antimicrobial_drug stability.pdf
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-
7/21/2019 ANTIMICROBIAL_drug stability.pdf
1/5
V o l .
3 6 ,
N o .
1 1
S t a b i l i t y
o f A n t i m y c o b a c t e r i a l
D r u g s
i n
S u s c e p t i b i l i t y
T e s t i n g
MARGUERITE E .
GRIFFITH*
AND
HOWARD L . BODILYt
M i c r o b i a l D i s e a se s
L a b o r a t o r y ,
C a l i f o r n i a S t a t e D e p a r t m e n t o f H e a l t h S e r v i c e s ,
2 1 5 1
B e r k e l e y
W a y ,
B e r k e l e y , C a l i f o r n i a
9 4 7 0 4
R e c e i v e d 2 7
May
1 9 9 2 / A c c e p t e d
2 8
A u g u s t
1 9 9 2
A q u e o u s s o l u t i o n s
o f 0 . 0 2 i s o n i a z i d , 0.2
s t r e p t o m y c i n ,
0 . 2 p a r a - a m i n o s a l i c y l a t e ,
a n d 0.5 e t h a m b u t o l
a n d e t h y l e n e
g l y c o l
s o l u t i o n s o f 0.5 e t h i o n a m i d e s t o r e d
a t 3 t o 7 C r e m a i n e d
s t a b l e
f o r
1
year,
as
d i d
aqueous
s o l u t i o n s
o f
0 . 0 5 e t h i o n a m i d e
h y d r o c h l o r i d e ,
0 . 0 5 k a n a m y c i n ,
0 . 0 5
v i o m y c i n , a n d
0.1 c a p r e o m y c i n
s t o r e d
a t
- 2 0 C .
T h e e t h a m b u t o l
a n d
c a p r e o m y c i n
s o l u t i o n s were
t e s t e d
b y m i c r o b i o l o g i c m e t h o d s ;
t h e o t h e r
s o l u t i o n s were t e s t e d b y
b o t h
s p e c t r o p h o t o m e t r i c
a n d
m i c r o b i o l o g i c m e t ho d s. P r e pa r e d
s u s c e p t i b i l i t y
t e s t i n g
m e d i a
made w i t h
c y c l o s e r i n e , r i f a m p i n ,
a n d t h e a b o v e
s o l u t i o n s
i n c o r p o r a t e d
i n t o
M i d d l e b r o o k
7 H 1 0 m e d i u m
s h o w e d
a c c e p t a b l e
s t a b i l i t y
w h e n
s t o r e d a t 3 t o
7 C
f o r
1 m o n t h .
D u r i n g
i n c u b a t i o n
o f
t h e
t e s t
m e d i u m a t
3 7 C ,
a p p r o x i m a t e l y
h a l f o f
t h e
a c t i v i t y
o f
i s o n i a z i d ,
e t h i o n a m i d e , e t h a m b u t o l ,
c y c l o s e r i n e ,
a n d r i f a m p i n
was
l o s t
a f t e r
p e r i o d s
ranging f r o m
2
t o
4
d a y s
f o r e t h a m b u t o l
t o
2
w e e k s
f o r
r i f a m p i n .
C o o p e r a t i n g p u b l i c
h e a l t h
a n d c l i n i c a l
l a b o r a t o r i a n s
i n
C a l i f o r n i a
a g r e e d
i n
1 9 6 3
t o
p r o v i d e
d r u g s u s c e p t i b i l i t y
t e s t s
on
M y c o b a c t e r i u m
t u b e r c u l o s i s
b y
a u n i f o r m
m e t h o d
w h i c h
u s e d s t a n d a r d i z e d c o n c e n t r a t i o n s
o f
a n t i m y c o b a c t e r i a l
a g e n t s
i n a
s i n g l e t y p e
o f m e d i u m . Th e
s u s c e p t i b i l i t y
t e s t s
were
p a t t e r n e d
a f t e r t h o s e d e v e l o p e d
a t t h e N a t i o n a l J e w i s h
H o s p i t a l
( 7 )
a n d u s e d
M i d d l e b r o o k 7 1 1 1 0 medium
( 7 H 1 0 ) . On
t h e
a s s u m p t i o n t h a t g r e a t e r
u n i f o r m i t y
o f
m e d i a
would b e
a c h i e v e d
b y d i s t r i b u t i n g
s t o c k
d r u g
s o l u t i o n s t o
c o o p e r a t i n g
l a b o r a t o r i e s , t h e
e x t e n t
o f s t a b i l i t y
o f s t o c k
d r u g s o l u t i o n s
was
e x a m i n e d . A f t e r i n c o r p o r a t i o n
i n t o
7 H 1 0 ,
t h e
r e s u l t i n g
m e d i a were
s t u d i e d t o d e t e r m i n e
h ow
l o n g t h e y
c o u l d b e
s t o r e d
w i t h o u t
a f f e c t i n g
t e s t r e s u l t s .
Th e
c o n c e n t r a t i o n s o f
s t o c k
s o l u t i o n s
a n d
t h e
s t o r a g e
c o n d i t i o n s
t o
b e
t e s t e d
were
c h o s e n
f o r convenience a n d
a n t i c i p a t e d
usage.
C h e m i c a l a n d
m i c r o b i o l o g i c m e t h o d s
were
u s e d t o
assay
t h e
a g e n t s '
chem-
i c a l s t a b i l i t i e s
a n d a n t i m y c o b a c t e r i a l
a c t i v i t i e s
a f t e r
s t o r a g e .
T h e
r e s u l t s o f t h o se s t u d i e s ar e
t h e
s u b j e c t o f
t h i s
r e p o r t ,
w h i c h
may a s s u m e g r e a t e r s i g n i f i c a n c e
i n
l i g h t
o f
t h e r e -
p o r t e d
i n c r e a s e
i n
t h e number o f
M. t u b e r c u l o s i s
i s o l a t e s
w h i c h
ar e
r e s i s t a n t
t o m u l t i p l e d r u g s .
I n
p r e l i m i n a r y t r i a l s , r e f r i g e r a t e d
s o l u t i o n s
were
t e s t e d
a g a i n s t
f r e s h
s t a n d a r d s
a t
f r e q u e n t
i n t e r v a l s .
L a t e r ,
l e s s
c o n c e n t r a t e d s o l u t i o n s
o f a d d i t i o n a l
a g e n t s
were t e s t e d a t
i n t e r v a l s a f t e r
r e f r i g e r a t e d
a n d
f r o z e n s t o r a g e . S i m i l a r l y ,
m e d i a
c o n t a i n i n g a n t i m y c o b a c t e r i a l a g e n t s
were
p r e p a r e d
a t
i n t e r v a l s ,
s t o r e d ,
a n d t e s t e d
a g a i n s t
f r e s h l y
p r e p a r e d
m e d i a .
To s i m p l i f y
t h e
p r e s e n t a t i o n
o f
i n f o r m a t i o n a c c u m u l a t e d
over
2 5
years, o n l y
t h o s e
p r o c e d u r e s
a n d r e s u l t s
w h i c h
p e r t a i n
t o
t h e
s t o r a g e
c o n d i t i o n s
w h i c h
b e c a m e r o u t i n e
or
w h i c h c o n t r i b u t e d t o
our u n d e r s t a n d i n g o f
t e s t
r e s u l t s ar e
p r e s e n t e d
h e r e .
MATERIALS
AND
METHODS
S o l u t i o n s
were
p r e p a r e d a c c o r d i n g t o t h e p u r i t y a n d
p o t e n c y
i n f o r m a t i o n
s u p p l i e d
b y
t h e m a n u f a c t u r e r s . S t e r i l e
a g e n t s
were
h a n d l e d a s e p t i c a l l y ,
w h i l e
s o l u t i o n s
o f n o n s t e r -
i l e
a g e n t s
were f i l t e r e d
t h r o u g h
0 . 2 - p , m - p o r e - s i z e
mem-
b r a n e s .
R i f a m p i n ( R M P ) p o w d e r was
c o n s i d e r e d
s e l f - s t e r i l -
*
C o r r e s p o n d i n g
a u t h o r .
t
Present a d d r e s s :
P.O. Box
6 9 , M i d w a y ,
UT
8 4 0 4 9 .
i z i n g when s o l u b i l i z e d
i n
N , N - d i m e t h y l f o r m a m i d e (DMF)
( 1 2 ) .
T h e
c o n c e n t r a t i o n s
o f
s o l u t i o n s
were i n i t i a l l y
e s t a b -
l i s h e d
t o
a l l o w measurement o f i d e n t i c a l v o l u m e s o f
s t o c k
d r u g s o l u t i o n
f o r e a c h
o f t h e d r u g m e d i a w h i c h
were
rou-
t i n e l y p r e p a r e d
a t
t h e same t i m e .
