¹⁸F-氟代脱氧葡萄糖(¹⁸F-fluorodeoxyglucose, ¹⁸F-FDG)是目前应用最成熟最广泛的PET/CT正电子显像剂，其使用量占95 %以上^[1]。随着¹⁸F-FDG PET/CT在临床上的广泛应用，规范其质量控制的标准和方法显得尤为重要，因此新颁布的2015版中国药典增加了对¹⁸F-FDG的质控要求。目前临床用¹⁸F-FDG均为自动化合成模块合成，合成模块的提供商主要有国外的GE、西门子、住友以及国内的派特(北京)科技等多家公司，尽管各厂家的合成原理基本一致，但采用的工艺存在明显的区别^[2]。合成工艺对产品质量有明显影响，因此中国食品药品监督管理总局要求模块备案时提供合成工艺。本研究按2015版中国药典对¹⁸F-FDG的质控方法及质量要求，测定住友合成模块F300E和国产合成模块FDG-IT-N生产的¹⁸F-FDG的质控指标并进行比较，以探讨不同的工艺对产品质量的影响，并掌握药典新规定。该研究对在本单位实施新质控方案、改进工作流程具有一定价值。

1 材料与方法 1.1 主要仪器与装置

医用回旋加速器：日本住友重机械工程株式会社；住友F300E ¹⁸F-FDG合成模块：日本住友重机械工程株式会社；国产FDG-IT-N ¹⁸F-FDG合成模块：派特(北京)科技有限公司；精密pH试纸：上海三爱思试剂有限公司；Mini-Scan薄层放射性扫描仪：美国BIOSCAN公司；GC7890型气相色谱仪：上海天美公司。

1.2 主要材料与试剂

K2.2.2、1, 3, 4, 6-四-氧-乙酰基-2-氧-三氟甲烷磺酰基-β-D-吡喃甘露糖(三氟甘露糖, Mannose Triflate)，分析纯：德国ABX公司；乙腈、乙醇、丙酮，色谱纯：美国Aldrich公司；氯铂酸、碘化钾，分析纯：上海国药集团化学试剂有限公司；SEP-PAK C18柱：美国Waters公司；IC-H柱：美国Alltech公司；F300E ¹⁸F-FDG合成试剂盒：无锡江原实业技贸总公司；硅胶G薄层板：德国Merck公司。

1.3 ¹⁸F-FDG合成主要过程

① 阴离子交换柱QMA将回旋加速器生产的¹⁸F^-捕获；②K2.2.2 /K₂CO₃混合液将¹⁸F^-淋洗至反应瓶中；③加入前体三氟甘露糖的乙腈溶液至反应瓶，加热亲核反应；④反应完成后除乙腈，加入NaOH进行水解；⑤将水解后的产物传输至纯化柱，无菌注射用水淋洗出¹⁸F-FDG产品^[3]。

1.4 住友F300E合成¹⁸F-FDG

准备试剂并装入模块的相应试剂瓶：K2.2.2 /K₂CO₃混合液0.9 mL：31.7 mg/mL K2.2.2乙腈溶液与35 mg/mL K₂CO₃水溶液按体积比7:2混匀；除水用乙腈0.3 mL；11 mg/mL三氟甘露糖乙腈溶液1.8 mL；水解用0.3 M NaOH 3 mL；洗脱产品用水7 mL。QMA柱用0.5 M NaHCO₃溶液10 mL活化，20 mL水洗；纯化柱为三联复合柱，为IC-H、PS-2、氧化铝复合而成，75 %乙醇10 mL活化柱后水洗。回旋加速器生产的¹⁸F^-由QMA柱捕获，被K2.2.2/K₂CO₃混合液洗脱进反应管，加入除水用乙腈，负压并加热至98 ℃将水一次性除净，反应管中加入前体100 ℃密闭亲核反应，5 min后100 ℃负压完全蒸干体系中的乙腈。NaOH溶液加入到反应瓶100 ℃水解2 min，产品经复合纯化柱调节pH并除去杂质后传入产品瓶^[4]。随机抽取五次合成的¹⁸F-FDG样品进行后续实验。

