Desenvolvimento de método colorimétrico para determinação de sulfato de neomicina empregando os conceitos de qualidade por design analítico (AQbD) / Development of a colorimetric method for determination of neomycin sulphate using the concepts of quality by analytical design (AQbD)

Para efetivamente tratar uma infecção, é necessário que o antibiótico possua atividade antimicrobiana adequada e seja capaz de inibir o crescimento do microrganismo patogênico. O doseamento microbiológico é uma metodologia indicada para a análise do antimicrobiano de forma simples, quando comparado com outras metodologias. A Food and Drug Administration (FDA) tem encorajado uma abordagem proativa para introduzir inovações e benefícios associados ao processo de produção farmacêutica. A Qualidade por Design Analítico (AQbD) ajuda no desenvolvimento de métodos analíticos robustos e de baixo custo, que são aplicáveis durante todo ciclo de vida do produto. Os métodos microbiológicos tradicionais, de forma geral, apresentam baixa reprodutibilidade e alta incerteza. Desta forma, justifica-se o desenvolvimento de métodos microbiológicos alternativos para a análise de antimicrobianos empregando-se os conceitos de Qualidade por Design Analítico, com a finalidade de melhorar a reprodutibilidade e reduzir a incerteza final. O objetivo deste trabalho foi aplicar o conceito de Qualidade por Design Analítico (AQbD) no desenvolvimento de método colorimétrico para análise de sulfato de neomicina. O sulfato de neomicina é um antimicrobiano aminoglicosídeo amplamente empregado no tratamento de infecções cutâneas ou mucosas, tais como queimaduras, úlceras, e dermatites infecciosas. Métodos cromatográficos como a cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa, de pareamento iônico ou cromatografia iônica com derivatização (pré ou pós-coluna) são utilizados para a análise de aminoglicosídeos, inclusive sulfato de neomicina. Contudo, de acordo com as farmacopeias, o método microbiológico é o método analítico de escolha para a análise de sulfato de neomicina e outros aminoglicosídeos. A análise colorimétrica é um método amplamente utilizado para a detecção e quantificação de diferentes substâncias, incluindo o crescimento microbiano em estudos de eficácia terapêutica. Neste trabalho, propomos o uso de resazurina como marcador colorimétrico. O indicador sofre uma reação de oxido-redução na qual altera a coloração em resposta à redução química resultante do crescimento celular. O uso de microplacas para a análise colorimétrica é uma alternativa ao método realizado em tubos de ensaio. Uma alternativa ao uso de espectrofotômetros para a análise colorimétrica é o uso de aparelhos smartphones, pois são equipados com CPUs rápidas, câmeras de alta resolução e sensores de imagem. O processamento da imagem captada pela câmera do dispositivo é utilizado como um analisador colorimétrico. Portanto, a aplicação dos conceitos de Qualidade por Design Analítico (AQbD) possibilitou o desenvolvimento racional de método microbiológico colorimétrico para análise de sulfato de neomicina

o effectively treat an infection, the antibiotic must have adequate antimicrobial activity and be capable of inhibiting the growth of the pathogenic microorganism. The microbiological assay is an indicated methodology for the analysis of the antimicrobial in a simple way, when compared with other methodologies. The Food and Drug Administration (FDA) has encouraged a proactive approach to introducing innovations and benefits associated with the pharmaceutical production process. Analytical Design Quality (AQbD) assists in the development of robust, low cost analytical methods that are applicable throughout the product life cycle. Traditional microbiological methods, in general, have low reproducibility and high uncertainty. Thus, it is justified the development of alternative microbiological methods for the analysis of antimicrobials using the concepts of Quality by Analytical Design, in order to improve reproducibility and reduce final uncertainty. The objective of this work was to apply the concept of Quality by Analytical Design (AQbD) in the development of a colorimetric method for the analysis of neomycin sulfate. Neomycin Sulfate is an aminoglycoside antimicrobial widely used in the treatment of cutaneous or mucosal infections, such as burns, ulcers, and infectious dermatitis. Chromatographic methods such as reverse phase high performance liquid chromatography, ion-pairing or ion chromatography with derivatization (pre or post-column) are used for the analysis of aminoglycosides, including neomycin sulfate. However, according to pharmacopoeias, the microbiological method is the analytical method of choice for the analysis of neomycin sulphate and other aminoglycosides. Colorimetric analysis is a widely used method for the detection and quantification of different substances, including microbial growth in studies of therapeutic efficacy. In this work, we propose the use of resazurin as a colorimetric marker. The indicator undergoes an oxidation-reduction reaction in which it alters the coloration in response to the chemical reduction resulting from cell growth. The use of microplates for colorimetric analysis is an alternative to the method carried out in test tubes. An alternative to the use of spectrophotometers for colorimetric analysis is the use of smartphones because they are equipped with fast CPUs, high resolution cameras and image sensors. The image processing captured by the device's camera is used as a colorimetric analyzer. Therefore, the application of the concepts of Quality by Analytical Design (AQbD) allowed the rational development of a microbiological colorimetric method for analysis of neomycin sulfate

