Diante da extensa utilização de fármacos associados às soluções parenterais de grande volume (SPGV) e muitas vezes da impossibilidade da administração dos mesmos em diferentes veículos de infusão, sejam pela perda da estabilidade ou por insolubilidade destes, a utilização de copolímeros como carreadores de fármacos vêm a favorecer a associação destes às SPGV. Este trabalho visa avaliar a estabilidade dos fármacos ceftazidima e aminofilina nas SPGV carreados pelo copolímero Pluronic® F68 e o estudo da GFP como potencial biossensor da estabilidade de fármacos nas SPGV. A estabilidade dos fármacos ceftazidima (320ug/mL) e aminofilina (160ug/mL) em SPGV foi avaliada, na presença e na ausência de Pluronic® F68, através da utilização de HPLC logo após preparo e após período de 24hs, usando sistema Schimadzu LC10, LC-solution software, Schimadzu C18, fluxo 0,5mL/min, detecção em λ=255nm (ceftazidima) e λ=275nm (aminofilina), volume de injeção 20uL, 25ºC. A determinação da concentração mínima inibitória (CMI) foi realizada em amostras de ceftazidima (240ug/mL) na presença e na ausência de Pluronic® em SPGV de 5% glicose usando E. coli ATCC 25922 e P.eruginosa ATCC 9721 na concentração de 106UFC/mL . Pluronic® F68 foi utilizado nas amostras para avaliação da estabilidade dos fármacos ceftazidima e aminofilina na concentração 10% m/m. Resultados mostraram uma incompatibilidade entre a associação dos fármacos em SPGV de 5% glicose, com perda de concentração de 25% do fármaco ceftazidima na ausência de Pluronic®. Nos ensaios de CMI realizados com fármaco ceftazidima em SPGV de 5% glicose observou-se uma melhora dos valores de CMI quando o fármaco foi associado ao copolímero Pluronic® para ambos os microrganismos estudados. O estudo da GFP mostrou que fatores como (i) as propriedades físico-químicas dos fármacos, (ii) valores de pH das soluções e (iii) interações entre a proteína e as SPGV, podem favorecer mudanças de intensidade de fluorescência da GFP (determinada em espectrofluorímetro λex=394nm, λem=509nm), favorecendo seu potencial emprego como biossensor da estabilidade de fármacos. / Drug association administered through parenteral solutions is a common hospital practice. Copolymers as carriers in parenteral solutions may allow originally unstable or insoluble drug combinations, or even improve their action. The aim of this work was to evaluate the stability of ceftazidime and aminophylline in parenteral solutions carried by Pluronic® F68, besides the application of the green fluorescent protein as a biossensor of drug stability. To evaluate the stability of ceftazidime (320 µg/mL) and aminophylline (160 µg/mL) carried by Pluronic® F68 (10%) in parenteral solutions, HPLC measurements were made immediately after the drug mixture preparation and after 24 hours, detected at λ=255nm (ceftazidime) and λ=275nm (aminophylline). In addition, minimal inhibitory concentration test (MIC) was used to determine the biological activity of ceftazidime (240 µg/mL) in 5% glucose parenteral solution, with or without Pluronic® F68 (10%). The strains tested by MIC were E. coli ATCC 25922 and P.aeruginosa ATCC 9721 (106UFC/mL). The HPLC experiments showed incompatibility of ceftazidime and aminophylline associated in 5% glucose parenteral solution, with 25% loss for ceftazidime without Pluronic® F68. MIC analysis for ceftazidime, with or without aminophylline, showed that lower antibiotic concentration values were required to inhibit E. coli and P.aeruginosa growth, when the copolymer Pluronic® F68 was present in the samples. It was also showed that physical chemical drugs alterations, pH values and protein-parenteral solution interactions can change GFP fluorescence intensity (detected by espectrofluorimeter λex=394nm, λem=509nm). These data endorse the potential of this protein as a biosensor of drug stability in parenteral solutions.