A l l s u r f a c e s o f t h e
c l e a n or
new c o n t a i n e r s , c l o s u r e s ,
m easurers, a n d
d i s p e n s e r s
w h i c h c o n t a c t e d
t h e s o l v en t s or
s t o c k
s o l u t i o n s
d u r i n g p r e pa r at i on
or
s t o r a g e
were a u t o -
c l a v e d
a n d
s o a k e d
i n
m u l t i p l e
c h a n g e s o f h o t
d i s t i l l e d w a t e r
b e f o r e f i n a l
s t e r i l i z a t i o n
a n d
use. S t o c k
s o l u t i o n s were s t o r e d
i n
b o r o s i l i c a t e g l a s s
serum
b o t t l e s a n d s i n g l e - u s e v i a l s ,
w i t h
r e d
r u b b e r
s l e e v e s
or
w i t h
gray b u t y l
s t o p p e r s
a n d
c r i m p e d
a l u m i n u m
s e a l s
( W h e a t o n C o . ,
M i l l v i l l e , N . J . ) .
S t a b i l i t y
a t 3 t o
7 C
was
i n v e s t i g a t e d
i n d i s t i l l e d
w a t e r
s o l u t i o n s
o f 0 . 5
e t h a m b u t o l
( E M B ) ,
0 . 0 2
i s o n i a z i d
( I N H ;
i s o n i c o t i n y l h y d r a z i n e ) ,
0 . 2
p a r a - a m i n o s a l i c y l i c
a c i d
( P A S ) ,
a n d
0 . 2 s t r e p t o m y c i n ( S M ) ;
i n
DMF
s o l u t i o n s o f
5
RMP;
a n d i n
e t h y l e n e g l y c o l
( E G )
s o l u t i o n s
( 1 )
o f 0 . 5
e t h i o n a m i d e
b a s e
(ETA
b a s e )
a f t e r t h e w a t e r - s o l ub l e
h y d r o -
c h l o r i d e
s a l t
o f e t h i o n a m i d e
(ETA
H C I )
was no
l o n g e r
a v a i l a b l e . ( N e i t h e r
DMF
nor
EG
a f f e c t e d
t h e
g r o w t h
o f a
b a t t e r y
o f m y c o b a c t e r i a
when
m i x e d
i n t o
7H10 a t concen-
t r a t i o n s
f i v e
t i m e s g r e a t e r
t h a n t h e i r
o r d i n a r y
c o n c e n t r a t i o n s
as
s o l v e n t s
f o r t h e i r
r e s p e c t i v e d r u g s . )
S o l u t i o n s o f 0 . 1
INH
a n d
1 0
SM
were a l s o
r o u t i n e l y p r e p a r e d
a n d
t e s t e d ,
b u t
r e s u l t s f o r t h e s e s o l u t i o n s
ar e
n o t
i n c l u d e d
h e r e b e c a u s e
t h e assays were
p e r f o r m e d ( f o l l o w i n g
f i v e f o l d
d i l u t i o n )
b y
i d e n t i c a l m e t h o d s
a n d w i t h r e s u l t s
i d e n t i c a l
t o
t h o s e
f o r t h e
0 . 0 2
INH
a n d
0 . 2 SM
s o l u t i o n s .
S t a b i l i t y
a t
- 2 0 C
was
i n v e s t i g a t e d
i n d i s t i l l e d w a t e r s o l u t i o n s
o f 0 . 1 c a p r e o m y c i n
( C M ) ,
0 . 1
c y c l o s e r i n e
( C S ) ,
0 . 0 5
ETA
H C I , 0 . 0 5
k a n a -
m y c i n ( K M ) ,
a n d
0 . 0 5
v i o m y c i n
( V I O ) .
T h e
sources
o f
t h e s e
d r u g s
a n d
t h e
s o l v e n t s
u s e d f o r s t o c k
s o l u t i o n s ar e
l i s t e d
i n
T a b l e
1 .
Q u a n t i t a t i v e
assays o f d r u g s o l u t i o n s were c o n d u c t e d a t
t h e
C a l i f o r n i a
S t a t e
D e p a r t m e n t
o f H e a l t h
S e r v i c e s '
F o o d
a n d
D r u g L a b o r a t o r y b y s p e c t r o p h o t o m e t r i c m e t h o d s . F o r
e a c h
s a m p l e
o f C S , ETA, I N H ,
KM
( h e a t e d w i t h n i n h y d r i n
t o
p r o d u c e
a
c o l o r e d
s o l u t i o n ) ,
P A S , SM
( s t r e p t o s e m o i e t y
c o n v e r t e d t o
m a l t o l
b y
a l k a l i n e
d e g r a d a t i o n ) , a n d V I O , t h e
f u l l UV
s p e c t r u m
was
c o m p a r e d
w i t h t h a t o f
a r e f e r e n c e
s t a n d a r d o b t a i n e d
f r o m t h e U . S . B u r e a u o f S t a n d a r d s . W hen
s t a n d a r d s
f o r
new d r u g s were n o t y e t
a v a i l a b l e f r o m
t h a t
agency, t h e y
were o b t a i n e d
f r o m
t h e
m a n u f a c t u r e r .
C o n c e n -
2 3 9 8
A N T I M I C R O B L A L
AGENTS AND C H E M O T H E R A P Y , N o v .
1 9 9 2 ,
p .
2 3 9 8 - 2 4 0 2
0 0 6 6 - 4 8 0 4 / 9 2 / 1 1 2 3 9 8 - 0 5 0 2 . 0 0 / 0
C o p y r i g h t
1 9 9 2 , A m e r i c a n
S o c i e t y
f o r
M i c r o b i o l o g y
-
7/21/2019 ANTIMICROBIAL_drug stability.pdf
2/5
ANTIMYCOBAC7ERIAL DRUG
STABILITY
2 3 9 9
TABLE
1 .
S o u r c e s
o f
a n t i m y c o b a c t e r i a l
a g e n t s
a n d
nonaqueous
s o l v e n t s
Agent or
s o l v e n t
S o u r c e
CMulfate
Eli
Lilly
Co.,
Indianapolis,
I n d .
CS
Eli
Li lly
o
EMB
HCI
Lederle
Laboratories ,
Pearl
Riv e r ,
N Y
ETAHCI
Wyeth
Laboratories,
Philadelphia,
P a . ,
a n d
I v e s
L a b o r a t o r i e s ,
New
Y o r k ,
N . Y .
ETA
base
Ives
Laboratories
EG
f o r
ETA
base)
. T.
Baker Chemical
Co.,
Phillipsburg,
N . J . ,
a n d M a l l i n c k r o d t
C h e m i c a l
W o r k s ,
S t .
L o u i s ,
Mo.
INH
Difco
Laboratories , Detroit,
Mich.;
Pan-
ray
D i v i s i o n , O r m o n t D r u g
C h e m i -
c a l
C o . E n g l e w o o d , N . J . ;
a n d
E a s t -
man Kodak
C o . , R o c h e st e r,
N . Y .
M
ulfate
Calbiochem,
San
Diego,
Calif.;
U S
B i o c h e m i c a l C o r p. , C l e ve l a n d, O h i o ;
a n d B r i s t o l
L a b o r a t o r i e s ,
S y r a c u s e ,
N . Y .
PAS
Difco;
P a n r a y - Pa r l a m ,
Englewood,
N .J.;
P a n r a y
D i v i s i o n ,
O r m o n t
D r u g
C h e m i c a l
C o . ;
a n d
S i g m a
C h e m i c a l
C o . ,
S t .
L o u i s ,
M o .
RMP
Dow
Chemical
Co.
Indianapolis,
I n d . ;
M e r r i l l
Dow
P h a r m a c e u t i c a l s ,
C i n c i n -
n a t i , O h i o ;
C a l b i o c h e m ;
a n d S i g m a
DMF
for RMP
Aldrich
Chemical
Co. Milwaukee,
Wis.
SMulfate
Difco;
Parke-Davis
Division,
Warner
L a m b e r t ,
H o l l a n d ,
M i c h . ; P f i z e r ,
B r o o k l y n ,
N . Y . ;
a n d N ut r i t i o na l B i o -
c h e m i c a l s
C o r p . , C l e v e l a n d ,
O h i o
VIO
sulfate
Pfizer
t r a t i o n s
were c a l c u l a t e d
f r o m
a b s o r p t i o n
r e a d i n g s a t t h e
a p p r o p r i a t e w a v e l e n g t h ,
w h i c h
i s
l i s t e d i n
T a b l e 2 , as
i s e a c h
a g e n t ' s
d i l u e n t . C h e m i c a l assays we r e
n o t
p e r f o r m e d
on
CM
or
EMB
s o l u t i o n s
f o r
l a c k
o f
s p e c t r o p h o t o m e t r i c
m e t h o d s
s u f f i c i e n t l y
s e n s i t i v e f o r
our a p p l i c a t i o n s
a n d
were n o t a t -
t e m p t e d
on
RMP
s o l u t i o n s b e c a u s e p r e c i p i t a t e was
v i s i b l e
i n
s t o r e d
s t o c k s o l u t i o n s .