Development and application of a portable instrument for drugs analysis in pharmaceutical preparations

This article describes the application and performance of an inexpensive, simple and portable device for colorimetric quantitative determination of drugs in pharmaceutical preparations. The sensor is a light detector resistor (LDR) incorporated into a black PTFE cell and coupled to a low-cost multimeter (Ohmmeter). Quantitative studies were performed with captopril/p-chloranil/H2O2 and methyldopa/ammonium molybdate systems. Calibration curves were obtained by plotting the electrical resistance of the LDR against the concentration of the colored species in the ranges 1.84 × 10-4 to 1.29 × 10-3mol L-1 and 5.04 × 10-4 to 2.52 × 10-3 mol L-1 for captopril/p-chloranil/H2O2 and methyldopa/ammonium molybdate systems, respectively, exhibiting good coefficients of determination. Statistical analysis of the results obtained showed no significant difference between the proposed methodologies and the official reported methods, as evidenced by the t-test and variance ratio at a 95% confidence level. The results of this study demonstrate the applicability of the instrument for simple, accurate, precise, fast,in situ and low-cost colorimetric analysis of drugs in pharmaceutical products.

Este artigo descreve o desenvolvimento e a aplicação de um dispositivo portátil, simples e barato para a determinação colorimétrica quantitativa de fármacos em formulações farmacêuticas. O sensor é um resistor detector de luz (RDL) colocado numa célula de PTFE e acoplado a um multímetro de baixo custo. Os estudos quantitativos foram realizados utilizando captopril/p-cloranil/H2O2 e metildopa/molibdato de amônio como sistemas reacionais. As curvas de calibração foram obtidas através da representação gráfica da resistência elétrica do RDL contra a concentração dos complexos coloridos formados nas faixas de 1,84 × 10-4 e 1,29 × 10-3 mol L-1 e 5,04 × 10-4 e 2,52 × 10- 3 mol L-1 para captopril/p-cloranil/H2O2 e de metildopa/molibdato de amônio, respectivamente, com bons coeficientes de determinação. As análises estatísticas dos resultados obtidos mostraram que não houve diferença significativa entre os métodos propostos e os métodos oficiais como evidente a partir dos testes "t-Student" eF-Fisher, com nível de confiança de 95%. Os resultados deste estudo demonstram que o instrumento proposto neste trabalho é simples, de fácil operação, baixo custo e apresentou boa exatidão e boa precisão para o doseamento de fármacos em medicamentos.

Validação de metodologia analítica para determinação de taninos pelo método de difusão radial / Validation of the analytical methodology for the determination of tannins by radial diffusion method

A metodologia para doseamento de taninos através de difusão radial desenvolvido por Hagerman (1987) vem sendo utilizada em laboratórios de fitoterápicos devido, principalmente, à sua simplicidade de execução, rapidez e baixo custo; contudo, não há relato na literatura sobre a submissão desta metodologia a um estudo de validação. Baseando-se neste fato, o presente estudo visou validar a metodologia de Difusão Radial para o doseamento de taninos. Todos os parâmetros obrigatórios exigidos pela ANVISA foram avaliados. O método foi considerado linear e com alta sensibilidade de quantificação (27,72 µg/poço). Mostrou-se também robusto e com recuperação aceitável (85,96%). Os resultados obtidos para repetibilidade (intra-corrida) e precisão intermediária (inter-corridas), certificaram a precisão do método, obtendo-se valores entre 1,89 e 7,03%. Para a exatidão, valores entre 100,47 e 105,26% foram obtidos, os quais se encontram dentro dos limites preconizados pela ANVISA. O método foi considerado preciso, exato e reprodutível, além de ser de fácil execução e de baixo custo.

