Positroniemissiotomografia eli PET-kuvantaminen perustuu positroni-elektroniannihilaatiotapahtumassa syntyvien gammakvanttien detektointiin. PET-kuvantamisessa käytetään positroniemittereitä kuten hiili-11, typpi-13, happi-15, fluori-18, gallium-68 sekä jodi124. 18F-Isotoopin ainutlaatuisuus ja sen laaja käyttö PET-kuvantamisessa selittyy sen pitkällä 109,8 minuutin puoliintumisajalla sekä beetahiukkasen lyhyellä kantamalla väliaineessa. PET-kuvantamisessa kuvan laatuun vaikuttaa radiolääkeaineen kohdespesifisyys sekä leimatun lääkeaineen poistuminen kohteen ulkoisesta kudoksesta nopeasti. Esikohdennettu kaksivaiheinen bio-ortogonaalinen kemia mahdollistaa tarkan kohdespesifisyyden, radiolääkeaineen nopean poistumisen verenkierrosta ja kuvantamiskohteen ympäröivästä kudoksesta sekä terveen kudoksen minimoidun säteilyaltistuksen.
Tetratsiinin sekä trans-syklo-okteenin välinen käänteisesti elektronivajaa Diels-Alder reaktio (IEDDA) on yksi nopeimmista tunnetuista bio-ortogonaalisista reaktioista. Erikoistyön tarkoituksena oli syntetisoida sekä 18F-leimata IEDDA-reaktioon soveltuva uusi lipofiilinen tetratsiini-radiolääkeaine. Lääkeaine puhdistettiin nestekromatografisilla menetelmillä (HPLC, FPLC) ja sen rakenne varmistettiin 1D- ja 2D-NMR-spektroskopialla sekä massaspektrometrialla (ESI-TOF MS). Erikoistyössä määritettiin 18F-leimatun radiolääkeaineen lipofiilisyyttä kuvaava LogD-arvo, jonka perusteella arvioitiin lääkeaineen soveltuvuutta aivojen esikohdennettuun PETkuvantamiseen. Aivokuvantamiseen soveltuvalla lääkeaineella ideaalinen LogD-arvo sijoittuu välille 2,0–3,5, jolloin lääkeaineen voidaan olettaa ylittävän veri-aivoesteen.
18F-Leimattavan lääkeaineen esiasteen eli prekursorin synteesissä amidisidoksen muodostusreaktio sekä tert-butyylioksikarbamaatti-suojaryhmän poisto onnistuivat 65 % saannoilla. Oksiimin muodostus onnistui hyvällä 90 % saannolla. Prekursorin emäksisissä olosuhteissa tapahtuvan 18F-suoraleimauksen saannoksi saatiin 21 %. Työssä kehitettiin kaksivaiheinen leimausmenetelmä prekursorin pH-herkän oksiimisidoksen vuoksi. Kaksivaiheisessa menetelmässä 18F-leimausta seurasi oksiimin muodostusreaktio. Näin vältyttiin molekyylin hajoamiselta. Kaksivaiheisella leimauksella 18F-fluoraussaantoksi saatiin 78 %:a. Radiolääkeaineen puoliintumisaikakorjatuksi saannoksi tuotetusta kokonaisaktiivisuudesta määritettiin 16 %. Tavoitteena oli saavuttaa vähintään 10 % saanto. Radiolääkeaineelle määritettiin LogD-arvo fysiologisessa pH:ssa 7,4 Shake flask-uuttomenetelmällä. LogD-arvoksi määritettiin 2,1 ± 0,13. LogD-arvon perusteella lääkeaineella on optimaalinen lipofiilisyys veriaivoesteen läpäisylle. Radiolääkeaineen soveltuvuus aivokuvantamiseen tulee vielä selvittää stabilisuuskokeilla, määrittämällä lääkeaineen biodistribuutio sekä suorittamalla aivojen in vivo PET-kuvantaminen.