T h e
s e m i q u a n t i t a t i v e
m i c r o b i o l o g i c m e t h o d s d e s c r i b e d
b e l o w we r e u s e d t o
assay
t h e s t a b i l i t y o f t h e
a n t i m y c o b a c -
t e r i a l
a c t i v i t y
i n
CM, EMB,
a n d
RMP
s o l u t i o n s ;
t o
c o n f i r m
t h a t t h e
s p e c t r o p h o t o m e t r i c
assay
v a l u e s o f t h e
C S ,
ETA,
I N H , K M, P A S , SM,
a n d
VIO
s o l u t i o n s
r e p r e s e n t e d a n t i m y -
c o b a c t e r i a l
a c t i v i t y ;
a n d t o
d e t e r m i n e t h e s t a b i l i t i e s
o f
d r u g s
i n c o r p o r a t e d
i n t o
s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g
m e d i a .
T h e
t e c h -
n i q u e s
u s e d i n
d i a g n o s t i c d r u g
s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g ( 3 ,
6 )
a n d
i n
t h e
q u a l i t y
c o n t r o l o f
m e d i a
components ( 4 )
were u s e d
TABLE 2 .
D i l u e n t s a n d
a b s o r p t i o n
maxima
f o r
d r u g assays
A b s o r p t i o n
D r u g
D i l u e n t
maximum
( n m )
CS
D i s t i l l e d w a t e r
2 2 6
ETA
0 . 0 5
N
H y d r o c h l o r i c
a c i d
2 8 4
INH
0 . 1
N
H y d r o c h l o r i c
a c i d
2 6 6
KM
( n i n h y d r i n - t r e a t e d )
D i s t i l l e d
w a t e r
5 7 5
SM
( c o n v e r t e d
t o
m a l t o l )
D i s t i l l e d
water
3 2 4
P AS
US P
p h o s p h a t e
b u f f e r 2 6 5
( p H 7 . 0 )
VIO
D i s t i l l e d w a t e r
2 6 8
TABLE 3 . D r u g
c o n c e n t r a t i o n s i n c o r p o r a t e d
i n t o 7 H 1 0
S t a b i l i t y t e s t i n g
c o n c n ( p . g / m l )
D i a g n o s t i c
w i t h
t w o
s t r a i n s
S t o c k d r u g
t e s t i n g
s o l u t i o n s
c o n c n H37Rv
S e c o n d s t r a i n
Low
Medium H i g h
Low M e d i u m H i g h
0 . 1
CM
1 0 1
2
4
2 . 5
5
1 0
0 . 1
C S
l O d
5
1 0
2 0
5
1 0 2 0
0 . 5
EMB
5 1
2 4 1
2
4
0 . 0 5
ETA
HC I
5 0 . 2
0 . 4
0 . 8 0 . 5 1 2
0 . 5
ET A b a s e
5
0 . 2 0 . 4
0 . 8
0 . 5
1
2
0 . 0 2
INH
0 . 2
0 . 0 2
0 . 0 4 0 . 0 8 0 . 0 5
0 . 1
0 . 2
0 . 0 5 KM
5 0 . 5
1 2 1 2 4
0 . 2 PAS
2
0 . 0 1
0 . 0 2
0 . 0 4 0 . 5
1 2
5
RMP 1 0 . 2 0 . 4 0 . 8
0 . 5 1
2
0 . 2 SM
2 0 . 2
0 . 4
0 . 8
0 . 4 0 . 8 1 . 6
0 . 0 5 V I O
5
1
2
4
1 . 2 5
2 . 5
5
a
C o n c e n t r a t i o n s
( w t / v o l ) p e r p o t e n c y
i n f o r m a t i o n ,
e x c l u d i n g t h e w e i g h t
o f
s a l t s .
b
F o r d i a g n o s t i c
t e s t i n g m e d i a ,
a l l
s o l u t i o n s
e x c e p t
RMP w e r e
m i x e d
i n t o
m e d i u m i n r a t i o s
o f
1 : 1 0 0 o r 1 : 1 , 0 0 0 , a s a p p r o p r i a t e
t o a c h i e v e
t h e
i n d i c a t e d
c o n c e n t r a t i o n s ; f o r RMP,
a
5 s o l u t i o n
i n DMF w a s d i l u t e d 1 : 5 0 0
i n
warm
( - 5 0 C )
d i s t i l l e d
w a t e r ,
w h i c h
was
t h e n
a d d e d t o
t h e
m e d i u m
i n a
r a t i o
o f
1 : 1 0 0 .
c
T h r e e
d o u b l i n g
d i l u t i o n s
o f
d r u g
w e r e u se d
f o r
e a c h
s t r a i n ;
t h e
d o u b l i n g
d i l u t i o n s w e r e s e l e c t e d
t o a l l o w s o m e
v i s i b l e g r o w t h
o f
e a c h s t r a i n
o n
m e d i u m
c o n t a i n i n g t h e
l o w c o n c e n t r a t i o n o f
i t s
s e r i e s .
d
E x p e r i m e n t a l t e s t i n g .
i n t h e
m i c r o b i o l o g i c
a s s a y s
o f
a n t i m y c o b a c t e r i a l d r u g
a c t i v -
i t y
a n d
c a n
b e
s u m m a r i z e d
a s f o l l o w s .
S t e r i l e s o l u t i o n s
o f
a n t i m y c o b a c t e r i a l a g e n t s
w e r e a d d e d
t o
a u t o c l a v e d
7 H 1 0 a g a r ,
w h i c h
w a s
m i x e d w i t h OADC
( D i f c o
L a b o r a t o r i e s ,
D e t r o i t ,
M i c h . ) a f t e r c o o l i n g t o
a p p r o x -
i m a t e l y
5 2 C .
T h e
d r u g s
w e r e i m m e d i a t e l y
a d d e d
b e f o r e
d i s p e n s i n g t h e
m e d i u m ,
s o
t h a t
e x p o s u r e o f d r u g s
t o
h e a t
was
m i n i m a l .
D r u g - f r e e c o n t r o l m e d i u m a n d v a r i o u s d r u g
m e d i a
w e r e d i s p e n s e d
i n e q u a l v o l u m e s i n q u a d r a n t p l a t e s . I f
s t o r e d , p l a t e s
w e r e
p r o t e c t e d
f r o m
l i g h t
a n d
l o s s
o f
m o i s t u r e .
P l a t e s w e r e i n o c u l a t e d w i t h
s u s p e n s i o n s
o f
o r g a n i s m s
d i -
l u t e d t o y i e l d
c o u n t a b l e
c o l o n i e s
o n c o n t r o l m e d i u m .
T e s t s
w e r e i n c u b a t e d f o r
3 w e e k s
i n
5
t o 1 0
c a r b o n d i o x i d e i n a i r .
T h e
n u m b e r s ( a n d
s i z e s , i f r e l e v a n t ) o f t h e c o l o n i e s
w e r e
r e c o r d e d ,
a n d
t h e
r e s u l t s a r e
r e p o r t e d
i n
t e r m s o f t h e a m o u n t
o f
g r o w t h o n e a c h
d r u g - c o n t a i n i n g medium
a s
a p e r c e n t a g e
o f t h e
g r o w t h o n
c o n t r o l m e d i u m . A v e r a g e s f r o m r e p l i c a t e
p l a t e s
w e r e
u s e d
t o
m i n i m i z e
t h e
e f f e c t
o f a b e r r a t i o n s
a s s o c i a t e d w i t h
i n o c u l u m d i s t r i b u t i o n i n s u r f a c e
p l a t e - c o u n t -
i n g
t e c h n i q u e s .
E a c h c u l t u r e
p l a t e p r e p a r e d
f o r
t h e m i c r o b i o l o g i c
a s s a y s
c o n t a i n e d
o n e
d r u g - f r e e
c o n t r o l
q u a d r a n t
a n d o n e q u a d r a n t
o f
e a c h
o f t h r e e
t w o f o l d
d i l u t i o n s o f
a
d r u g
u n d e r
t e s t i n g .
T w o f o l d d i l u t i o n s o f
d r u g s i n
7 H 1 0 w e r e a d j u s t e d
s o t h a t
s e l e c t e d c u l t u r e s
w o u l d
d e m o n s t r a t e
a
m e a s u r a b l e
d i f f e r e n c e
i n
g r o w t h
i f t h e
d r u g s '
a n t i m i c r o b i a l
a c t i v i t i e s h a d d e c r e a s e d
m a r k e d l y
d u r i n g
s t o r a g e .
T h e
d r u g
c o n c e n t r a t i o n s
u s e d
i n
t h e s e
s t a b i l i t y
s t u d i e s f o r s t r a i n s a s
s u s c e p t i b l e a s
M.
t u b e r -
c u l o s i s H37Rv w e r e much l o w e r
t h a n t h e
c l i n i c a l l y
s i g n i f i -
c a n t
c o n c e n t r a t i o n s u s e d
i n
d i a g n o s t i c
t e s t i n g ,
t o
a l l o w
m i n i m a l
g r o w t h
o f
H37Rv
t o
d e v e l o p
o n a t
l e a s t t h e l o w e s t
c o n c e n t r a t i o n o f
d r u g
i n f r e s h m e d i u m .