The method to determine tannins by radial diffusion developed by Hagerman (1987) has been explicitly used in herbal laboratories mainly because of its simplicity to implement, speed and low cost; yet, there are no reports in the literature on the submission of this method to a validation study. Based on this fact, this study sought to validate the method of Radial Diffusion in the tannin determination. All mandatory parameters required by ANVISA were evaluated. The method was considered linear and with high sensitivity quantitation (27.72 µg / well). It also showed robust and acceptable recovery (85.96%). The results obtained for repeatability (within-run) and intermediate precision (inter-run) certified the accuracy of the method, obtaining values between 1.89 and 7.03%. For accuracy, values between 100.47 and 105.26% were obtained, which is within the limits recommended by ANVISA. Thus, the method was considered as precise, accurate and reproducible, and is easy to perform and inexpensive.

Comparação da metodologia para determinação da potência de amoxicilina: método de difusão em ágar e método de espalhamento / Comparison of methods for determining the power of amoxicillin: agar diffusion assay and method of spreading

Para o sucesso do tratamento de doenças infecciosas é preciso que a concentração de agentes microbianos no local da infecção esteja adequada, para isso é necessário que a potência dos antimicrobianos nas preparações farmacêuticas que serão administradas seja precisa. Esse estudo foi feito com o objetivo de desenvolver um método de doseamento da potência de antimicrobianos alternativo ao método de difusão em ágar, apresentando como inovação a forma de aplicação dos micro-organismos testes, que é feita com o auxílio de uma alça de Drigalski. Para a realização dos testes foram escolhidos o ágar Mueller – Hinton, o Micrococcus luteus como micro-organismo teste e a amoxicilina tri-hidratada como substância teste. Foram utilizadas 18 placas de Petri e após a medição dos halos de inibição, os resultados foram comparados com os do método oficial de difusão em ágar. A partir destes resultados pode-se afirmar então que o método de espalhamento com o uso da alça de Drigalski mostrou-se válido e constitui uma metodologia alternativa, econômica, confiável e de fácil execução para a determinação da potência de antimicrobianos.

For a successful treatment of infectious diseases, antimicrobial agents used at the infection site must be at a suitable concentration. This means that the potency of the antimicrobial, in the pharmaceutical preparations being administered, must be accurately known. The purpose of this study was to develop and test an alternative to the official agar diffusion method for the determination of the potency of an antimicrobial, the innovation being the way that the test microorganisms are applied, which is done with the help of a glass loop spreader. For the tests, Mueller – Hinton agar was chosen as the medium, Micrococcus luteus as the test organism and amoxicillin trihydrate as the test antibiotic. A total of 18 Petri dishes were used and, after measurement of the inhibition zones, the results were compared with the official method of agar diffusion with a seeded top agar layer. From these results it can be said that the method of spreading the inoculum with a sterile glass loop proved valid and constitutes an economic, reliable and easier alternative method for the determination of antimicrobial potency.

Comparação de cromatografia líquida de alta eficiência e titulação em meio não aquoso para quantificação de alprazolam em cápsulas manipuladas / Comparison of high performance liquid chromatography and non-aqueous titration for the quantitation of alprazolam in compounded capsules

O objetivo pretendido com o presente trabalho foi avaliar a adequabilidade e viabilidade de dois métodos analíticos para quantificação de alprazolam em cápsulas manipuladas: cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e titulação em meio não aquoso. A quantificação de alprazolam por CLAE fase normal foi realizada em coluna de sílica (30 x 4,6 mm) e fase móvel composta por acetonitrila, clorofórmio, butanol, água e ácido acético glacial (85:8:5:2:0,05). No método titulométrico, as amostras foram dissolvidas em mistura de ácido acético glacial e anidrido acético (3:2) e tituladas com ácido perclórico 0,1 M até o segundo ponto de inflexão. O teor médio de alprazolam obtido por CLAE foi 94,61%, demonstrando a adequabilidade do método proposto. Já as análises por titulação apresentaram teores equivalentes a 128,87% e 91,49% do valor rotulado, devido a interferências detectadas pela presença de excipientes da formulação. A adaptação e o desenvolvimento de métodos analíticos simples e viáveis são de extrema importância para avaliar e garantir a qualidade de medicamentos manipulados, de acordo com as exigências da legislação vigente.

The aim of this study was to assess the suitability and viability of two analytical methods for the quantitation of alprazolam in compounded capsules: high performance liquid chromatography (HPLC) and non-aqueous titration. Quantitation by normal phase HPLC was performed with a silica column (30 x 4.6 mm) and a mobile phase composed of acetonitrile, chloroform, butyl alcohol, water and glacial acetic acid (85:8:5:2:0.05). In the titration method, samples were dissolved in a mixture of glacial acetic acid and acetic anhydride (3:2) and titrated potentiometrically with 0.1 M perchloric acid until the second inflection point. The mean content of alprazolam obtained by HPLC was 94.61% of the label value, showing the suitability of the proposed method. On the other hand, the titration analysis returned contents equivalent to 128.87% and 91.49% of the label value, owing to interference caused by the presence of formulation excipients. The adaptation and development of simple and viable analytical methods are extremely important, in order to assay and ensure the quality of compounded formulations, according to the requirements of the current legislation.