Diante da extensa utilização de fármacos associados às soluções parenterais de grande volume (SPGV) e muitas vezes da impossibilidade da administração dos mesmos em diferentes veículos de infusão, sejam pela perda da estabilidade ou por insolubilidade destes, a utilização de copolímeros como carreadores de fármacos vêm a favorecer a associação destes às SPGV. Este trabalho visa avaliar a estabilidade dos fármacos ceftazidima e aminofilina nas SPGV carreados pelo copolímero Pluronic® F68 e o estudo da GFP como potencial biossensor da estabilidade de fármacos nas SPGV. A estabilidade dos fármacos ceftazidima (320ug/mL) e aminofilina (160ug/mL) em SPGV foi avaliada, na presença e na ausência de Pluronic® F68, através da utilização de HPLC logo após preparo e após período de 24hs, usando sistema Schimadzu LC10, LC-solution software, Schimadzu C18, fluxo 0,5mL/min, detecção em λ=255nm (ceftazidima) e λ=275nm (aminofilina), volume de injeção 20uL, 25ºC. A determinação da concentração mínima inibitória (CMI) foi realizada em amostras de ceftazidima (240ug/mL) na presença e na ausência de Pluronic® em SPGV de 5% glicose usando E. coli ATCC 25922 e P.eruginosa ATCC 9721 na concentração de 106UFC/mL . Pluronic® F68 foi utilizado nas amostras para avaliação da estabilidade dos fármacos ceftazidima e aminofilina na concentração 10% m/m. Resultados mostraram uma incompatibilidade entre a associação dos fármacos em SPGV de 5% glicose, com perda de concentração de 25% do fármaco ceftazidima na ausência de Pluronic®. Nos ensaios de CMI realizados com fármaco ceftazidima em SPGV de 5% glicose observou-se uma melhora dos valores de CMI quando o fármaco foi associado ao copolímero Pluronic® para ambos os microrganismos estudados. O estudo da GFP mostrou que fatores como (i) as propriedades físico-químicas dos fármacos, (ii) valores de pH das soluções e (iii) interações entre a proteína e as SPGV, podem favorecer mudanças de intensidade de fluorescência da GFP (determinada em espectrofluorímetro λex=394nm, λem=509nm), favorecendo seu potencial emprego como biossensor da estabilidade de fármacos. / Drug association administered through parenteral solutions is a common hospital practice. Copolymers as carriers in parenteral solutions may allow originally unstable or insoluble drug combinations, or even improve their action. The aim of this work was to evaluate the stability of ceftazidime and aminophylline in parenteral solutions carried by Pluronic® F68, besides the application of the green fluorescent protein as a biossensor of drug stability. To evaluate the stability of ceftazidime (320 µg/mL) and aminophylline (160 µg/mL) carried by Pluronic® F68 (10%) in parenteral solutions, HPLC measurements were made immediately after the drug mixture preparation and after 24 hours, detected at λ=255nm (ceftazidime) and λ=275nm (aminophylline). In addition, minimal inhibitory concentration test (MIC) was used to determine the biological activity of ceftazidime (240 µg/mL) in 5% glucose parenteral solution, with or without Pluronic® F68 (10%). The strains tested by MIC were E. coli ATCC 25922 and P.aeruginosa ATCC 9721 (106UFC/mL). The HPLC experiments showed incompatibility of ceftazidime and aminophylline associated in 5% glucose parenteral solution, with 25% loss for ceftazidime without Pluronic® F68. MIC analysis for ceftazidime, with or without aminophylline, showed that lower antibiotic concentration values were required to inhibit E. coli and P.aeruginosa growth, when the copolymer Pluronic® F68 was present in the samples. It was also showed that physical chemical drugs alterations, pH values and protein-parenteral solution interactions can change GFP fluorescence intensity (detected by espectrofluorimeter λex=394nm, λem=509nm). These data endorse the potential of this protein as a biosensor of drug stability in parenteral solutions.

