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近年来,正电子发射断层与X射线计算机断层成像(positron emision tomography and computed tomography, PET/CT)在肿瘤治疗诊断中的广泛应用,其特点是无创伤、高分辨率、高灵敏度。PET/CT在肺癌早期诊断、分期、治疗、疗效评价及预后中的应用前景将具有更好的发展前景。2-18F-氟-2-脱氧-D-葡萄糖(18F-FDG)是临床上广泛使用的分子探针。18F-FDG属于非特异性的肿瘤显像剂,正常组织或者病变也会有摄取,例如炎症、结核病、结节病、炎性假瘤、放疗、术后也可能出现18F-FDG的高摄取,导致假阳性结果。而氨基酸类正电子显像剂可以弥补18F-FDG的这一缺点,为解决这一现状,本课拟对精氨酸进行正电子核素18F的标记,设计出N-(2-18F-氟丙酰基)-L-精氨酸(18F-FPARG),并对其进行分子探针的研究。第一章研究方法：1、氨基酸的筛选：本论文基于课题组的前期研究,发现L-精氨酸在荷瘤裸鼠肺癌组织中具有富集现象。设计出肺癌小分子影像探针18F-FPARG,同时合成8F-FPARG的标准化合物NL(2-氟丙酰基)精氨酸(FPARG)2、标准化合物FPARG的合成：2-氟-丙酸乙酯在碱性条件下水解,旋干后,与NL硝基-L-(2-氟丙酰基)精氨酸甲酯在三乙胺(Et3N)、1-羟基苯并三唑一水物(HOBt·H2O)、二环己基碳二亚胺(DCC)反应条件下,氨基酸的端与2-氟-丙酸形成酰胺键。随后经过柱层析纯化后,在碱性环境下水解,经过纯化继续反应。随后在5%钯碳(Pb/C),冰醋酸(ACOH)的条件下,进行还原反应。最后,经过制备液相纯化、冻干获得最终产品。最终产物,经质谱和核磁共振技术进行FPARG的结构表征,确定其纯度及化学结构。研究结果：18F-FPARG合成：终产物FPARG纯度为94.5%化合物标准品,经质谱与核磁共振分析技术检测,确认结构的正确性,为放射性合成的18F-FPARG进行化合物结构的确定提供标准对照品。第二章研究方法：1、18F-FPARG的合成：采用全自动化合成模块(PET-MF-2V-IT-1),先合成活性中间体2-18F-氟丙酸对-硝基苯酯(18F-NFP)。18F-NFP在干燥后与原料精氨酸酯二盐酸盐、二甲基亚风(DMSO)、N-乙基二异丙胺(DIPEA),50℃反应10分钟,经过HLB柱纯化后,使用乙醇洗脱下产物,浓缩后,在碱性条件下水解,得到目标化合物8F-FPARG.2、18F-FPARG的HPLC鉴别：使用放射性标记化合物与标准品化合物,确定放射性化合物的结构,建立HPLC检测方法。3、18F-FPARG的TLC鉴别：使用Rodia-TLC建立检测副产物2-18F-丙酸(18F-FPA)与18F-FPARG产物的检测方法。6、18F-FDG的合成：采用全自动化合成模块合成8F-FDG。研究结果：1、全自动化合成18F-FPARG:全自动化仪器合成出的18F-FPARG与标准品FPARG结构相符合。放射性化合物产率为15±3%(n=10),18F-FPARG放射化学纯度大于98%。2、18F-FPARG的TLC鉴别：合成过程中出现的副产物18F-FPA与18F-FPARG的HPLC保留时间过于接近不易区分,采用了Rodia-TLC检测法检测2-18F-丙酸(18F-FPA)能区分18F-FPARG.3、全自动化合成18F-FDG:18F-FDG放射化学产率65±6%(n=100),放射性核纯度大于98%。第三章研究方法：1、18F-FPARG体内生物分布：以小鼠体内各组织放射性/器官重量的百分数(%ID/g)为指标,8F-FPARG经过尾静脉注射入小鼠,5、30、60、120分钟后对组织分布进行考察。2、18F-FPARG的体内显像：以三种肺癌(SPC-A-1肺腺癌、NCI-H1299非小细胞肺癌、NCI-H460大细胞肺癌)荷瘤裸鼠为模型,考察经尾静脉注射18F-FPARG,5.30.60.90.120分钟的显像效果,和经尾静脉注射18F-FDG60分钟后现象结果进行对比。3、组织病理学鉴定：采用HE染色的方法,对荷瘤裸鼠的肿瘤进行鉴别。4、18F-FPARG的转运机制研究：以不同抑制剂在有Na+与无Na+的条件下,以细胞摄取18F-FPARG的比值为指标,对18F-FPARG转运细胞内的转运体进行考察。研究结果：1、18F-FPARG体内生物分布：18F-FPARG经尾静脉注射后,主要浓聚在血液、肝脏和肾脏,然后迅速通过膀胱排泄。同时,在血液中清除也很快。在整个生物分布过程中,18F-FPARG主要浓聚在肝脏与小肠内。在脑组织中,放射性在整个实验中,并没有任很大的变化。另外,心脏、肺部、胰腺、以及肠道处于中等水平。2、18F-FPARG的体内显像：18F-FPARG在三种肺癌细胞株荷瘤裸鼠显像中,均能对肿瘤显像,18F-FPARG对肿瘤的显像具有时间依耐性同时,肿瘤组织随身时间的延长,在肿瘤中浓聚,正常组织随时间延长而浓聚减少。其中,18F-FPARG显像剂对SPC-A-1肺腺癌荷瘤裸鼠显像效果最好。3、组织病理学鉴定：组织切片HE染色中,肿瘤组织出现大量异质性细胞,证明造模成功。4、18F-FPARG的转运机制研究：18F-FPARG转运主要通过非Na+依赖的b0,+,y+L转运系统以及Na+依赖的A,ASC转运系统,同时有可能涉及Na+依赖的B0,+转运系统。第四章研究方法：1、蛋白参与实验：利用SPC-A-1肺腺癌细胞株进行蛋白参与实验,18F-FPARG与细胞共孵育30分钟后,经蛋白沉淀处理后,是用γ计数仪检测。2、体外稳定性实验：采用昆明小鼠的血清与18F-FPARG注射液在37℃共孵育2h,用HPLC进行检测,观察血清中18F-FPARG的稳定性。3、体内稳定性实验：经尾静脉注射18F-FPARG昆明种小鼠后,取其血浆处理后,用放射性TLC进行检测,观察血浆中18F-FPARG的稳定性。研究结果：1、蛋白参与实验：在SPC-A-1肺腺癌细胞株中,经Y计数仪检测,发现极少数(<1%)酸性沉淀物含有放射性,说明18F-FPARG不参与蛋白质的合成。2、体外稳定性实验：18F-FPARG在血清中经HPLC检测,2h内在血清中以原型保持稳定。3、体内稳定性实验：18F-FPARG在血浆中经Radio-TLC检测,15、30分钟内在血清中以60%保持原型。