Bazı antibiyotiklerin radyasyona duyarlıklarının ESR yöntemiyle incelenmesi
Loading...
Files
Date
2004
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Atom ve Molekül Fiziği Anabilim Dalı
Abstract
Farmasötiklerin sterilizasyonu için gama ışınları gibi yüksek enerjili iyonize edici radyasyon kullanımı, diğer sterilizasyon yöntemleriyle karşılaştırıldığında yüksek giricilik gücü, paketlenmiş ve ısıya duyarlı ürünlerde uygulanabilirliği gibi avantajlarından dolayı tercih edilmektedir. Ancak gama ışınlarının farmasötiklerin kalitesini etkileyebilecek radyolitik ara ürünler oluşturması radyosterilizasyonun bir dezavantajı olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, sıkça kullanılan sefazolin sodyum (CS) ve sulbaktam sodyum (SS) antibiyotiklerinin radyasyonla sterilize edilip edilemeyeceği araştırıldı. Bu amaca yönelik olarak gama ışınlarına tutulmuş örneklerde oluşan kökçelerin türleri, yapıları ve kinetik özellikleri Elektron Spin Rezonans (ESR) spektroskopisi kullanılarak incelendi. Işınlanmış CS dublet görünümünde bir spektrum verirken SS'nin birçok rezonans tepesine sahip ESR spektrumu verdiği belirlendi. İncelenen örneklerin 0.5-20 mW mikrodalga gücü aralığında doyum davranışları araştırıldı. CS için yedi, SS için ise dört farklı sıcaklıkta yapılan tavlama deneylerinden hesaplanan sönüm parametreleri, spektruma katkı getiren kökçe türlerinin sönüm aktivasyon enerjilerinin hesaplanmasında kullanıldı. Örneklerin 33 gün boyunca düzenli aralıklarla spektrumları kaydedilmek suretiyle oda sıcaklığındaki kökçe sönüm özellikleri araştırıldı. CS örneğinin 90K-350 K SS'nin ise 100K-400 K sıcaklık aralığında deneysel spektrumlarında ortaya çıkan karakteristik rezonans tepeleri ile ilgili sinyal şiddetlerinin sıcaklıkla değişimleri incelendi. Oda sıcaklığı altında tersinir bir şiddet artışı gözlenirken yüksek sıcaklıklarda şiddetteki azalmanın tersinir olmadığı saptandı. Değişik doz değerlerinde ışınlanan örnekler için elde edilen doz-cevap bulgularını açıklamak için farklı fonksiyonlar denendi ve her iki örnek için de doğrusal fonksiyona kare terim eklenerek elde edilen fonksiyonun deneysel sonuçlara en iyi uyumu sağladığı yargısına varıldı. Işınlamadan hemen sonra doz-cevap eğrilerinin doğrusal kısmından yararlanarak radyasyon dozunun CS için %3, SS için ise %4 yanılgı payı ile belirlenebileceği sonucuna varıldı.
Mikrodalga doyum, doz-cevap, oda ve yüksek sıcaklıktaki sönüm bulguları birlikte değerlendirilerek spektrum benzetişim hesapları yapıldı. Bu yolla hesaplanan spektral parametre değerlerinin kullanılmasıyla oluşturulan kuramsal ESR spektrumlarının deneysel spektrumlar ile iyi bir uyum içerisinde oldukları belirlendi. Işınlama ile her iki örnek içerisinde iki farklı türde kökçe oluştuğu ancak CS'nin ve SS'nin bu kökçelerle ilgili radyasyon verimlerinin oldukça düşük olduğu ve dolayısı ile bu antibiyotiklerin radyasyonla sterilizasyonlarının olanaklı olduğu sonucuna varıldı.
