Factors affecting the specific activity of [¹⁸F]fluoride from a [¹⁸O]water target

Summary

Aim: Characterisation of the influence of different polymeric tube materials of a water target system, used for the production of ¹⁸F activity, on the specific activity of radiotracers. Material, methods: Target water samples taken from different locations of the ¹⁸F water target system of a Cyclone® 18/9 cyclotron, equipped with Teflon® (PTFE) or polypropylene (PP) tubes, were analyzed for non-radioactive [¹⁹F]fluoride content. [¹⁹F]Fluoride content was measured by ion chromatography (IC20, Dinoex) with suppressed conductivity detection. Both the ion chromatographic results and the amount of ¹⁸F activity produced were used for the calculation of the specific activity (SA) of [¹⁸F]fluoride at the start of the labelling synthesis. To check these results, the SA of the labelled receptor ligand [¹⁸F]ZK811460 was also determined by using the different tubing materials. Results: Dose-exposed PTFE tubes of the target dispensing (loading) system were identified to be a major source of [¹⁹F]fluoride contamination. Conclusion: By replacing PTFE tubes of the target dispensing system with PP tubes, the content of ¹⁹F was reduced considerably resulting in an increase of SA of the radiotracer [¹⁸F]ZK811460 by factor of two.

Zusammenfassung

Ziel: Charakterisierung des Einflusses verschiedener Kunststoff- Leitungsmaterialien eines Wassertargetsystems, das für die Herstellung von ¹⁸F-Aktivität verwendet wird, auf die spezifische Aktivität von Radiotracern. Material, Methoden: Wasserproben wurden von verschiedenen Stellen des Wassertargetsystems eines Zyklotrons Cyclone® 18/9, das mit Leitungen aus Teflon® (PTFE) oder Polypropylen (PP) ausgestattet war, auf den Gehalt an nicht radioaktivem [¹⁹F]Fluorid analysiert. Der Fluoridgehalt wurde mit einem Ionenchromatographie-System (IC20, Dionex) unter Nutzung der Leitfähigkeitsdetektion mit Suppression gemessen. Sowohl die ionenchromatographischen Ergebnisse und als auch die produzierte ¹⁸F-Aktivitätsmenge wurden für die Berechnung der spezifischen Aktivität (SA) des [¹⁸F]Fluorids zum Start der Markierungssynthese genutzt. Zur überprüfung dieser Ergebnisse wurde zusätzlich die SA des Rezeptorliganden [¹⁸F]ZK811460, bei Verwendung verschiedener Leitungsmaterialien, bestimmt. Ergebnisse: Strahlenexponierte PTFE-Leitungen des Targetfüll - systems wurden als Hauptquelle der [¹⁹F]Fluoridkontamination identifiziert. Schlussfolgerungen: Mit dem Austausch von PTFE-Leitungen durch PP-Leitungen am Targetfüllsystem konnte der Gehalt an ¹⁹F beträchtlich reduziert werden, woraus sich eine Erhöhung der SA des Radiotracers [¹⁸F]ZK811460 um den Faktor zwei ergab.

Keywords

Production of ¹⁸F - [¹⁸F]fluoride - [¹⁹F]fluoride - specific activity - [¹⁸O]water target

Schlüsselwörter

Herstellung von ¹⁸F - [¹⁸F]Fluorid - [¹⁹F]Fluorid - spezifische Aktivität - [¹⁸O]Wasser-Target

• References

• 1 Dence CS, McCarthy TJ, Welch MJ. Ionic contaminants (radioactive and non-radioactive) in irradiated [O-18] water. Preliminary results of a comparative study. Proceedings of the Sixth Workshop on Targetry and Target Chemistry, WTTC 6, Vancouver, Canada, 17-19 August 1995; 199-205.
• 2 Guillaume M, Luxen A, Nebeling B. et al. Recommendations for Fluorine-18 Production. Appl Radiat Isot 1991; 42: 749-762.
• 3 Iwata RI, Ido T, Brady F. et al. [¹⁸F]Fluoride production with a circulating [¹⁸O]water target. Appl Radial Isot 1987; 38: 979-84.
• 4 Kilbourn MR, Hood JT, Welch MJ. A simple ¹⁸O water target for ¹⁸F production. Int J Appl Radiat Isot 1984; 35: 599-602.
• 5 Kilbourn MR, Jerabek P, Welch MJ. An improved [¹⁸O] water target for ¹⁸F production. Int J Appl Radiat Isot 1984; 36: 327-328.
• 6 Mäding P, Füchtner F, Johannsen B. et al. ¹⁸F-La- belling of a potent nonpeptide CCR1 antagonist: Synthesis of 1-(5-chloro-2-{2-[(2R)- 4-(4-[¹⁸F]fluorobenzyl)-2-methylpiperazin- 1-yl]-2-oxoethoxy}-phenyl)urea in an automated module. J Label Compd Radiopharm 2006; 49: 253-262.
• 7 Nishijima K, Kuge Y, Tsukamoto E. et al. Increased [¹⁸F]2-fluoro-2-deoxy-D-glucose ([¹⁸F]FDG) yield with recycled target [¹⁸O]water: factors affecting the [¹⁸F]FDG yield. Appl Radiat Isot 2002; 57: 443-449.
• 8 Qaim SM, Clark JC, Crouzel C. et al. PET radionuclide production. In: Stöcklin G, Pike VW. (eds) Radiopharmaceuticals for PET. Kluwer Academic Publishers; 1993: 1-42.
• 9 Schlyer DJ, Firouzbakht ML, Wolf AP. Impurities in the [¹⁸O]water target and their effect on the yield of an aromatic displacement reaction with [¹⁸F]fluoride. Appl Radiat Isot 1993; 44: 1459-1465.
• 10 Shiue CY, Fowler JS, Wolf AP. et al. Syntheses and specific activity determinations of no-carrier- added fluorine-18-labeled neuroleptic drugs. J Nucl Med 1985; 26: 181-186.
• 11 Solin O, Bergmann J, Haaparanta M. et al. Production of ¹⁸F from water targets. Specific radioactivity and anionic contaminants. Appl Radiat Isot 1988; 39: 1065-1071.