Hoe wordt een cannabinoïdenanalyse uitgevoerd? - Cannactiva

Hoe wordt een cannabinoïdenanalyse uitgevoerd?

Analyse van cannabinoïden

Heb je je ooit afgevraagd hoe het gehalte CBD, THC en andere cannabinoïden in marihuana of CBD-olie wordt bepaald? In dit artikel leggen we de wetenschap uit achter de methoden waarmee cannabinoïden kunnen worden gekwantificeerd, zoals gaschromatografie, HPLC en massaspectrometrie, en hoe deze technieken samen worden gebruikt om de bestanddelen van cannabis te analyseren.

Inleiding tot de analyse van cannabinoïden

Analyse van cannabinoïden wordt gebruikt voor verschillende doeleinden, zowel therapeutisch als regulerend. Het primaire doel is om de potentie en kwaliteit van cannabisproducten te bepalen, maar het kan ook worden gebruikt om een monster wettelijk te classificeren als “hennep” of “marihuana” op basis van het THC-gehalte. Het is dus een zeer nuttig hulpmiddel voor zowel consumenten als professionals in de cannabisindustrie.

Wat zijn cannabinoïden en hoe worden ze geproduceerd in de plant?

De cannabinoïden zijn een klasse chemische verbindingen die voornamelijk worden aangetroffen in de Cannabis sativa plant . Deze worden gevormd in de trichomen, zeer kleine klierstructuren die voornamelijk worden aangetroffen in de cannabisbloemen van vrouwelijke planten, beter bekend als de marihuanatoppen .

Een bijzonderheid van cannabinoïden is dat ze door de plant worden geproduceerd in hun zure vorm, uitgedrukt met een “A” aan het einde van het acroniem. Daarom zijn enkele van de bekendste zure verbindingen Δ-9-tetrahydrocannabinolzuur (THCA) en cannabidiolzuur (CBDA).

Wanneer cannabinoïden worden verhit, veranderen ze in de neutrale vormen, de cannabinoïden die we allemaal kennen of de meest populaire, zoals tetrahydrocannabinol (THC) y cannabidiol ( CBD ). Dit gebeurt bij opwarming, als kooldioxide(CO2) verloren gaat in een proces dat decarboxylering .

Deze zure en neutrale vormen van cannabinoïden kunnen op verschillende manieren gemeten worden, en in dit artikel zal ik er een aantal uitleggen.

Inzicht in chromatografie: een belangrijk hulpmiddel bij cannabinoïde-analyse

Wat is chromatografie?

Een van de meest gebruikte manieren om cannabinoïden in hun zure en neutrale vorm te meten is chromatografie. Chromatografie is een scheidingstechniek die wordt uitgevoerd in laboratoria met gespecialiseerde apparatuur, waarbij analyten of chemische verbindingen in een monster worden geïsoleerd om ze te identificeren.

Om het beter te begrijpen, kunnen we ons chromatografie voorstellen als een race. Het“spoor” is de stationaire fase, die niet beweegt en waar het mengsel dat we willen analyseren doorheen gaat. De“lopers” zijn de mobiele fase die langs het spoor of de stationaire fase beweegt. Cannabinoïde stoffen bewegen, net als hardlopers, verschillend afhankelijk van hun fysieke eigenschappen: sommige hechten zich meer aan het stationaire materiaal en bewegen langzamer, waardoor ze zich scheiden van stoffen die sneller bewegen(verschillende retentietijd). Hetzelfde geldt voor de gelijkenis van de race: terwijl de lopers over het parcours vooruitgaan, worden ze gescheiden op basis van hun fysieke conditie.