1.5 国产FDG-IT-N合成¹⁸F-FDG

准备试剂并装入模块的相应试剂瓶：K2.2.2 /K₂CO₃混合液1.5 mL, 13 mg/mL K2.2.2乙腈溶液与30 mg/mL K₂CO₃水溶液按体积比10:1混匀；除水用乙腈2 mL；20 mg/mL三氟甘露糖乙腈溶液1 mL；转移中间体用水8 mL；洗反应管和C18柱用水10 mL；水解用2 M NaOH 1 mL；洗脱产品用水10 mL。QMA柱用0.5 M NaHCO₃溶液10 mL活化，20 mL水洗；C18柱用无水乙醇10 mL活化，20 mL水洗。回旋加速器生产的¹⁸F^-由QMA柱捕获，被K2.2.2/K₂CO₃混合液洗脱进反应管，116 ℃除水，再加入乙腈二次除水。反应管中加入前体82 ℃亲核反应5 min后116 ℃除去体系中大部分乙腈(剩余约0.3 mL)。中间体经水稀释后转移至C18柱上，水洗反应管一次以转移完全，再水洗C18柱一次以除净乙腈。将NaOH溶液加到C18柱上室温固相水解2 min，产品由水淋洗下来，经IC-H、氧化铝、C18柱调节pH并除去杂质后传入产品瓶^[5]。随机抽取五次合成的¹⁸F-FDG样品进行后续实验。

1.6 pH测定

用毛细管吸取少量¹⁸F-FDG样品滴在pH试纸上，和标准色卡对照得出样品pH值。

1.7 放射化学纯度测定

按2015年版中国药典规定方法测定^[6]。毛细管吸取¹⁸F-FDG样品适量，点于硅胶G薄层板上，以乙腈-水(95:5)为展开剂，展开，晾干，用适宜的放射性检测器测定放射性分布，¹⁸F-FDG的Rf值为0.4~0.6，通过峰面积计算放射化学纯度。

1.8 K2.2.2含量检测

按2015年版中国药典规定方法测定^[6]。取100 g/L的氯铂酸溶液3 mL，加入水97 mL、60 g/L的碘化钾溶液100 mL，混匀。将硅胶G薄层板浸泡其中5~10 s，室温避光干燥12 h，即为氯铂酸检测试纸。配制100 μg/mL的K2.2.2水溶液作为对照溶液(1)。精密量取适量对照溶液(1)与等体积的水混合，作为对照溶液(2)；精密量取适量对照溶液(1)与等体积的¹⁸F-FDG样品混合，作为对照溶液(3)。微量移液器分别吸取¹⁸F-FDG样品、水、对照溶液(2)与对照溶液(3)各2.5 μL，点于同一氯铂酸检测试纸上，1分钟后观察。

1.9 残留溶剂检测

按2015年版中国药典规定使用气相色谱法分析^[6]。分别配制一定浓度梯度的乙腈、乙醇和丙酮标准溶液。以硝基对苯二酸改性的聚乙二醇为固定液的毛细管柱为色谱柱，柱温70 ℃，进样口温度为200 ℃，检测器温度为250 ℃，顶空瓶温度为85 ℃，平衡时间为10 min。取标准品溶液顶空进样，记录色谱图，绘制标准曲线。同样条件测定¹⁸F-FDG样品，计算样品中乙腈、乙醇和丙酮的含量。

1.10 统计学分析

每组样品检测后取平均值，以表示，使用SPSS 10.0软件进行t检验，并进行方差分析，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。

2 结果 2.1 ¹⁸F-FDG的合成

住友F300E和国产FDG-IT-N模块的¹⁸F-FDG合成时间分别约为24 min和27 min。未校正效率见表 1。可知两模块合成时间接近，未校正效率(EOS)均超过50 %，两者没有统计学差异。

2.2 pH和放射化学纯度

两组样品的pH值都稳定在6.0~6.5，符合2015版中国药典规定(5.0~8.0)。放射化学纯度均大于99 %，符合大于90 %的标准规定值。

2.3 K2.2.2含量

配制对照溶液(1)(2)(3)，吸取¹⁸F-FDG样品、水、对照溶液(2)(3)各2.5 μL，点于同一氯铂酸检测试纸上，1分钟后观察。可见对照溶液(2)(3)类似，与水相比，斑点中心显深蓝色圆斑，而¹⁸F-FDG样品则与水类似，中心并无蓝色圆斑。可知两者都明显低于药典规定的50 μg/mL，符合标准要求且肉眼未见差异，且样品中其他成分对试纸结果并无干扰。说明采用的工艺都能有效的除去K2.2.2。