A Proteína Verde Fluorescente recombinante, GFPuv, é um sistema marcador atrativo pois, sua presença pode ser visualizada através da intensidade de fluorescência emitida, sem o uso de substratos ou meios complexos. Sendo uma molécula estável à presença de substâncias orgânicas, temperaturas acima de 70°C e ampla faixa de pH, é um potencial Indicador Biológico (IH) para diversas aplicações. A estabilidade térmica da GFPuv, foi avaliada pela medida da perda de intensidade de fluorescência, expressa em valores D (min), tempo de exposição necessário para redução de 90% da intensidade de fluorescência inicial da GFPuv. GFPuv (3,5-9,0 µg/mL), expressa por E. coli e isolada por extração de Partição em Três Fases (TPP) e purificação por Cromatografia de Interação Hidrofóbica (IDC), foi diluída nas soluções parenterais preparadas em tampão (10 mM cada: Tris-EDTA, pH 8; Fosfato, pH 6 e 7, e Acetato, pH 5) e em água para injeção, WFI; pH = 6,70±0,40), e expostas a temperaturas de 25°C e ao intervalo entre 80°C e 100°C. A 95°C, os valores D para a GFPuv em soluções de 1,5% a 50% de glicose variaram de: (i) 1,63 (±0,23) min em acetato pH 5; (ii) 2,64 ± 0,26 min em WFI; (iii) 2,50 ± 0,18 min em fosfato pH 6; (iv) 3,24 ± 0,28 min em fosfato pH 7 e, (v) 2,89 ± 0,44 min em Tris-EDTA pH 8. Cloreto de sódio associado aos tampões proporcionou influência positiva na estabilidade da GFPuv, sendo que em soluções de Tris-EDTA, a adição de 15-20% de NaCl dobrou a estabilidade térmica da GFPuv (valores D de 65,79 min e 18,12 min a 80 °C e 85°C) em relação à solução sem cloreto de sódio. Nos processos de esterilização por óxido de etileno (45°C-60°C), a GFPuv pode ser utilizada como IB para monitorar a distribuição de gás dentro da câmara, pois, apresentou variação na concentração remanescente de até 80%, após processamento, estabelecendo áreas distintas dentro da câmara. No tratamento em autoclave, a GFPuv em solução apresentou resistência térmica em solução de fosfato pH 7,0 (valor F = 2,53 min (± 0,12)). Quando expressa por esporos de Bacillus subtilis, a intensidade de fluorescência emitida por esporos sobreviventes se manteve. A estabilidade térmica da GFPuv atestou sua potencialidade como indicador biológico fluorescente da garantia da eficácia de tratamento de soluções e materiais expostos ao calor. / The recombinant Green Fluorescent Protein, GFPuv is an attractive system marker due to its ability to emit fluorescence when exposed to ultraviolet light, without use of substrates or complex environment. Being a stable molecule even in the presence of organic substances, temperatures above 70°C and wide range of pH, it is a potential Biological Indicator, BI, for many applications, including thermal processes. GFPuv thermal stability was evaluated by the loss of fluorescence intensity expressed in decimal reduction time (D-value, min), the exposure time required to reduce 90% of the GFPuv initial fluorescence intensity. GFPuv (3.5-9.0 µg/mL), expressed by E. coli and isolated by Three Phases Partitioning, TPP extraction with Hidrophobic Interaction Chromatography, HIC, was diluted in buffered solutions (each 10 mM: Tris-EDTA, pH 8; phosphate, pH 6 and 7, and acetate, pH 5) and in water for injection, WFI; pH = 6.70 (± 0.40), and exposed to temperatures of 25°C and between 80°C and 95°C. At 95°C, the D-value for GFPuv in 1.5%-50% glucose, ranged from: (i) 1.63 ± 0.23 min in acetate pH 5; (ii) 2.64 ± 0.26 min in WFI; (iii) 2.50 ± 0.18 min in phosphate, pH 6; (iv) 3.24 ± 0.28 min in phosphate, pH 7, (v) 2.89 ± 0.44 min in Tris-EDTA, pH 8. Sodium cloride provided a positive influence over GFPuv stability. In Tris-EDTA solutions, the addition of 15% and 20% of NaCl doubled the thermal stability of GFPuv (D = 65.79 min and D = 18.12 min at 80°C, and 85°C, respectively, in relation to the solutions without NaCl. For ethylene oxide sterilization processes (45°C-60°C), GFPuv can be used as biological indicator to monitor gas distribution into the chamber. After processing, the protein concentration varied by 80%, showing distinct areas into the chamber. In autoclave, GFPuv in solution showed thermal resistance in phosphate pH 7.0 solution (F-value = 2.53 (± 0.12) min. When expressed by Bacillus subtilis spores, the fluorescence intensity was kept constant after thermal processing. The thermal stability of GFPuv provides the basis for its potential utility as a fluorescent biological indicator to assess the efficacy of the treatment of liquids and materials exposed to steam.