A c q u i s i t i o n
o f s o m e -
w h a t l e s s
s u s c e p t i b l e
w i l d - t y p e
s t r a i n s
p e r m i t t e d
t e s t i n g
a t
c o n c e n t r a t i o n s
c l o s e r t o
t h o s e
u s e d
i n
d i a g n o s t i c
s u s c e p t i -
b i l i t y
t e s t s .
T h e
d r u g
c o n c e n t r a t i o n s
i n c o r p o r a t e d
i n t o
7 H 1 0
a r e
l i s t e d
i n
T a b l e 3 .
M i n i m a l
g r o w t h
o f
a
g i v e n
s t r a i n
a t
a
p a r t i c u l a r
d i l u t i o n
o f
V O L .
3 6 ,
1 9 9 2
-
7/21/2019 ANTIMICROBIAL_drug stability.pdf
3/5
2 4 0 0
GRIFFITH AND BODILY
d r u g
i n f r e s h
medium was c o m p a r e d
w i t h g r o w t h
a t t h e
same
d i l u t i o n i n s t o r e d
medium ( o r i n f r e s h
medium p r e p a r e d
w i t h
s t o r e d
d r u g s o l u t i o n ) ;
i f
i n c r e a s e d
g r o w t h ( i n d i c a t i n g
d r u g
d e t e r i o r a t i o n )
o c c u r r e d
on s t o r e d
m e d i u m , t h e a d j a c e n t
q u a d r a n t
o f
s t o r e d
medium w h i c h
h a d i n i t i a l l y
r e c e i v e d
t w i c e
as much
d r u g
c o u l d b e
c h e c k e d a n d
t h e
o b s e r v a t i o n s
r e c o r d e d
as
f o l l o w s .
( i ) I f
g r o w t h
on s t o r e d
medium
r e s e m -
b l e d
t h a t on
f r e s h
medium c o n t a i n i n g h a l f
as
much
d r u g ,
t h e
d r u g
l o s s was
l i s t e d
as
h a l f a t
a
s p e c i f i e d
t i m e , t e m p e r a -
t u r e ,
a n d
c o n c e n t r a t i o n .
( i i )
L o s s e s o f
l e s s t h a n
h a l f
d u r i n g
t h e
l o n g e s t
t i m e p er i o d
were
l i s t e d i n t e r m s o f
how much a
d i a g n o s t i c
r e p o r t
w o u l d
h a v e c h a n g e d
i f
t h e t e s t h a d b e e n p e r f o r m e d
a t
t h a t
concen-
t r a t i o n
on s i m i l a r l y
s t o r e d m e d i u m .
( a )
Wh en
t h e
r e p o r t
o f
g r o w t h on
d r u g - c o n t a i n i n g
medium
as
a
p r o p o r t i o n
o f g r o w t h
on
c o n t r o l
medium was c h a n g e d
f r o m
5 0 ,
t h e
c h a n g e
was
c a t e g o r i z e d
as
m i n o r .
( b )
Wh en t h e
c h a n g e
was
f r o m
5 0 ,
i t
was
c a t e g o r i z e d
as
m o d e r a t e .
( c )
C h a n g e s g r e a t e r
t h a n
t h o s e
d e s c r i b e d
a b o v e as
m o d e r a t e i n v a r i a b l y
r e s u l t e d
f r o m s t o r
ag e c o n d i t i o n s
w h i c h c a u s e d
l o s s o f
a t
l e a s t
h a l f o f
t h e
d r u g ' s
a c t i v i t y
d u r i n g
t h e t e s t
p e r i o d .
( i i i )
L o s s e s o f
l e s s t h a n h a l f
w h i c h
were c h a r a c t e r i z e d b y
a
c h a n g e
i n
c o l o n y
s i z e
( w i t h
or
w i t h o u t a
s i g n i f i c a n t c h a n g e
i n
t h e
n u m b e r s o f c o l o n i e s )
we r e
l i s t e d
as
m i n o r
i f
t h e r e
was
on e
g r a d a t i o n
o f
s i z e
c h a n g e ,
i n t h e o r d e r
o f
m i c r o s c o p i c ,
p i n p o i n t ,
s m a l l ,
m e d i u m ,
a n d
l a r g e ; g r e a t e r
c h a n g e s
were
c a l l e d
m o d e r a t e .
T h e s t a b i l i t i e s
o f d r u g s
i n 7H10
were
d e t e r m i n e d
b y
p r e p a r i n g
r e p l i c a t e
q u a d r a n t p l a t e s
o f
m e d i a a t v a r i o u s
i n t e r v a l s up t h r o u g h
1
m o n t h . F i v e
or
s i x
r e p l i c a t e s
o f e a c h
t y p e o f
p l a t e
we r e
p r e p a r e d
a t e a c h
i n t e r v a l f o r e a c h
s t o r a g e
t e m p e r a t u r e .
I n
a d d i t i o n t o
s t o r a g e
a t
3 t o
7 C
f o r
d e t e r m i n -
i n g
t h e s h e l f - l i f e
o f
r e f r i g e r a t e d
d r u g
m e d i a ,
media
we r e a l s o
s t o r e d a t
3 7 C
a n d
t e s t e d
t o d e t e r m i n e
t h e
e x t e n t
o f
d r u g
d e t e r i o r a t i o n
w h i c h m i g h t
occur
d u r i n g
i n c u b a t i o n
o f
d i a g -
n o s t i c t e s t s .
Th e
s t o r a g e p e r i o d s
were
1
m o n t h ,
2
w e e k s ,
1
w e e k ,
4
d a y s ,
2
d a y s ,
1
d a y ,
a n d
f r e s h .
Th e
p l a t e s
were
a c c u m u l a t e d
u n t i l
t h e
s t o r a g e
a n d
p r e p a r a t i o n s
were
com-
p l e t e ,
a t
w h i c h
t i m e
a l l were
i n o c u l a t e d
i n
t r i p l i c a t e
w i t h
on e
c u l t u r e
a n d
i n
d u p l i c a t e
or
t r i p l i c a t e
w i t h a
s e c o n d c u l t u r e .
T h e
m e d i a
were
t h e n i n c u b a t e d
a n d
r e a d
i n
p a r a l l e l .
Wh en
t e s t
m e d i a were
f r e s h l y
p r e p a r e d
w i t h
f r e s h
d r u g
s o l u t i o n ,
t h e y
c o n t a i n e d
t h e
d r u g
c o n c e n t r a t i o n s
l i s t e d i n
T a b l e 3 .
I f a
c h a n g e
i n t h e
amount o f
d r u g - r e s i s t a n t
g r o w t h
o f
any
s t r a i n
i n d i c a t e d
t h a t a n t i m i c r o b i a l
a c t i v i t y
h a d b e e n l o s t
a t
any
d r u g c o n c e n t r a t i o n ,
t h e
i n s t a b i l i t y
i s
l i s t e d i n
t h i s
r e p o r t
e v e n i f on e or more
o t h e r
s t r a i n s u s e d
i n
t h e
same t e s t
s h o w e d
no
c h a n g e
a t
t h e same
or
any o t h e r d r u g
c o n c e n t r a -
t i o n .
I f t h e r e
was l o s s
o f
d r u g
a c t i v i t y
f r o m
d r u g - c o n t a i n i n g
m e d i u m ,
w h i c h was
d e m o n s t r a t e d b y
more t h a n on e s t r a i n ,
or more
t h a n
on e
d r u g
c o n c e n t r a t i o n
was
i n v o l v e d ,
t h e
r e s u l t
s h o w i n g
t h e s t r o n g e s t
e v i d e n c e o f
d e t e r i o r a t i o n
( i . e . ,
t h e
h i g h e s t
c o n c e n t r a t i o n
o f d r u g w h i c h
s h o w e d t h e g r e a t e s t
l o s s )
i s
l i s t e d .
M y c o b a c t e r i a l
s t r a i n s . A l l m i c r o b i o l o g i c
assays were
per-
f o r m e d w i t h t h r e e c o n c e n t r a t i o n s o f d r u g
a n d M. t u b e r c u l o -
s i s H37Rv
( s t r a i n
f r o m
S . F r o m a n ;
a f t e r a c q u i s i t i o n ,
ATCC
9 3 6 0 )
i n
t r i p l i c a t e q u a d r a n t
p l a t e s
a n d
w i t h one or more o f
t h e
f o l l o w i n g
l e s s
s u s c e p t i b l e
s t r a i n s
i n
d u p l i c a t e or t r i p l i c a t e
q u a d r a n t
p l a t e s :
M. t u b e r c u l o s i s
ACHD- C ( f r o m S .
B a b a ) ,
L A - 4 0
a n d
L A - 1 0 7
( f r o m C . L a w r e n c e ) ,
W-81
( f r o m
J .
