Purify CBD and other cannabinoids by preparative HPLC

Význam tématu

Popisovaná problematika čištění kanabinoidů ze surovin, jako jsou konopné oleje, má zásadní význam pro farmaceutickou, potravinářskou i kosmetickou oblast. Čisté frakce kanabidiol (CBD), Δ9-tetrahydrokanabinol (Δ9-THC) či kanabichromen (CBC) umožňují přesné stanovení dávkování, splnění legislativních norem a zajištění reprodukovatelné kvality finálních produktů.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo vyvinout a ověřit metodiku prep­a­ra­tivní HPLC pro současné vyčištění tří klíčových kanabinoidů (CBD, Δ9-THC, CBC) z komerčně dostupného CBD-oleje. Článek popisuje krok od analytického stanovení složení oleje, přes optimalizaci analytické metody, až po lineární škálování a preparativní čištění se sběrem frakcí.

Použitá metodika

Analytické stanovení se provádělo na C18 kolonce s gradientem vody/acetonitrilu při 228 nm a 306 nm. Byla sestavena pětibodová kalibrační křivka pro sedm kanabinoidů s linearitami R > 0,999. Na základě retencí v analytickém režimu byla identifikována hlavní sedmička kanabinoidů. Pro preparativní čištění byla převedena gradientní metodika do methanolového systému, změněna částicová velikost kolony a srovnána hydrodynamika při zvýšeném průtoku.

Použitá instrumentace

• Analytická HPLC: AZURA P 6.1L LPG pumpa, AS 6.1L autosampler, DAD 2.1L detektor, column Eurospher II 100-3 C18P 150 × 4,6 mm.
• Preparativní HPLC: AZURA P 2.1L pumpa s ternárním LPG modulem, ASM 2.2L asistent se sběrem frakcí, dynamický mixer, column Eurospher II 100-10 C18 150 × 20 mm.
• Software: ClarityChrom® 8.1 pro analytiku, PurityChrom® Basic pro preparativní frakcionaci.

Hlavní výsledky a diskuse

• Vychozí CBD-olej obsahoval ~72 % CBD (area %), ~5,7 % CBC, ~2,2 % Δ9-THC a 15,6 % ostatních složek. Výrobní údaje (5,35 % CBD, <0,2 % Δ9-THC) byly analyticky potvrzeny (5,09 % CBD, 0,17 % Δ9-THC).
• Po preparativním čištění ve frakci 1 byla čistota CBD zvýšena na 93 % (100 % recovery CBD a CBG), frakce 4 přinesla ~80 % Δ9-THC (90 % z původního množství), frakce 5 obsahovala CBC s čistotou ~97 %.
• Lineární navýšení vnitřního průměru kolony (4,6→20 mm) a průtoku (1,2→23 ml/min) prokázalo jednoduché škálování analytického do preparativního provozu.

Přínosy a praktické využití metody

• Metoda umožňuje jednorázové separace více kanabinoidů ze stejné matrice.
• Optimalizace v analytickém režimu šetří čas, vzorek i spotřebu rozpouštědel.
• Připravené frakce splňují požadavky na vysokou čistotu cílových sloučenin pro farmacii i výzkum.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozvoj zájem o alternativní rozpouštědla (ethanol, ACN, normální fáze) pro širší kompatibilitu se specifickými matricemi.
• Integrace dalších technik (flash HPLC, CPC) do kombinovaných workflow pro zdokonalené dělení complexních extraktů.
• Automatizace a online monitorování čistoty frakcí s využitím AI a pokročilých detektorů.

Závěr

Popisovaná aplikace dokazuje účinnou a reprodukovatelnou proceduru pro preparativní HPLC separaci CBD, Δ9-THC a CBC z komerčních olejů. Metoda poskytuje vysoké čistoty i výtěžky a flexibilitu pro adaptaci na různé kanabinoidní profily a matrice.

Reference

• Bonini S.A., Premoli M., Tambaro S., Kumar A., Maccarinelli G., Memo M., Mastinu A. Cannabis sativa: A comprehensive ethnopharmacological review of a medicinal plant with a long history. J Ethnopharmacol. 2018;227:300–315.
• Amin M.R., Ali D.W. Pharmacology of Medical Cannabis. Adv Exp Med Biol. 2019;1162:151–165.
• ElSohly M.A., Radwan M.M., Gul W., Chandra S., Ross S.A. Phytochemistry of Cannabis sativa L. Prog Chem Org Nat Prod. 2017;103:1–36.
• Lafaye G., Karila L., Blecha L., Benyamina A. Cannabis, cannabinoids, and health. Dialogues Clin Neurosci. 2017;19(3):309–316.
• Pisanti S., Malfitano A.M., Ciaglia E., Lamberti A., Ranieri R., Cuomo G. Cannabidiol: State of the art and new challenges for therapeutic applications. Pharmacol Ther. 2017;175:133–150.
• Loxterkamp L., Monks K. (C)an(n)alyze: determination of 16 cannabinoids inside flowers, oils and seeds. KNAUER Wissensch Gerate GmbH. 2020.