Hoe chromatografie werkt

  1. Monstervoorbereiding: Alle chromatografie begint met een mengsel, dat de mobiele fase wordt. Dit bestaat uit een oplosvloeistof (die vloeibaar of gasvormig kan zijn) en in het geval van marihuana bestaat het mengsel uit cannabisbloemen, de CBD-olieWe kunnen de cannabinoïden identificeren en kwantificeren, die in dit geval cannabinoïden worden genoemd, en we kunnen ook de cannabinoïden in de cannabinoïden identificeren en kwantificeren. analyten. Deze analyten zijn de te analyseren componenten, de verbindingen die worden gescheiden en gemeten tijdens chromatografie. (Dezelfde techniek wordt gebruikt om terpenen, flavonoïden en andere verbindingen te identificeren, maar dit is een verhaal voor een ander artikel).
  2. Injectie: Het monster wordt onder druk door een kolom gecirculeerd die bestaat uit een vast of halfvast materiaal(stationaire fase).
  3. Scheiding: Elk van de monstercomponenten verschilt in stroomsnelheid, grootte en polariteit, wat leidt tot scheiding terwijl ze door de kolom stromen (sommige hechten meer dan andere).
  4. Detectie: Wanneer de afgescheiden componenten de kolom verlaten, gaan ze door een detector die de hoeveelheid van elke component die de kolom verlaat registreert. Dit wordt meestal gedaan door de hoeveelheid ultraviolet licht te meten die elke component absorbeert.
  5. Gegevensanalyse: De afgescheiden componenten worden gedetecteerd en opgeslagen op een computer, die een grafiek genereert die chromatogram wordt genoemd en waarvan de interpretatie een nauwkeurige identificatie en kwantificering van de verschillende aanwezige cannabinoïden mogelijk maakt.
Schematische gaschromatografie
Schematische gaschromatografie

Gaschromatografie: Analyse van cannabinoïden in hun neutrale vorm

Gaschromatografie(GC) gebruikt gas als mobiele fase en de scheiding vindt plaats in een kolom, die een capillaire buis kan zijn. Bij deze techniek is het nodig om verwarmers te gebruiken om een uniform monster langs de capillaire kolom te krijgen.

Gaschromatografie kan cannabinoïden alleen in hun neutrale vorm meten.

Omdat het monster verwarmd moet worden, zorgt GC voor decarboxylering van de cannabinoïden naar hun zure vorm. Daarom kunnen bij het beoordelen van cannabinoïden met deze techniek alleen neutrale cannabinoïden worden beoordeeld, aangezien hitte de zure vormen decarboxyleert. Dit kan een van de nadelen van gaschromatografie zijn.

Hoge prestatie vloeistofchromatografie (HPLC): Meting van cannabinoïden in zure en neutrale vorm

Vloeistofchromatografie maakt gebruik van een vloeibare mobiele fase, waarbij ook een kolom kan worden gebruikt. In de cannabisindustrie is een van de meest gebruikte technieken High Performance Liquid Chromatography (HPLC), waarbij zeer kleine deeltjes onder hoge druk worden samengeperst.

In tegenstelling tot gaschromatografie, hoeft het mengsel bij vloeistofchromatografie niet te worden verhit en kan daarom worden gebruikt om de concentratie van verschillende cannabinoïden te meten, zoals CBD en THC, zelfs in hun zure vorm. Dit maakt het de favoriete analysemethode voor cannabisproducten.

In HPLC worden pompen gebruikt om deze vloeistof onder druk (oplosmiddel), die het te analyseren mengsel bevat, door de HPLC-kolom te leiden. De stroomsnelheid van elk van de monstercomponenten verschilt, wat leidt tot scheiding terwijl het door de kolom stroomt.

Interpretatie van cannabinoïde HPLC-analyseresultaten

De onderstaande figuur toont het resultaat van een cannabinoïdenanalyse met HPLC [1]. Dit type grafiek, genaamd chromatogramtoont de tijd op de X-as en de detectorsignaalsterkte op de Y-as. Elke piek op de grafiek vertegenwoordigt een andere component van het monster en het gebied onder de piek kan worden gebruikt om de hoeveelheid van die component in het monster te bepalen.

De X-as (horizontale as) toont de scheidingstijd voor elk van de analyten, daarom is de eenheid minuten. Zoals je kunt zien verschillen de analyten, in dit geval cannabinoïden, in de tijd (het aantal minuten) die ze nodig hebben om door de vloeistoffase te gaan.

De Y-as (verticale as) vertegenwoordigt de signaalintensiteit, een maat voor absorptie met als eenheid deAbsorbantie Eenheid ( AU) en kwantificeert de hoeveelheid analyt. Deze meting is gebaseerd op de hoeveelheid lichtabsorptie, d.w.z. hoeveel licht wordt geabsorbeerd door elk van de analyten. Hoe hoger de piek op de y-as, hoe hoger de intensiteit en dus hoe meer van die analyt aanwezig is in het monster en hoe groter het gebied onder de curve. In de onderstaande figuur is de eenheid op de Y-as mAU (milli-Absorbance Units), wat een duizendste is van de Absorbance Unit.

Elk van de cannabinoïden heeft een bepaalde retentietijd, waardoor we ze kunnen onderscheiden in een chromatografie. Hoe hoger de piek, hoe hoger de concentratie van deze cannabinoïde in het monster..