E d w a r d s ) ,
MDL
4 7 5 1 , 6 3 8 0 ,
a n d 8 0 9 8 ;
M.
k a n s a s i i
2 3 4 1 ;
M.
s c r o f u l a c e u m 7 6 7 7 ,
MSP
1 0 ,
a n d MSP
2 7 ;
a n d
B a t t e y - a v i u m -
TABLE 4 .
S o l u t i o n s
f o u n d
s t a b l e d u r i n g
a l l
1 - y e a r
p e r i o d s
Drug
o l u t i o n e
S t o r a g e t e m p
N o . o f s u c c e s s i v e
y r
D r u g
solutlonsa
( O C )
i n s t u d y b
0 . 0 2
INH
3 - 7 2 5
0 . 2
PAS
3 - 7
2 3 ( u s a g e d i s c o n t i n u e d )
0 . 5 EMB
3 - 7
2 0
0 . 0 5
ETA
H C I
- 2 0
4
( p r o d u c t d i s c o n t i n u e d )
0 . 0 5
ETA b a s e i n EG
3 - 7 1 8
0 . 0 5
KM - 2 0 2 2
0 . 0 5
VIO
- 2 0
1 1 ( u s a g e d i s c o n t i n u e d )
0 . 1
CM
- 2 0 1 7
a
C o n c e n t r a t i o n s
( w t / v o l ) p e r p o t e n c y
i n f o r m a t i o n , e x c l u d i n g
t h e w e i g h t s
o f
t h e
s a l t s .
b
Number o f
s u c c e s s i v e
y e a r s t h r o u g h o u t
w h i c h s o l u t i o n s p r e p a r e d
a t t h e
b e g i n n i n g
o f
a n y
g i v e n
y e a r
w e r e
f o u n d
t o
s t i l l b e s t a b l e a t
t h e
e n d o f
t h a t y e a r
( i . e . ,
s u c c e s s i o n
was
n o t b r o k e n b y a n y u n s t a b l e b a t c h ) .
s w i n e
c o m p l e x
2 8 4 .
T h e
o r g a n i s m s
w e r e c u l t u r e d
a n d
t h e
i n o c u l u m
was
p r e p a r e d
a s d e s c r i b e d p r e v i o u s l y
( 4 ) .
7 H 1 0 .
T h e
c o m p o n e n t s
o f 7 H 1 0
w e r e
o b t a i n e d
c o m m e r -
c i a l l y .
M i d d l e b r o o k 7 H 1 0
A g a r B a s e ( D i f c o )
was u s e d
t h r o u g h o u t .
T h e
a g a r was
s u p p l e m e n t e d
w i t h
1 0
OADC
e n r i c h m e n t ( D i f c o )
a n d 0 . 5 g l y c e r o l ( r e a g e n t - g r a d e
l o t s
f r o m
B a k e r A d a m s o n ;
F i s h e r ;
M a l l i n c k r o d t ;
M a t h e s o n ,
C o l e m a n
B e l l ;
a n d S p e c t r u m ) .
A l l
s u c c e s s i v e l o t s
o f
c o m p o n e n t s
w e r e c h e c k e d
b y q u a l i t y
c o n t r o l
p r o c e d u r e s ( 4 ) ;
o n l y
t h o s e
f o u n d
t o b e
c o m p a r a b l e
t o
p r e v i o u s
a c c e p t a b l e
l o t s w e r e u s e d .
RESULTS
F r e s h l y
p r e p a r e d d r u g
s o l u t i o n s
a n d t h o s e
s t o r e d
f o r
p e r i o d s
o f
u p
t h r o u g h
1
y e a r
w e r e
a s s a y e d
i n
p a r a l l e l .
No
d e t e r i o r a t i o n
was d e t e c t e d
i n
EMB,
ETA i n
E G , I N H ,
o r
PAS
s o l u t i o n s
a t
3 t o
7 C
o r
i n
CM,
ETA
H C l ,
KM,
o r VIO
s o l u t i o n s
a t
- 2 0 C
s t o r e d
f o r
1 - y e a r
p e r i o d s
a t
a n y
t i m e
d u r i n g
o u r
s t u d i e s ,
a s
l i s t e d i n
T a b l e
4 . ETA
H C l ,
KM,
a n d
VIO
s o l u t i o n s
s t o r e d f o r
1
y e a r
a t
3
t o
7 C
w e r e
a l s o
s t a b l e .
D u r i n g
2 5 s u c c e s s i v e
y e a r s
o f
o b s e r v a t i o n s ,
t h e r e
was
o n e
i n s t a n c e
o f
c h a n g e
i n
SM
s t o c k s o l u t i o n s
s t o r e d a t
3 t o
7 C :
t h e
a s s a y
was 0 . 1 9
w h e n f r e s h
a n d
0 . 1 6
a t 1
y e a r
w i t h a n
e s t i m a t e d
e x p e r i m e n t a l
e r r o r o f
0 . 0 1 % .
T h a t c h a n g e
i n
SM
was a l s o d e t e c t e d
b y m i c r o b i o l o g i c
m e t h o d s
a n d was c a t e -
g o r i z e d
a s
m i n o r
when
we u s e d s t r a i n H37Rv
w i t h a n i n i t i a l
c o n c e n t r a t i o n
o f
0 . 4
p , g
o f SM
p e r
m l .
H o w e v e r ,
n o l o s s o f
a c t i v i t y
c o u l d b e
d e m o n s t r a t e d a t t h e
d i a g n o s t i c
t e s t i n g
c o n c e n t r a t i o n
o f
2
p g / m l
w i t h
H37Rv o r
a n y
o f f o u r o t h e r
s t r a i n s .
CS s o l u t i o n s
s t o r e d
a t
- 2 0 C
g a v e
a l t e r e d
s p e c t r a l
c h a r -
a c t e r i s t i c s a f t e r
1
m o n t h .
T h i s
o b s e r v a t i o n
was
m a d e w i t h
t w o d i f f e r e n t
l o t s o f m a n u f a c t u r e r ' s s e a l e d
a m p o u l e
s t a n -
d a r d s .
C a l c u l a t i o n s
f r o m
r e a d i n g s
a t
t h e
a b s o r p t i o n
m a x i -
m um
o f
2 2 6
nm a t
s a m p l i n g
i n t e r v a l s t h r o u g h
1 y e a r
a r e
p r e s e n t e d
i n
T a b l e
5 .
By
m i c r o b i o l o g i c m e t h o d s
t h e c h a n g e
TABLE 5 .
S p e c t r o p h o t o m e t r i c
a s s a y s
o f 0 . 1
CS s o l u t i o n s
s t o r e d a t
- 2 0 ' C
C o n c n
( ) a f t e r
t h e
f o l l o w i n g
s t o r a g e
p e r i o d :
L o t
None 1
m o
3 m o 6
m o
1
y r
A 0 . 1 0 0
0 . 0 9 6
0 . 0 8 8
0 . 0 8 4
0 . 0 7 9
B 0 . 1 0 7
0 . 1 0 0
0 . 1 0 0
0 . 0 8 8 0 . 0 9 1
A N T i m I C R O B . AGENTs C H E M O T H E R .
-
7/21/2019 ANTIMICROBIAL_drug stability.pdf
4/5
ANTIMYCOBACTERIAL
DRUG
STABILITY
2 4 0 1
TABLE 6 . EMB a c t i v i t y
i n
s t o r e d 7 H 1 0
t e s t e d
w i t h
t w o M.