A Proteína Verde Fluorescente recombinante, GFPuv, é um sistema marcador atrativo pois, sua presença pode ser visualizada através da intensidade de fluorescência emitida, sem o uso de substratos ou meios complexos. Sendo uma molécula estável à presença de substâncias orgânicas, temperaturas acima de 70°C e ampla faixa de pH, é um potencial Indicador Biológico (IH) para diversas aplicações. A estabilidade térmica da GFPuv, foi avaliada pela medida da perda de intensidade de fluorescência, expressa em valores D (min), tempo de exposição necessário para redução de 90% da intensidade de fluorescência inicial da GFPuv. GFPuv (3,5-9,0 µg/mL), expressa por E. coli e isolada por extração de Partição em Três Fases (TPP) e purificação por Cromatografia de Interação Hidrofóbica (IDC), foi diluída nas soluções parenterais preparadas em tampão (10 mM cada: Tris-EDTA, pH 8; Fosfato, pH 6 e 7, e Acetato, pH 5) e em água para injeção, WFI; pH = 6,70±0,40), e expostas a temperaturas de 25°C e ao intervalo entre 80°C e 100°C. A 95°C, os valores D para a GFPuv em soluções de 1,5% a 50% de glicose variaram de: (i) 1,63 (±0,23) min em acetato pH 5; (ii) 2,64 ± 0,26 min em WFI; (iii) 2,50 ± 0,18 min em fosfato pH 6; (iv) 3,24 ± 0,28 min em fosfato pH 7 e, (v) 2,89 ± 0,44 min em Tris-EDTA pH 8. Cloreto de sódio associado aos tampões proporcionou influência positiva na estabilidade da GFPuv, sendo que em soluções de Tris-EDTA, a adição de 15-20% de NaCl dobrou a estabilidade térmica da GFPuv (valores D de 65,79 min e 18,12 min a 80 °C e 85°C) em relação à solução sem cloreto de sódio. Nos processos de esterilização por óxido de etileno (45°C-60°C), a GFPuv pode ser utilizada como IB para monitorar a distribuição de gás dentro da câmara, pois, apresentou variação na concentração remanescente de até 80%, após processamento, estabelecendo áreas distintas dentro da câmara. No tratamento em autoclave, a GFPuv em solução apresentou resistência térmica em solução de fosfato pH 7,0 (valor F = 2,53 min (± 0,12)). Quando expressa por esporos de Bacillus subtilis, a intensidade de fluorescência emitida por esporos sobreviventes se manteve. A estabilidade térmica da GFPuv atestou sua potencialidade como indicador biológico fluorescente da garantia da eficácia de tratamento de soluções e materiais expostos ao calor. / The recombinant Green Fluorescent Protein, GFPuv is an attractive system marker due to its ability to emit fluorescence when exposed to ultraviolet light, without use of substrates or complex environment. Being a stable molecule even in the presence of organic substances, temperatures above 70°C and wide range of pH, it is a potential Biological Indicator, BI, for many applications, including thermal processes. GFPuv thermal stability was evaluated by the loss of fluorescence intensity expressed in decimal reduction time (D-value, min), the exposure time required to reduce 90% of the GFPuv initial fluorescence intensity. GFPuv (3.5-9.0 µg/mL), expressed by E. coli and isolated by Three Phases Partitioning, TPP extraction with Hidrophobic Interaction Chromatography, HIC, was diluted in buffered solutions (each 10 mM: Tris-EDTA, pH 8; phosphate, pH 6 and 7, and acetate, pH 5) and in water for injection, WFI; pH = 6.70 (± 0.40), and exposed to temperatures of 25°C and between 80°C and 95°C. At 95°C, the D-value for GFPuv in 1.5%-50% glucose, ranged from: (i) 1.63 ± 0.23 min in acetate pH 5; (ii) 2.64 ± 0.26 min in WFI; (iii) 2.50 ± 0.18 min in phosphate, pH 6; (iv) 3.24 ± 0.28 min in phosphate, pH 7, (v) 2.89 ± 0.44 min in Tris-EDTA, pH 8. Sodium cloride provided a positive influence over GFPuv stability. In Tris-EDTA solutions, the addition of 15% and 20% of NaCl doubled the thermal stability of GFPuv (D = 65.79 min and D = 18.12 min at 80°C, and 85°C, respectively, in relation to the solutions without NaCl. For ethylene oxide sterilization processes (45°C-60°C), GFPuv can be used as biological indicator to monitor gas distribution into the chamber. After processing, the protein concentration varied by 80%, showing distinct areas into the chamber. In autoclave, GFPuv in solution showed thermal resistance in phosphate pH 7.0 solution (F-value = 2.53 (± 0.12) min. When expressed by Bacillus subtilis spores, the fluorescence intensity was kept constant after thermal processing. The thermal stability of GFPuv provides the basis for its potential utility as a fluorescent biological indicator to assess the efficacy of the treatment of liquids and materials exposed to steam.