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 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.