Development of agar diffusion method for dosage of gramicidin / Desenvolvimento do método de difusão em agar para dosagem de gramicidina

Gramicidin, an antimicrobial peptide active against Gram positive bacteria, is commonly used in pharmaceutical preparations for topical use. Considering that only the turbidimetric method has been described in the literature, the present study sought to develop and validate an agar diffusion method for the dosage of gramicidin. The method was developed and validated using the Kocuria rhizophila ATCC 9341 as a test microorganism. Two designs were used: a 3x3 parallel-line model, and a 5x1 standard curve. The validation demonstrated that the method follows the linear model (r²= 0.994), presenting a significant regression between the zone diameter of growth inhibition and the logarithm of the concentration within the range of 5 to 25.3 µg/mL. The results obtained for both designs were precise, having a relative standard deviation (R.S.D.) for intra-day precision of 0.81 for the 3x3 assay and 1.90 for the 5x1 assay. For the inter-day precision, the R.S.D. was 1.35 for the 3x3 and 2.64 for the 5x1. The accuracy was verified and results confirmed to be accurate, having a tolerance interval of 95 percent, which lay within permitted limits and appropriate trueness. In addition, the method was considered selective, with limit of detection and upper and lower limits of quantification of 2.00, 5.00 and 25.3 µg/mL, respectively. No difference in precision between the designs used in the agar diffusion method was evident (p>0.05). The method proved to be appropriate for the microbiological dosage of the raw material gramicidin.

A gramicidina, um peptídeo antimicrobiano ativo contra bactérias Gram positivo, é utilizada em preparações farmacêuticas de uso tópico. Neste trabalho procurou-se desenvolver e validar outro método para o doseamento de gramicidina tendo em vista que somente o método turbidimétrico é descrito. O método de difusão em ágar foi desenvolvido e validado utilizando como microrganismo teste Kocuria rhizophila ATCC 9341. Foram utilizados dois delineamentos: retas paralelas 3x3 e curva padrão 5x1. A validação demonstrou que o método segue o modelo linear (r²= 0,994) havendo regressão significativa entre o diâmetro dos halos de inibição e o logaritmo da concentração na faixa de 5,00 a 25,3 µg/mL. Os resultados obtidos por ambos os delineamentos foram precisos apresentando desvio padrão relativo (DPR) para precisão intra-dia de 0,81 para ensaio 3x3 e de 1,90 para ensaio 5x1. Para a precisão inter-dias o DPR foi de 1,35 para 3x3 e de 2,64 para 5x1. A exatidão foi verificada e os resultados foram exatos apresentando intervalo de tolerância a 95 por cento dentro dos limites permitidos e veracidade adequada. O método foi seletivo com limites de detecção e quantificação inferior e superior iguais a 2,00, 5,00 e 25,3 µg/mL, respectivamente. Não foi observada diferença entre a precisão dos delineamentos empregados no método de difusão em ágar (p>0.05). O método se mostrou adequado para a dosagem microbiológica de gramicidina matéria-prima.

Determination of apramycin in oral soluble powder by a HPLC method using pre-column derivatization with o-phthalaldehyde and UV detection / Determinação da apramicina em pó solúvel oral por um método de HPLC utilizando pré-coluna de derivação com o de detecção de ftalaldeído e UV

A high-performance liquid chromatographic method employing pre-column derivatization with o-phthalaldehyde (OPA) and 2-mercaptoacetic acid was developed for the determination of apramycin, an aminoglycoside antibiotic used in veterinary medicine, in the oral soluble powder form. The chromatographic separation was done by ion-pair HPLC using a C18 reversed-phase column, Synergy Hydro (150 mm x 4.6 mm x 4 µm) and mobile phase composed of 0.005 mol/L sodium octanosulfonate in a mixture of acetonitrile: water: acetic acid (45:55:2) (v/v/v) with a flow rate of 1.0 mL/min; the UV detector was operated at 332 nm. The developed method was validated according to official compendia guidelines, having demonstrated robustness, selectivity and linearity for the concentration range of 0.02 to 0.05 mg/mL, precision (with RSD < 2.0 percent both for intra and inter-day precision) accuracy (average recuperation of 99.33 percent) and detectivity (quantification and detection limits of 0.08 and 0.02 µg/mL, respectively). Three batches of commercial apramycin oral soluble powder were analyzed by both the proposed method and the official microbiological method, where all the results obtained were in the acceptable range (95 percent to 105 percent of labeled value of apramycin). Both methods were statistically compared by the t test, which yielded no significant differences (α = 0.05) thereby confirming the equivalence of the methods.

