基于SCX预浓缩的68Ge/68Ga发生器寿命延长策略及其在临床前PET示踪剂制备中的应用研究

《EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry》：Extending the shelf life of ??Ge/??Ga generators via preconcentration of [??Ga]GaCl? for preclinical application

本研究针对衰老68Ge/68Ga发生器放射性产量下降、表观摩尔活性（AMA）不足的问题，通过强阳离子交换（SCX）树脂预浓缩[68Ga]GaCl3，使发生器使用寿命延长9-12个月，AMA提升至12.6±2.1 MBq/nmol，为临床前分子影像研究提供了经济高效的放射性核素解决方案。

　　

在分子影像学领域，镓-68（⁶⁸Ga）因其适宜的半衰期和正电子发射特性，已成为正电子发射断层扫描（PET）中不可或缺的放射性核素。尤其随着[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-TOC等靶向示踪剂的临床成功，对⁶⁸Ge/⁶⁸Ga发生器的依赖日益增强。然而，这种发生器随着使用时间的推移（通常12个月后），可洗脱的⁶⁸Ga活度显著下降，直接洗脱法获得的放射性浓度和表观摩尔活性（Apparent Molar Activity, AMA）难以满足高要求的临床前研究需求，导致发生器提前报废，造成巨大的经济负担和放射性废物问题。

为解决这一难题，瑞典乌普萨拉大学的研究团队在《EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry》发表论文，系统评估了强阳离子交换（Strong Cation Exchange, SCX）树脂预浓缩技术对衰老发生器的再生效果。研究人员采用14-18月龄的GalliaPharm发生器，以DOTA偶联Affibody（DOTA-ATH001）为模型化合物，对比直接洗脱与SCX预浓缩两种方案。研究发现，预浓缩技术不仅将[⁶⁸Ga]GaCl₃回收率从30%提升至95.2%，更使AMA实现翻倍增长（12.6 vs 5.6 MBq/nmol），相当于将发生器使用寿命延长至24个月。

关键技术方法包括：1）使用Chromafix PS-H+ SCX柱进行[⁶⁸Ga]GaCl₃的捕获（效率>99%）与洗脱（0.12 M HCl/5 M NaCl溶液）；2）优化标记条件（75-80°C，15分钟）并采用pH 5.5高浓度醋酸盐缓冲液应对高盐环境；3）通过NAP-5柱纯化和HPLC分析确保放射化学纯度（RCP>95%）。所有实验均使用同一台衰老发生器（初始活度1.8 GBq，实验期间活度470-1400 MBq）开展。

SCX预浓缩性能

SCX树脂展现出近乎完美的捕获效率（99.8±0.3%），即使采用300μL微量洗脱体积仍保持92.4±1.9%的洗脱效率。这种“反向洗脱”设计（图1）显著提升浓集效果，使18月龄发生器能获得相当于3月龄新发生器的放射性活度（221±14 MBq）。

放射化学标记结果

尽管预浓缩组的衰变校正放射化学产率（RCY_dc）略低于直接洗脱（69.0% vs 78.7%），但其最终产物活度（99.7±24.9 MBq）是直接洗脱的2.5倍（表1）。更关键的是，AMA的大幅提升使得该技术特别适用于低密度受体成像研究，可有效避免受体饱和现象。图2所示的标准化流程确保了两组实验的可比性。

68Ga]Ga-ATH001流程'>

发生器性能纵向比较

通过对发生器24个月使用周期的追踪（图3），研究直观展示了预浓缩技术的决定性优势：在发生器使用后期（18-24个月），直接洗脱获得活度已不足50 MBq，而预浓缩仍能提供>120 MBq的可用活度，相当于为发生器额外争取了9-12个月的有效使用寿命。

该研究的创新性在于将已知的SCX技术系统应用于衰老发生器的“再生工程”，从可持续放射化学角度实现了三重突破：经济层面可降低50%发生器更换成本；环保层面减少放射性废物与资源消耗；技术层面通过AMA提升拓展了衰老发生器在高端研究中的应用空间。目前团队正进一步优化微柱浓缩工艺，并将该策略推广至CD69靶向Affibody、二聚体等新型分子探针的制备。这项研究为放射性药物实验室提供了一套即插即用的增效方案，彰显了绿色放射化学在精准医学中的实践价值。