Use of ionizing radiation for sterilization of pharmaceutics is preferred because of advantages like high penetrating power, applicability on the packed and heat sensitive products when it is compared with the other sterilization methods. However the formation of radiolytic products by irradiation which may affect the quality of pharmaceutics is one of the disadvantages of this method. In this work, possibility of radiosterilization of commonly used cefazolin sodium (CS) and sulbactam sodium (SS) antibiotics were investigated. For this purpose, characterization of radical species produced in the samples by gamma radiation were examined by using Electron Spin Resonance (ESR) technique. While irradiated CS represent dublet ESR signal, irradiated SS exhibited an ESR spectrum with many resonance peaks. Saturation behaviours of the samples at 0.5-20 mW microwave power range were also studied. Decay parameters calculated from annealing temperatures studies at seven different temperatures for CS and four different temperatures for SS were used to calculate the activation energies of the radicals contributing to ESR spectra. Decay features of radicals at room temperature were investigated over a storage period of 33 days by recording spectra in regular time intervals. Temperature variations of the signal intensities related to the characteristic resonance peaks of spectra were examined in the range of 90K-350 K for CS and 100K-400 K for SS. Although the increase in the signal intensities were reversible at low temperatures, at high temperatures decreases in the intensities were irreversible. Different functions were tried to elucidate experimental dose-response curves obtained for irradiated samples at different dose values and for both sample it was found that, quadratic function described best the experimental results. It was concluded that, irradiation dose can be determined from linear part of the dose-response curves with an accuracy 3% for CS and 4% for SS. Simulation calculations were performed by evaluating the results obtained from microwave power saturation, dose-response curves, decay rates at room and high temperatures for the samples. It was determined that theoretical ESR spectrums formed by using spectral parameters calculated in this way correlated well with experimental spectrums. It was concluded that radiation produced two different radical species in both samples and as the radiation yields of irradiated solid CS and SS were fount to be low and consequently these antibiotics can be sterilized safely.
Use of ionizing radiation for sterilization of pharmaceutics is preferred because of advantages like high penetrating power, applicability on the packed and heat sensitive products when it is compared with the other sterilization methods. However the formation of radiolytic products by irradiation which may affect the quality of pharmaceutics is one of the disadvantages of this method. In this work, possibility of radiosterilization of commonly used cefazolin sodium (CS) and sulbactam sodium (SS) antibiotics were investigated. For this purpose, characterization of radical species produced in the samples by gamma radiation were examined by using Electron Spin Resonance (ESR) technique. While irradiated CS represent dublet ESR signal, irradiated SS exhibited an ESR spectrum with many resonance peaks. Saturation behaviours of the samples at 0.5-20 mW microwave power range were also studied. Decay parameters calculated from annealing temperatures studies at seven different temperatures for CS and four different temperatures for SS were used to calculate the activation energies of the radicals contributing to ESR spectra. Decay features of radicals at room temperature were investigated over a storage period of 33 days by recording spectra in regular time intervals. Temperature variations of the signal intensities related to the characteristic resonance peaks of spectra were examined in the range of 90K-350 K for CS and 100K-400 K for SS. Although the increase in the signal intensities were reversible at low temperatures, at high temperatures decreases in the intensities were irreversible. Different functions were tried to elucidate experimental dose-response curves obtained for irradiated samples at different dose values and for both sample it was found that, quadratic function described best the experimental results. It was concluded that, irradiation dose can be determined from linear part of the dose-response curves with an accuracy 3% for CS and 4% for SS. Simulation calculations were performed by evaluating the results obtained from microwave power saturation, dose-response curves, decay rates at room and high temperatures for the samples. It was determined that theoretical ESR spectrums formed by using spectral parameters calculated in this way correlated well with experimental spectrums. It was concluded that radiation produced two different radical species in both samples and as the radiation yields of irradiated solid CS and SS were fount to be low and consequently these antibiotics can be sterilized safely.
Description
Keywords
Elektron spin rezonansı (ESR), Sterilization, Sterilizasyon, Radiation sterilization, Radyasyonla sterilizasyon, Antibiotic, Antibiyotik, Sulbactam sodium, Sulbaktam sodyum, Cefazolin sodium, Sefazolin sodyum, Electron spin resonance (ESR)
Citation
Yürüş, S. (2004). Bazı antibiyotiklerin radyasyona duyarlıklarının ESR yöntemiyle incelenmesi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Ankara : Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Atom ve Molekül Fiziği Anabilim Dalı.