Foi desenvolvido um método por cromatografia líquida alta eficiência empregando derivatização pré-coluna com o-ftalaldeído (OPA) e ácido mercaptoacético para determinação de apramicina, um antibiótico aminoglicosídeo de uso veterinário, em pó oral solúvel. A separação cromatográfica foi feita por fase reversa com pareamento iônico utilizando-se coluna Synergy Hydro C18 (150 x 4,6 mm x 4 µm) e fase móvel composta por octanossulfonato de sódio 0,005 mol/L em mistura de acetonitrila:água:ácido acético nas proporções 45:55:2 (v/v/v), numa vazão de 1.0 mL/min; efetuou-se detecção por UV a 332 nm. O método foi validado de acordo com os compêndios oficiais e demonstrou robustez, seletividade, linearidade na faixa de 0,02 a 0,05 mg/mL, precisão (com DPR < 2,0 por cento tanto para a precisão intra-dia quanto para a precisão inter-dia), exatidão (recuperação média de 99,33 por cento) e detectabilidade (limite de quantificação e de detecção iguais a 0,08 e 0,02 µg/mL, respectivamente). Analisaram-se 3 lotes de apramicina pó oral solúvel pelo método proposto e pelo método microbiológico oficial e todos os resultados obtidos estavam dentro do limite de aceitação (95 por cento-105 por cento valor rotulado de apramicina). Ambos os métodos foram comparados estatisticamente pelo teste t, não sendo encontradas diferenças significativas entre eles para α=0,05, sendo os dois equivalentes.

Desenvolvimento e validação de metodologia para quantificação de alcalóides totais como berberina em fitoterápico contendo Berberis vulgaris L. / Development and validation of a method for the quantification of total alkaloids as berberine in an herbal medicine containing Berberis vulgaris L.

A Robusterina® é um produto fitoterápico, com eficácia no tratamento de disfunções do ciclo menstrual. Em sua composição encontram-se Berberis vulgaris L., de ação sedativa e antiespasmódica; Gossypium herbaceum L., enemagoga, hemostática e ocitócica; Viburnum opulus L., antiespasmódico nas cólicas menstruais. De acordo com a Resolução RDC N° 48, de 16 de março de 2004, observa-se que o produto adequa-se na definição de Fitoterápico. A presença de alcalóides em Berberis vulgaris e a ausência de metodologias analíticas de quantificação para o produto, nos incentivaram a propor e validar um método apoiando-nos na Resolução RE N° 899, de 29 de Maio de 2003. Tal metodologia fundamenta-se na determinação espectrofotométrica de alcalóides utilizando-se Dragendorff como reagente precipitante, e o sulfato de berberina MerckÒ, como substância química de referência. A curva de calibração foi determinada com seis concentrações entre 40 e 200 mg/mL. A equação da reta é y = 0,0038x + 0,0092 com R² de 0,9996. Os parâmetros robustez, precisão, especificidade, limite de detecção e quantificação e exatidão foram avaliados estatisticamente com intervalo de confiança de 95 por cento (teste t de Student, ANOVA).

Robusterina® is a herbal medicine, with effectiveness in the treatment of menstrual cycle disfunctions. Its composition includes Berberis vulgaris L., with sedative and antispasmodic action; Gossypium herbaceum L., with emmenagogue, hemostatic and ocitocic action; Viburnum opulus L., with antispasmodic action for the treatment of menstrual colics. In accordance with Resolution RDC N° 48, of 16 of March of 2004 (ANVISA, Brazil) the product meets the definition of "Fitoterápico" (phytotherapeutic agent). The presence of alkaloids in Berberis vulgaris and the absence of analytical methodologies for quantification of the product, stimulated us to develop and validate a method in accordance with Resolution RE N° 899, of 29 of May of 2003. Such methodology is based on the determination of alkaloids using a spectrophotometric method, with Dragendorff as a precipitating reagent, and using berberine sulphate, as a standard. The calibration curve was determined with six concentrations ranging between 40 and 200 mg/mL. The equation of the calibration curve is y = 0.0038x + 0.0092 with R² of 0.9996. The parameters robustness, precision, specificity, limit of detection and quantification and accuracy have been evaluated using 95 percent confidence interval (test t of Student, ANOVA).