t u b e r c u l o s i s s t r a i n s
Avg c o l o n y c o u n t
a f t e r
s t o r a g e
a t
t h e
f o l l o w i n g
t e m p e r a t u r e :
S t r a i n
3 - 7 C 3 7 C
a n d 3-rc
3 7 C
s t o r a g e
I n i t i a l EMB c o n c n
I n i t i a l EMB c o n c n
p e r i o d
0
1
l g / m l
2
I L g / m l
4
p g / m l
0 1
g / m l
2
, g / m l
4
, u g / m l
H37Rv
None
AC
( - 2 0 0 )
8 9
3 9
( m )
1 0
( s
a n d
p )
AC
( - 2 0 0 )
8 7 5 1
( m )
5
( s )
1
d a y
AC
( - 2 0 0 )
1 1 9 4 8
( m )
1 0
( p )
AC
( - 2 0 0 )
1 3 9 7 9 2 3
( s )
2 d a y s
AC
( - 2 0 0 )
1 1 5
5 0
( m )
8
( s )
AC
( - 2 0 0 )
AC
( t h i n )
9 9 3 2
( m
a n d
s )
4
d a y s
AC
( - 2 0 0 )
7 2
3 6
( m )
9
( s )
AC
( - 2 0 0 )
AC
1 8 9 1 0 2
( m )
1 wk
AC ( - 2 0 0 )
1 2 6
4 4
( m )
6
( s
a n d
p )
AC ( - 2 0 0 )
AC AC AC ( t h i n )
2 wk
AC ( - 2 0 0 )
1 2 9
4 3
( m )
1 5
( s )
AC
( - 2 0 0 )
AC AC
AC
4wk
AC ( - 2 0 0 )
1 0 9
6 1
( m )
1 5
( s )
AC
( - 2 0 0 )
AC AC AC
LA40
None 1 9 3
4 0
( m )
2 0
( s )
0
2 1 1 4 8
( m )
2 7
( s )
1
( p )
1
d a y
2 1 7 4 9
( m ) 1 6 ( s )
1 ( p )
2 3 5 6 6 ( m )
2 6 ( s ) 5
( p )
2
d a y s
2 1 1
5 0
( m )
1 7
( s ) 1 ( p )
2 3 1
1 0 5
4 2
( m )
9
( s )
4
d a y s
2 4 2 6 4
( m )
2 0
( s )
0 1 9 0
1 8 0 9 4
( m )
2 8
( s )
1
wk 2 0 1 8 9
( m )
1 3
( s )
0 2 3 6
- 2 0 0
- 2 0 0
7 9
2 wk
2 3 6
5 4
( m )
1 6
( s )
2
( p )
2 3 6 - 2 0 0
- 2 0 0 - 2 0 0
4wk 2 0 8
5 7
( m )
2 7
( s )
0 - 2 0 0 - 2 0 0 - 2 0 0
- 2 0 0
-
A C ,
a l m o s t
c o n f l u e n t
g r o w t h ;
c o l o n i e s w e r e
r e l a t i v e l y l a r g e
u n l e s s
n o t e d
a s
m e d i u m
( m ) ,
s m a l l ( s ) ,
o r
p i n p o i n t
( p ) .
was
m i n or a t
3
m o n t h s a n d
m o d e r a t e a t
1
year,
o b s e r v e d
a t
a
c o n c e n t r a t i o n o f
1 0
, u g / m l
i n 7 H 1 0 .
P r e l i m i n a r y
t r i a l s
w i t h DMF s o l u t i o n s o f
1
RMP a t 3 t o
7 C
s h o w e d
m i n o r
d e t e r i o r a t i o n
a t 4
m o n t h s .
A 5
s o l u t i o n
s h o w e d some
p r e c i p i t a t i o n
a t
1
m o n t h . T h e DMF a t t a c k e d
t h e
caps.
When D M F - s o l u b i l i z e d
RMPwas d i l u t e d
i n
warm
d i s t i l l e d w a t e r
a n d
s t o r e d ,
a
p r e c i p i t a t e
f o r m e d .
S t a b i l i t y
s t u d i e s
on
RMP
s o l u t i o n s
we r e
n o t
p u r s u e d .
Each t i m e t h a t
RMP
medium was
m a d e ,
a
f r e s h
DMF
s o l u t i o n
was
pre-
p a r e d ,
d i l u t e d
i n
warm d i s t i l l e d w a t e r , a n d a d d e d
i m m e d i -
a t e l y
t o t h e m e d i u m .
T h e
s t a b i l i t i e s o f
t h e
p r e p a r e d d r ug m e d i a
a t
3 7 C
we r e
t e s t e d i n
p a r a l l e l
w i t h
m e d i a
s t o r e d
a t
3
t o
7 C a n d f r e s h
m e d i a
t o
a s c e r t a i n t h e
p o t e n t i a l
i n f l u e n c e
o f d r u g
d e t e r i o r a -
t i o n
d u r i n g
i n c u b a t i o n o f
d i a g n o s t i c
t e s t s .
No
d e t e r i o r a t i o n
was d e t e c t e d
i n
CM, K M,
or
VIO
medium f o l l o w i n g
4
w e e k s o f s t o r a g e a t 3 t o 7
or
3 7 C .
No
d e t e r i o r a t i o n was
d e t e c t e d
i n
ETA,
P A S , or SM
medium f o l l o w i n g
4
w e e k s o f s t o r a g e
a t
3
t o
7 C ,
b u t
d e t e r i o r a t i o n was
seen a t
3 7 C ,
as f o l l o w s :
5
t g
o f ETA pe r
m l
l o s t h a l f o f i t s
a c t i v i t y
i n
1
w e e k ;
d e t e r i o r a t i o n o f
0 . 1
, u g
o f
P AS
pe r
m l was
m i n o r
a t
4
w e e k s ;
d e t e r i o r a t i o n
o f
2
p , g
o f
SM
pe r
m l was m i n o r
a t 4 w e e k s .
An
e x a m p l e
o f
t h e
t e s t
d a t a
i s
g i v e n
f o r
EMB
i n
T a b l e
6 ,
s h o w i n g
m i n o r
( i f
a n y )
d e t e r i o r a t i o n
i n 4
weeks
a t 3 t o
7 C
b u t t h e l o s s o f
a p p r o x i m a t e l y
h a l f o f
i t s
a c t i v i t y
i n 2
t o
4
d a y s
a t 3 7 0 C .
Medium
c o n t a i n i n g
INH
a t
0 . 1
p , g / m l
s h o w e d
a
m i n o r
c h a n g e
a t
3
t o
7 C
i n
2 t o 4
w e e k s
a n d l o s t h a l f
o f i t s
a c t i v i t y
a t
3 7 0 C i n 1 t o
2
w e e k s .
Medium
c o n t a i n i n g
RMP a t 0 . 5
, u g / m l
s h o w e d
m i n o r
( i f a n y ) c h a n g e
i n 2
t o 4 weeks a t
3
t o 7 0 C b u t
l o s t h a l f o f i t s
a c t i v i t y
i n 2 w e e k s a t 3 7 0 C .
Medium
c o n t a i n i n g
CS
a t
1 0
p g / m l
showed
m i n o r
c h a n g e
i n 2 t o
4
weeks
a t 3
t o
7 0 C
b u t l o s t h a l f
o f
i t s
a c t i v i t y
i n
4
t o 7
d a y s
a t
3 7 0 C .
These
r e s u l t s
ar e s u m m a r i z e d
i n
T a b l e
7 .
DISCUSSION
S t a b i l i t y
r e s u l t s f r o m t h e
o r i g i n a l 1 - y e a r
s t o r a g e p e r i o d
o f
s o l u t i o n s
o f
e a c h
d r u g
i n d i c a t e d
t h a t s u c h
s t o r a g e
was
s a t i s f a c t o r y
f o r
m o s t
o f t h e
a g e n t s ,
n o t w i t h s t a n d i n g
m o r e
c o n s e r v a t i v e
r e c o m m e n d a t i o n s
( 2 ,
5 ,
8 ,
1 1 ) . O u r r e g i m e n
f o r
c l e a n s i n g
g l a s s w a r e
a n d
o t h e r m a t e r i a l s
m ay
h a v e c o n t r i b -
u t e d t o
o u r f a v o r a b l e r e s u l t s . F r o z e n s t o r a g e was
c h o s e n f o r
ETA,
KM,
a n d VIO
s o l u t i o n s
a n d o t h e r d r u g s
i n v e s t i g a t e d
l a t e r ,
b e c a u s e t h e i n f r e q u e n c y
o f t h e i r u s e m a d e i t f e a s i b l e t o
a d o p t
o n
a r o u t i n e
b a s i s
f r o z e n
s t o r a g e o f s i n g l e - u s e v i a l s .
S o l u t i o n s t a b i l i t y c o n t i n u e d
t o b e
s e e n
t h r o u g h o u t
t h e s t u d y
p e r i o d ,
w i t h
1 - y e a r - o l d
s o l u t i o n s
g i v i n g
t h e
s a m e
r e s u l t s
a s
f r e s h s o l u t i o n s , e v e n t h o u g h d r u g s
n o l o n g e r u n d e r p a t e n t
w e r e o b t a i n e d
f r o m v a r i o u s s o u r c e s f r o m y e a r t o y e a r
( T a b l e
1 ) .
T h e
o n e
i n s t a n c e o f
m i n o r
l o s s o f SM
a c t i v i t y
r e m a i n s
u n e x p l a i n e d ;
n o d i f f e r e n c e s
i n
t h e s u p p l i e s o r t e c h n i q u e s
w e r e a p p a r e n t i n r e t r o s p e c t ,
b u t d e l e t e r i o u s m a t e r i a l ( s )
( i n
TABLE 7 . L o s s
o f a n t i m y c o b a c t e r i a l a c t i v i t y
i n
7 H 1 0 s t o r e d
f o r
4
w e e k s
L o s s o f
a c t i v i t y
a t t h e f o l l o w i n g
s t o r a g e t e m p ( C )
D r u g
3 - 7
3 7
CM
None None
C S
M i n o r
i n
2 - 4 wk
H a l f '
i n 4 - 7
d a y s
EMB
M i n o r o r
n o n e i n 4 wk
H a l f
i n
2 - 4
d a y s
ET A None
H a l f
i n 1 wk
INH M i n o r
i n
2 - 4
wk
H a l f
i n
1 - 2
wk
KM
None None
PAS
None M i n o r
i n 4 wk
RMP M i n o r o r
n o n e i n
4 wk H a l f
i n
2 wk
SM
None
M i n o r i n
4 wk
VIO
None
None
a
M i n o r l o s s
e v i d e n c e d
b y ( i )
i n c r e a s e d
n u m b e r s
o f
c o l o n i e s on
d r u g -
c o n t a i n i n g
m e d i u m
( t h i s
i n c r e a s e
w o u l d
h a v e c a u s e d
a
d i a g n o s t i c
t e s t
r e p o r t
c h a n g e
f r o m
s u s c e p t i b l e
t o
p a r t i a l l y
r e s i s t a n t
o r
f r o m
p a r t i a l l y
r e s i s t a n t
t o
r e s i s t a n t )
o r
( i i )
i n c r e a s e d s i z e o f c o l o n i e s
f r o m s m a l l
t o
m e d i u m ,
o r m e d i u m
t o
l a r g e ,
e t c .