2.4 乙腈残留

气相色谱法测定得到两组样品的乙腈浓度见表 2，可知尽管工艺有所区别，两组样品乙腈含量都低于规定值0.04 %(g/mL)，且没有显著差异。

2.5 乙醇残留

两模块在生产过程中只有活化纯化柱才需要用到乙醇，因此纯化柱对¹⁸F-FDG中乙醇残留有重要影响。FDG-IT-N使用的是IC-H、氧化铝、C18柱，其中仅C18柱需要乙醇活化，20 mL水冲洗后¹⁸F-FDG中的乙醇残留已降至极低水平。而F300E使用的是复合柱，当乙醇活化后同样使用20 mL冲洗时其残留超过了药典规定值0.5 % (g/mL)，因此我们采用了反复冲洗的方法降低乙醇残留(表 3)。此法费时费力，且当冲洗水量达80 mL时，虽然已符合药典规定，但乙醇残留量仍明显超过国产模块(表 4)。

2.6 丙酮残留

因为两模块清洗管路和合成过程都没有用到丙酮，所以没有检测到丙酮残留。

3 讨论

尽管各厂家的模块在上市前都经过严格测试以保证产品合格，但仍有必要对模块所生产的¹⁸F-FDG进行质控以保证¹⁸F-FDG质量，并对生产过程进行适当优化。通过对不同模块所生产的¹⁸F-FDG的质量进行比较，有助于了解不同生产工艺对产品质量的影响，从而帮助我们更好的改进生产工艺。

对亲核效率影响最大的步骤是除水，即使体系中混有微量水也可能导致亲核反应效率大幅下降甚至失败^[7]，两模块除水方式的区别在于F300E是真空负压除水，国产模块是两次除水，除水温度也不同。我们发现两者除水效率均能满足合成要求。从原理上看F300E单次高温除水速度快，但可能导致过温，国产模块二次除水更为彻底，能提高亲核反应效率，但需要的时间更长，从而使未校正效率下降，这些因素共同影响下未校正效率约为50 %~60 %。

K2.2.2毒性较强(大中半致死量为35 mg/L)^[8]，是临床使用¹⁸F-FDG前必须检定的质控指标。两模块在最后一步通过纯化柱吸附除去K2.2.2，国产模块通过清洗固相水解的C18柱也能清除一部分K2.2.2。我们按2015年版中国药典所规定的半定量氯铂酸试纸法测定其含量^[9]，结果显示两者采用的工艺都能有效的除去K2.2.2。

乙腈是合成过程中使用的溶剂，为二类限制使用的溶剂，2015版中国药典规定¹⁸F-FDG中乙腈的含量不能高于0.04 %(g/mL)^[10]，因此亲核反应结束后需要将乙腈尽可能除干净。F300E模块采用完全蒸干乙腈再加碱水解的方法，但这样会有部分中间体随乙腈带走导致一定的放射性损失^[11]，影响效率。国产模块为了避免放射性损失过大^[12]，乙腈并未完全蒸干，而是蒸发至有少量残留后加入水，将中间体转移到C18柱上，含有乙腈的水排入废液瓶，再用水淋洗C18柱，NaOH水解后淋洗产品时水不通过反应管直接淋洗C18柱，如此便可将乙腈清除干净。

乙醇为三类低毒溶剂，2015版中国药典规定¹⁸F-FDG中乙醇的含量不能高于0.5 % (g/mL)^[10]。FDG-IT-N将IC-H、氧化铝、C18柱连接后使用，其中仅C18柱需要乙醇活化，20 mL水冲洗即可。F300E使用纯化柱为IC-H、PS-2、氧化铝复合而成，尽管其中IC-H、氧化铝均不需要乙醇活化，但由于现有工艺使用复合柱，乙醇活化时这两个柱子会吸附乙醇且难以冲洗，因此产品中乙醇含量较高。后续我们将研究不使用乙醇活化复合纯化柱以及换用其他纯化柱对产品质量的影响。

综上所述，两模块生产出的¹⁸F-FDG的各项质控指标均符合2015中国药典标准，其pH、放射化学纯度、K2.2.2含量、乙腈残留没有明显差异。但在使用大量水反复冲洗复合纯化柱后，F300E生产出的¹⁸F-FDG的乙醇残留仍明显高于国产模块，有必要研究方便快捷的降低F300E乙醇残留的方法。