11, flúor 18 y nitrógeno 13 para aplicaciones biomédicas. Núcleo. Ciencia. Ser. Acad. Nacional. Ciencia. Res. Nacional. Consejo Monogr. mil novecientos ochenta y dos.
  3. ^ Anónimo (15 de enero de 1937). "Acta de la reunión de Pasadena, 18 y 19 de diciembre de 1936". Revisión física . 51 (2). #5 muestra el resumen de Arthur H. Snell sobre el descubrimiento del primer flúor-18 producido: 142-150. Código bibliográfico : 1937PhRv...51..142.. doi : 10.1103/PhysRev.51.142. ISSN  0031-899X.
  4. ^ Azul, Monte; Ganatra, Ramanik; Bender, Merrill A. (enero de 1972). "18F-fluoruro para imágenes óseas". Seminarios de Medicina Nuclear . 2 (1): 31–37. doi :10.1016/S0001-2998(72)80005-9. PMID  5059349.
  5. ^ Ordóñez, AA; DeMarco, vicepresidente; Tonto, MH; Pokkali, S.; Jain, SK (octubre de 2015). "Imágenes de lesiones tuberculosas crónicas mediante tomografía por emisión de positrones con fluoruro de sodio [18F] en ratones". Imágenes moleculares y biología . 17 (5): 609–614. doi :10.1007/s11307-015-0836-6. PMC 4561601 . PMID  25750032. 
  6. ^ Rodríguez, Erik A.; Wang, Ye; Crujiente, Jessica L.; Vera, David R.; Tsien, Roger Y.; Ting, Richard (27 de abril de 2016). "La nueva química del dioxaborolano permite la generación de biomoléculas multimodales fluorescentes [18F] emisoras de positrones a partir de la fase sólida". Química de bioconjugados . 27 (5): 1390-1399. doi : 10.1021/acs.bioconjchem.6b00164. PMC 4916912 . PMID  27064381. 
  7. ^ Guo, Hua; Harikrishna, Kommidi; Vedvyas, Yogindra; McCloskey, Jaclyn E; Zhang, Weiqi; Chen, Nandi; Nurili, Fuad; Wu, Amy P; Sayman, Haluk B. (23 de mayo de 2019). "Un agente fluorescente emisor de positrones [18 F] para obtener imágenes de PMSA permite la presentación de informes genéticos en células modificadas genéticamente y transferidas de forma adoptiva". Biología Química ACS . 14 (7): 1449-1459. doi :10.1021/acschembio.9b00160. ISSN  1554-8929. PMC 6775626 . PMID  31120734. 
  8. ^ Aras, Omer; Demirdag, Cetin; Kommidi, Harikrishna; Guo, Hua; Pavlova, Ina; Aygun, Aslan; Karayel, Emre; Pehlivanoglu, Hüseyin; Yeyin, Nami; Kyprianou, Natasha; Chen, Nandi (marzo de 2021). "Molécula pequeña, PET multimodal [18F] y agente de imágenes de fluorescencia dirigido al antígeno de membrana específico de la próstata: primer estudio en humanos". Cáncer genitourinario clínico . 19 (5): 405–416. doi : 10.1016/j.clgc.2021.03.011 . PMC 8449790 . PMID  33879400.