( s u c h
i n c r e a s e s
were l e s s
t h a n w o u l d
h a v e
b e e n
s e e n i f h a l f o f t h e
a c t i v i t y
h a d b e e n
l o s t ) .
b
L o s s
o f
h a l f
o f
t h e
a c t i v i t y p r e s e n t
i n
f r e s h
m e d i u m ,
a s
e v i d e n c e d
b y
g r o w t h
o n s t o r e d
m e d i u m o f c o l o n i e s
s i m i l a r
i n
n u m b e r s
a n d s i z e t o
t h e
g r o w t h
o n
f r e s h
m e d i u m
i n w h i c h
h a l f
a s
much
d r u g
s o l u t i o n
h a d b e e n
i n c o r p o r a t e d .
S e e
t e x t
f o r a d d i t i o n a l
e x p l a n a t i o n .
V O L .
3 6 ,
1 9 9 2
-
7/21/2019 ANTIMICROBIAL_drug stability.pdf
5/5
2 4 0 2 GRIFFITH AND BODILY
t h a t
l o t
o f SM, t h e c l o s u r e s , o r o u r d i s t i l l e d
w a t e r
l i n e ) w h i c h
w e r e
n o t d e t e c t e d
i n
r o u t i n e s p e c t r o p h o t o m e t r i c
o r m i c r o b i -
o l o g i c
a s s a y s m ay h a v e b e e n p r e s e n t . H o w e v e r , a t n o
t i m e
d u r i n g
t h e
y e a r ' s
d i a g n o s t i c t e s t i n g
d i d
t h e d r u g - s u s c e p t i b l e
s t r a i n
H37Rv p r o d u c e g r o w t h o n
SM m e d i u m , n o r w e r e a n
u n u s u a l n u m b e r o f s t r a i n s f r o m
u n t r e a t e d p a t i e n t s
r e s i s t a n t
o n
SM m e d i u m .
CS
s o l u t i o n s
w e r e
n o t
s u f f i c i e n t l y s t a b l e
u n d e r
t h e c o n d i -
t i o n s
o f
o u r
s t u d y
f o r u s t o c o n s i d e r
d i s t r i b u t i n g
t h e m .
F u r t h e r e x p e r i m e n t a l t e s t i n g i n
t h i s
l a b o r a t o r y u s e d l y o p h i -
l i z e d a m p o u l e s o f
CS w h i c h
w e r e
d i s s o l v e d
i m m e d i a t e l y
b e f o r e i n c o r p o r a t i o n
i n t o
m e d i u m ;
r o u t i n e
d i a g n o s t i c t e s t i n g
w a s n o t p u r s u e d f o r
o t h e r
t e c h n i c a l
r e a s o n s .
T h e s t a b i l i t y
o f
p r e p a r e d s u s c e p t i b i l i t y
t e s t i n g
m e d i a
s t o r e d a t 3
t o
7 C
f o r 1
m o n t h was c o n s i d e r e d
a c c e p t a b l e b y
t h e c o o p e r a t i n g l a b o r a t o r i e s , d e s p i t e
t h e
m i n o r l o s s e s o f
a c t i v i t y
s e e n
i n
INH a n d
C S , a n d
p e r h a p s
i n
EMB
a n d
RMP
( f o r
w h i c h b o r d e r l i n e r e s u l t s
w e r e
o b t a i n e d ) .
P r e p a r e d m e d i a s t o r e d a t 3 7 C f o r i n v e s t i g a t i o n
o f
t h e
s t a b i l i t y
o f d r u g s
d u r i n g
i n c u b a t i o n f o r d i a g n o s t i c
s u s c e p t i -
b i l i t y
t e s t s
y i e l d e d
some
i n t e r e s t i n g
i n f o r m a t i o n . D e t e r i o r a -
t i o n
o f SM
a n d P AS
i n
7 H 1 0
was m i n o r a t
4
w e e k s
a t
3 7 C ;
t h e
i n f l u e n c e
o f
d r u g
b r e a k d o w n
o n
SM
a n d
PAS
d i a g n o s t i c
t e s t r e s u l t s
c a n
b e
a s s u m e d
t o b e
n e g l i g i b l e .
H o w e v e r ,
l o s s
o f
d r u g
a c t i v i t y i n m e d i u m
c o n t a i n i n g
I N H , EMB, RMP,
ETA, o r CS
a t
3 7 C
s u g g e s t s
t h a t
o b s e r v a t i o n o f
v e r y
s m a l l
o r
l a t e - a p p e a r i n g
c o l o n i e s
o n
t h o s e
m e d i a
m ay
n o t
i n d i c a t e
c l i n i c a l l y s i g n i f i c a n t
r e s i s t a n c e , e s p e c i a l l y
when c o l o n i e s
f r o m
t h e
s a m e i n o c ul u m
o n
d r u g - f r e e
c o n t r o l m e d i u m
w e r e
s m a l l
o r l a t e
a p p e a r i n g .
U n f o r t u n a t e l y ,
s p e c t r o p h o t o m e t r i c
a n a l y s e s
o f
d r u g
c o n -
t e n t c o u l d n o t b e
p e r f o r m e d
o n
p r e p a r e d
s u s c e p t i b i l i t y
t e s t
m e d i a ,
b e c a u s e
t h e
e x p e r i m e n t a l
e r r o r
a s s o c i a t e d w i t h e x -
t r a c t i o n
p r o c e d u r e s
was f o u n d
t o b e t o o
l a r g e .
C o n v e n t i o n a l
a n t i m i c r o b i a l
a s s a y
m e t h o d s ,
w h i c h
d e p e n d
o n z o n e s o f
i n h i b i t i o n
a r o u n d
p l u g s
o f
t h e a g a r b e i n g
a s s a y e d ( 9 ) ,
w e r e
f o u n d
t o
b e u n s u i t a b l e
f o r
o u r
m a t e r i a l s .
A f t e r o u r s t u d i e s
w e r e
u n d e r
w a y ,
a
v e r t i c a l d i f f u s i o n
m e t h o d
f o r
t h e
m i c r o -
b i o l o g i c
a s s a y
o f
a n t i m y c o b a c t e r i a l
s o l u t i o n s
was
p u b l i s h e d
( 1 0 ) ,
b u t
i t d i d
n o t a p p e a r
t o o f f e r
g r e a t e r p r e c i s i o n
t h a n t h e
t e c h n i q u e s
d e s c r i b e d
i n t h i s
r e p o r t .
D e s p i t e
t h e
i n a b i l i t y
o f o u r
m i c r o b i o l o g i c
m e t h o d t o
a s s a y
p r e c i s e l y
t h e a m o u n t o f
d r u g a c t i v i t y
l o s t u n d e r
s p e c i f i e d
c o n d i t i o n s ,
i t
p r o v i d e d
s e m i q u a n t i t a t i v e
i n d i c a t i o n s
o f
c h a n g e s
w h e r e v e r
t h e y
e x i s t e d . T h a t
i n f o r m a t i o n
was
t h e n
d i r e c t l y
a p p l i c a b l e
t o r o u t i n e
d i a g n o s t i c
t e s t i n g .
T h e
m e t h o d
h a s b e e n f o u n d t o b e
a p p r o p r i a t e
f o r o t h e r
q u a l i t y
c o n t r o l
a c t i v i t i e s ,
i n c l u d i n g s c r e e n i n g
new
l o t s o f
d r u g - i m p r e g n a t e d
d i s c s a n d
c o m p o n e n t s
o f
7 H 1 0 .
T h e
m e t h o d
s h o u l d a l s o b e
u s e f u l i n
e x a m i n i n g
t h e i n t e r a c t i o n s o f
ne w
a n t i m y c o b a c t e -
r i a l
d r u g s
w i t h t h e r e s i s t a n t s t r a i n s
e m e r g i n g t o d a y .