Vervolgens vertelt het chromatografieresultaat ons in een bepaalde tijd (as X), of een analyt al dan niet aanwezig is bij een bepaalde intensiteit (X-as). Y). In ons geval heeft elk van de cannabinoïden een bepaalde retentietijd en hoe meer van deze specifieke cannabinoïde in het monster, hoe hoger de waarde op de Y-as.

Om elk van de cannabinoïden in het chromatogram te kunnen onderscheiden, is er dus een standaard nodig om de specifieke retentietijd voor elk van de analyten (cannabinoïden) te kennen. De Y-as is een unieke fluorescentiemeting voor elk van de cannabinoïden, daarom heb je een standaard nodig als richtlijn om te weten welke cannabinoïde op die specifieke piek valt.

Voorbeeld van een chromatogram van een cannabismonster. Analyse van cannabinoïden
Voorbeeld van een chromatogram van een cannabismonster. Resultaat van een cannabinoïdenanalyse met HPLC. Figuur uit het artikel van Gul et al [1] toont de cannabinoïden in een monster. Elk van de analyten, in dit geval cannabinoïden, verschilt in retentietijd. Daarom verschijnen cannabinoïden op verschillende locaties op de X-as, die de tijd weergeeft en gemeten wordt in minuten. De Y-as met de absorptie (milli-Absorbance Units) toont de intensiteit en dus de hoeveelheid van de afzonderlijke analyten.

Het kostte me nogal wat tijd om erachter te komen wat de eerste twee pieken in de bovenstaande figuur voorstelden en ik moest navraag doen bij deskundige collega’s op dit gebied, die me uitlegden dat de eerste piek, die niet wordt genoemd in de figuur, wordt geproduceerd door de injectie van de vloeistoffase en de niet-interagerende moleculen in de kolom zijn, deze wordt het oplosmiddelfront genoemd (oplosmiddel voorzijde).

De begintijd vóór de piek van het oplosmiddelfront is de tijd die deze mobiele fase nodig heeft om door de kolom te gaan en wordt het dodevolume genoemd.

De tweede piek, die in de figuur “I.S” wordt genoemd, is deinterne standaard ( IS), die in het geval van het artikel 4-androstene-3,17-dione (4-androstene-3,17-dione) werd gebruikt. De piek van deze chemische verbinding in het chromatogram dient als referentie om de hoeveelheid cannabinoïden in het monster te berekenen.

Massaspectrometrie (MS): Bepaling van het moleculaire gewicht van cannabinoïden

Massaspectrometrie (MS) scheidt deeltjes zoals atomen en moleculen door hun lading-massaverhoudingen te onderscheiden. Deze techniek wordt gebruikt om het gewicht van deeltjes te bepalen en is een analytisch hulpmiddel dat de verhouding meet tussen de massa en de lading(m/z) van een of meer moleculen die aanwezig zijn in het monster.

Deze metingen kunnen worden gebruikt om het exacte moleculaire gewicht van de monstercomponenten te berekenen . Massaspectrometrie kan onbekende verbindingen identificeren door hun moleculaire gewicht te bepalen en wordt ook gebruikt om bekende verbindingen te kwantificeren en de structuur van de aanwezige verbindingen en moleculen te bepalen.

De gecombineerde GC-MS-techniek: verbetering van de nauwkeurigheid bij de bepaling van cannabinoïden

Een van de meest gebruikte technieken voor de bepaling van cannabinoïden is de combinatie van gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS).

Het combineert dan het vermogen van gaschromatografie om de componenten van een monster te scheiden en het vermogen van massaspectrometrie om de individuele componenten te identificeren en kwantificeren. Het resultaat is zeer gevoelig en nauwkeurig in het meten van de hoeveelheid en het type cannabinoïden aanwezig in het monster.

Tot slot…

Hier volgt wat basisinformatie over de verschillende technieken die momenteel worden gebruikt om cannabinoïden te meten in de cannabisindustrie. Als er scheikundelezers zijn, zou ik graag willen weten wat jullie van deze elementaire scheikundige informatie vinden.

Referencias
  1. Gul, W., et al., Determination of 11 cannabinoids in biomass and extracts of different varieties of Cannabis using high-performance liquid chromatography. Journal of AOAC International, 2015. 98(6): p. 1523-1528.

Dra. Daniela Vergara
Investigadora y catedrática | Especialista en cultivos emergentes y consultora de cannabis

Mi Cesta0
There are no products in the cart!
Continue shopping
Open chat
1
Hulp nodig?
Hallo!
Kunnen we u helpen?
Whatsapp Aandacht (maandag-vrijdag/ 11-18 uur)