关于Sc(III)–OPC2A–氟化物相互作用的综合性研究：平衡、动力学及44Sc标记技术

《Inorganic Chemistry》：A Comprehensive Study of the Sc(III)–OPC2A–Fluoride Interaction: Equilibrium, Kinetics, and 44Sc-Labeling

研究Sc(III)-OPC2A2?-F?系统在生物医学应用中的稳定性与反应动力学，发现形成稳定[Sc(OPC2A)]?配合物（log K=16.72），其解离受pH影响显著，在1M HCl中半衰期0.37h，而中性条件下稳定性极高。该配合物在血清中表现优异稳定性，并适合用于PET和theranostic研究。

　　

大环配体由于其配合物具有较高的热力学稳定性和惰性，在生物医学应用中的金属配位中起着至关重要的作用。在当前的研究中，我们探讨了Sc(III)-OPC2A^2–-F^–体系在潜在的诊断和治疗应用中的潜力（分别基于¹⁸F和⁴⁴Sc的PET成像，以及⁴⁴Sc/⁴⁷Sc的同位素对）。平衡实验的结果证实，在一个通过形成和重排“笼外”中间体的反应过程中，生成了稳定的[Sc(OPC2A)]⁺配合物（logK_[Sc(OPC2A)] = 16.72(4)）。该配合物的解离反应遵循k_obs = k₁[H⁺] + k₂[H⁺]²的反应速率定律，在1 M HCl溶液中t_1/2为0.37小时；而在pH = 7.4的条件下，t_1/2非常长（无法测量）。[Sc(OPC2A)F]混合配合物表现出显著的稳定性，logK_[Sc(OPC2A)F] = 4.54(8)，并且对F^–的交换具有中等程度的惰性，其动力学参数为k_d²⁹⁸ = 16.5 s^–1，活化能ΔH^? = 78 ± 1 kJ·mol^–1，ΔS^? = 42 ± 4 J·mol^–1K^–1，ΔG^?₂₉₈ = 66 ± 1 kJ·mol^–1。用⁴⁴Sc标记的[Sc(OPC2A)]⁺在95 °C下10分钟内即可形成，但需要进一步纯化。该配合物在大鼠血清中稳定，并且能够抵抗金属转移和螯合过程。因此，OPC2A是一个出色的Sc(III)配位配体平台，推荐用于进一步的体内研究。