ACKNOWLEDGMENTS
S t r a i n s
o f
M. t u b e r c u l o s i s w e r e f u r n i s h e d
b y
S e i k o
B a b a ,
A l a m e d a
C o u n t y H e a l t h D e p a r t m e n t ;
J a m e s
E d w a r d s , W e i m a r
S a n i t a r i u m ; S e y m o u r F r o m a n , O l i v e
V i e w
H o s p i t a l ;
a n d
C a r l
L a w r e n c e , L o s A n g e l e s
C o u n t y
H e a l t h
D e p a r t m e n t .
J a m e s C h a n
d e v e l o p e d
t h e
m e t h o d o l o g i e s
f o r
s p e c t r o p h o t o m e t r i c
a n a l y s e s ; a d -
d i t i o n a l
a s s a y s
w e r e
p e r f o r m e d b y J a m e s F e r g u s o n , J a m e s C h e n g ,
F r e d
S e t o , B e n l e y
N o b e , J o s e p h S c h l o t t h a u e r , a n d F l o r e n c e T o r b a .
T h e
o r i g i n a l d r u g
s o l u t i o n s , a l l b a s a l m e d i a , g l a s s w a r e , a n d s t e r i l -
i z a t i o n s e r v i c e s
w e r e
p r o v i d e d
b y
o u r
C e n t r a l
L a b o r a t o r y
S e r v i c e s .
M i c r o b i o l o g i c a l a s s a y s a n d s t o c k
s o l u t i o n
p r e p a r a t i o n s
w e r e c o n t i n -
u e d
b y
Y v o n n e J a n g , M a r t h a F l o r e s ,
L i n d a
G u t h e r t z ,
a n d J a n i c e
L o p e z .
T e c h n i c a l
a s s i s t a n c e
w a s
p r o v i d e d
b y E d n a K o m e n a k a ,
G i l b e r t
B r a h m s ,
a n d
Wynn T a m u r a . S e c r e t a r i a l s e r v i c e s w e r e
f u r n i s h e d
b y
AnnaMae
D o r r y
a n d
L u - A n n D o d g e . S u g g e s t i o n s o n
t h e
m a n u s c r i p t
w e r e
g i v e n b y E l e a n o r F o r d . To
a l l
o f t h e
a b o v e
we
o f f e r
2 5
y e a r s
o f a p p r e c i a t i o n .
REFERENCES
1 .
C a n e t t i ,
G . ,
N .
R i s t ,
a n d
J .
G r o s s e t . 1 9 6 2 . M e a s u r e m e n t o f
s e n s i t i v i t y
o f t h e
t u b e r c u l o u s
b a c i l l u s
t o
a n t i b a c i l l a r y
d r u g s b y
t h e
m e t h o d o f p r o p o r t i o n .
M e t h o d o l o g y , r e s i s t a n c e
c r i t e r i a ,
r e s u l t s a n d i n t e r p r e t a t i o n . R e v . T u b e r c . P n e u m o n o l . 2 7 : 2 1 7 -
2 7 2 . ( I n F r e n c h . )
2 .
D a v i d
H .
L .
1 9 7 6 .
B a c t e r i o l o g y o f t h e m y c o b a c t e r i o s e s , p .
1 6 2 .
P u b l i c a t i o n
C DC
7 6 - 8 3 1 6 . U . S .
D e p a r t m e n t
o f H e a l t h ,
E d u c a -
t i o n ,
a n d
W e l f a r e .
U . S .
G o v e r n m e n t
P r i n t i n g
O f f i c e ,
W a s h i n g -
t o n , D . C .
3 .
G r i f f i t h ,
M . , M.
L .
B a r r e t t ,
H . L .
B o d i l y ,
a n d
R .
M.
W o o d .
1 9 6 7 .
D r u g s u s c e p t i b i l i t y
t e s t s
f o r
t u b e r c u l o s i s u s i n g
d r u g
i m p r e g -
n a t e d d i s k s . Am . J . C l i n .
P a t h o l . 4 7 : 8 1 2 - 8 1 7 .
4 .
G u t h e r t z ,
L .
S . ,
M. E .
G r i f f i t h ,
E .
G . F o r d , J .
M.
J a n d a ,
a n d
T . F . M i d u r a . 1 9 8 8 .
Q u a l i t y
c o n t r o l o f
i n d i v i d u a l
c o m p o n e n t s
u s e d i n M i d d l e b r o o k 7 H 1 0
m e d i u m
f o r m y c o b a c t e r i a l
s u s c e p t i -
b i l i t y t e s t i n g .
J . C l i n .
M i c r o b i o l . 2 6 : 2 3 3 8 - 2 3 4 2 .
5 . K e n t ,
P .
T . ,
a n d G .
P .
K u b i c a . 1 9 8 5 .
P u b l i c
h e a l t h
m y c o b a c t e -
r i o l o g y :
a
g u i d e
f o r t h e l e v e l
I I I
l a b o r a t o r y ,
p .
1 5 9 - 1 8 4 . P u b l i -
c a t i o n C DC
8 6 - 8 2 3 0 .
U . S .
D e p a r t m e n t
o f H e a l t h
a n d
Human
S e r v i c e s .
C e n t e r s
f o r
D i s e a s e
C o n t r o l ,
A t l a n t a .
6 .
K u b i c a ,
G .
P . ,
a n d
W. E .
D y e .
1 9 6 7 .
D r u g
s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g ,
p . 4 7 - 5 5 .
I n
L a b o r a t o r y
m e t h o d s
f o r
c l i n i c a l
a n d p u b l i c
h e a l t h
m y c o b a c t e r i o l o g y .
P u b l i c
H e a l t h
S e r v i c e
p u b l i c a t i o n
1 5 4 7 .
U . S .
D e p a r t m e n t
o f
H e a l t h , E d u c a t i o n ,
a n d W e l f a r e . U . S . G o v e r n -
m e n t
P r i n t i n g O f f i c e ,
W a s h i n g t o n ,
D . C .
7 .
M i d d l e b r o o k ,
G . ,
a n d
M. L . C o h n . 1 9 5 8 . B a c t e r i o l o g y
o f t u b e r -
c u l o s i s :
l a b o r a t o r y
m e t h o d s . Am .
J .
P u b l i c H e a l t h 4 8 : 8 4 4 - 8 5 3 .
8 .
N a t i o n a l C o m m i t t e e f o r C l i n i c a l
L a b o r a t o r y
S t a n d a r d s .
1 9 9 1 .
A n t i m y c o b a c t e r i a l
s u s c e p t i b i l i t y
t e s t i n g : s u s c e p t i b i l i t y t e s t i n g
f o r
M y c o b a c t e r i u m
t u b e r c u l o s i s , p .
5 .
D o c u m e n t
M 2 4 - P ,
v o l .
1 0 ,
n o .
1 0 .
N a t i o n a l C o m m i t t e e f o r
C l i n i c a l
L a b o r a t o r y
S t a n -
d a r d s , V i l l a n o v a ,
P a .
9 .
R y a n ,
K .
J . ,
G . M.
N e e d h a m ,
C . L .
D u n s m o o r ,
a n d
J .
C .
S h e r r i s .
1 9 7 0 .
S t a b i l i t y
o f
a n t i b i o t i c s a n d
c h e m o t h e r a p e u t i c s
i n
a g a r
p l a t e s .
A p p l .
M i c r o b i o l .
2 0 : 4 4 7 4 5 1 .
1 0 .
S t o t t m e i e r ,
K .
D . ,
C .
L . W o o d l e y , G .
P .
K u b i c a , a n d R . E . B e a m .
1 9 6 7 . A
s i m p l e
b i o l o g i c a l
m e t h o d f o r d e t e r m i n a t i o n o f
s m a l l
a m o u n t s o f t u b e r c u l o s t a t i c
a g e n t s
i n
f l u i d s . B u l l . W.H.O. 3 7 :
9 6 1 - 9 6 6 .
1 1 . V e t e r a n s
A d m i n i s t r a t i o n - A r m e d
F o r c e s C o o pe r a t i ve S t u d y o n
t h e
C h e m o t h e r a p y
o f
T u b e r c u l o s i s .
1 9 6 2 .
H a n d b o o k
o f
t u b e r c u l o s i s
l a b o r a t o r y
m e t h o d s ,
p .
3 7 . V e t e r a n s
A d m i n i s t r a t i o n ,
W a s h i n g -
t o n ,
D . C .
1 2 .
V e t e r a n s A d m i n i s t r a t i o n - A r m e d F o rc e s C o o p er a t i ve S t u d y
o n
t h e
C h e m o t h e r a p y
o f
T u b e r c u l o s i s . 1 9 6 8 . H a n d b o o k o f t u b e r c u l o s i s
l a b o r a t o r y
m e t h o d s
S u p p l e m e n t
5 : R i f a m p i n
s u s c e p t i b i l i t y t e s t s ,
p .
E 1 - E 2 . V e t e r a n s
A d m i n i s t r a t i o n ,
W a s h i n g t o n ,
D . C .
A N T i m I C R O B . AGENTs
C Y M M O T H E R .