Analysis of Cannabinoids in Cannabis Plant Materials and Edible Products Using UltraPerformance Liquid Chromatography (UPLC) with PDA and Mass Detection

Význam tématu

Legalizace konopí pro lékařské i rekreační použití zvyšuje poptávku po rychlých, spolehlivých a přesných analytických postupech pro určení obsahu kanabinoidů v rostlinném materiálu i v potravinářských výrobcích. Správné stanovení koncentrace hlavních i minoritních kanabinoidů je klíčové pro zajištění kvality, bezpečnosti a dodržení označení na etiketách.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a ověřit robustní UPLC metodu kombinující fotodiodový detektor (PDA) a hmotnostní detektor QDa pro rutinní analýzu 18 kanabinoidů v konopném květu, průmyslovém konopí, extraktech a edibilních produktech (gummy, čokoláda, nápoje). Studie hodnotila linearitu, limity detekce, obnovitelnost a shodu s deklarovanými hodnotami.

Použitá metodika a instrumentace

Vstupní vzorky: sušený květ, homogenizované edibles, cannabinoidové nápoje.
Extrakt izace:

• Květ a hemp: mletí s acetonitrilem v Geno/Grinderu, sonikace, filtrace, 80× a 2000× ředění.
• Edibles (gummy, čokoláda): homogenizace, vodní extrakce, acetonitril + QuEChERS sůl, centrifugace.
• Nápoje: acetonitril + QuEChERS, centrifugace.

Chromatografie:

• Kolona CORTECS C18 1,6 µm, 2,1 × 150 mm, 29 °C; mobilní fáze A (20 mM amonný formiát, pH 2,92), B (acetonitril); gradient, průtok 0,45 mL/min, objem injekce 1 µL.
• PDA detekce na vlnových délkách 228 nm a 253 nm, spektrum 210–400 nm.
• QDa Mass Detector v ESI+/ESI–, režim SIR 100–600 Da, kapilární napětí 0,8–1,5 kV.

Software: Empower Chromatography Data Software pro řízení, zpracování a reportování dat.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila separaci 18 kanabinoidů za méně než 10 minut s linearitou R2 > 0,99 pro PDA (3,125–50 µg/mL) i QDa (0,4–50 µg/mL). Limity detekce dosahují 3,125 µg/mL pro UV a 0,4 µg/mL pro MS. QDa vykázala lepší citlivost a specifiku zejména u nízkých koncentrací. Recoverie ve gummy se pohybovaly mezi 60–125 % pro PDA a 94–106 % pro QDa. Vyhodnocení reálných vzorků prokázalo shodu detekovaných hodnot s deklarovanými 60–125 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza pod 10 minut vhodná pro vysokoprodukční laboratoře.
• Kombinace UV a MS zvyšuje spolehlivost identifikace a kvantifikace.
• Empower CDS zajišťuje centralizované řízení metod, dat a výpočtů vč. celkového THC/CBD.
• Metoda pokrývá široké spektrum matric od květu až po potraviny a nápoje.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření spektra minoritních kanabinoidů na základě nových farmakologických poznatků.
• Integrace pokročilých hyphenovaných technik (UPLC–MS/MS, HRMS) pro hloubkovou charakterizaci.
• Automatizovaná příprava vzorků a on-line monitoring během výroby edibles.
• Využití strojového učení pro rychlou interpretaci komplexních datových souborů.

Závěr

Vyvinutá UPLC-PDA-QDa metoda nabízí rychlé, citlivé a reprodukovatelné stanovení 18 kanabinoidů v různých matricích. Díky kombinaci UV a hmotnostní detekce poskytuje vysokou spolehlivost identifikace i při nízkých koncentracích a je plně integrovatelná do rutinních analytických workflow.

Reference

1. Aubin AJ, Layton C, Helmueller C. Separation of 16 Cannabinoids in Cannabis Flower and Extracts using a Reversed-Phase Isocratic HPLC Method. Waters Application Note 720006426EN, 2018.
2. Dubrow GA et al. A Survey of Cannabinoids and Toxic Elements in Hemp-Derived Products from the United States Marketplace. J. Food Compos. Anal., 97:103800, 2021.