Purification of cannabidiol from CBD oil by preparative HPLC

Význam tématu

Rostoucí poptávka po vysoce čistém cannabidiolu (CBD) v medicíně i průmyslu klade nároky na efektivní a reprodukovatelnou purifikaci z přírodních matrik. Preparativní kapalinová chromatografie (HPLC) je etablovaná technika umožňující izolaci cílových kanabinoidů s vysokou čistotou a obnovou. Tento přístup přispívá k průmyslové výrobě farmaceutických a doplňkových přípravků s kontrolovaným obsahem účinných látek.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na vývoj a optimalizaci metodiky preparativní HPLC pro purifikaci CBD z komerčně dostupného CBD oleje. Hlavními cíli bylo potvrdit původní obsah CBD v oleji, navrhnout analytickou metodu pro kvantifikaci kanabinoidů, přejít k přípravě dvoufázového gradientu pro separaci CBD a provést lineární škálování metody do preparativního režimu. Posledním krokem bylo vyhodnocení čistoty, výtěžku a možnosti denní produkce.

Použitá metodika a instrumentace

Pro předběžnou analýzu kanabinoidů byla použita analytická HPLC metoda s mobilní fází aketonitril/voda (pH 2,2) na C18 kolonce (150×4,6 mm). Pro purifikaci CBD byla následně vyvinuta methanolová dvoufázová gradientní metoda na C18 kolonce (150×50 mm) s částicemi 10 µm. Vzorek oleje (50 mg/ml v methanolu) se injektoval v objemu až 15 ml při průtoku 140 ml/min. Frakcionace cílového píku probíhala manuálně v software PurityChrom Basic.

Použitá instrumentace:

• Pre­pa­ra­tivní HPLC systém KNAUER AZURA s pumpou P2.1L LPG (250 ml/min)
• Osmikanálový DAD detektor (UV 228 nm/306 nm)
• Ternární LPG modul pro automatizovanou přípravu mobilní fáze
• Kolony Eurospher II C18: analytická 150×4,6 mm, preparativní 150×50 mm
• Softwarové řízení a frakcionace: PurityChrom Basic

Hlavní výsledky a diskuse

Analytická studie potvrdila obsah CBD v oleji 71,6 % (5,29 % hmotn. v oleji) a CBG 2,6 %. Po purifikaci preparativní HPLC metoda zvýšila čistotu CBD na 94,5 % s 100% obnovou CBG. Z 750 mg oleje (15 ml injekce) bylo izolováno 40 mg vysoce čistého CBD. Díky lineárnímu škálování bylo dosaženo denní kapacity až 30 g upravovaného oleje (1,6 g čistého CBD). Nízký výtěžek souvisí s původní koncentrací CBD a jeho rozpustností v methanolu.

Přínosy a praktické využití metody

Demonstrovaná procedura nabízí spolehlivý postup pro izolaci CBD s farmaceutickou čistotou z olejnatých extraktů. Metoda šetří čas i spotřebu vzorků díky předběžnému analytickému vývoji a lineárnímu přepočtu parametrů na preparativní měřítko. Systém vyžaduje pouze pumpu, DAD detektor a frakcionační ventil, což zjednodušuje obsluhu v pilotních a výrobních provozech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Při dalším vývoji lze uvažovat o využití biologicky šetrnějších rozpouštědel (etanol), přechodu na kontinuální průtokové systémy a integraci on-line detekce vysokorychlostními MS nebo NMR. Rozšíření metody na další kanabinoidy a fytochemické kategorie umožní komplexní frakcionaci bohatých extraktů. Automatizace frakcionace a pokročilá softwarová optimalizace gradientů zvýší produkční kapacitu a stabilitu provozu.

Závěr

Vyvinutá preparativní HPLC metodika pro purifikaci CBD z CBD oleje je proveditelná na analytické i preparativní úrovni. Přináší vysokou čistotu a úplnou obnovu cílových kanabinoidů s přijatelným objemem vzorku a solventů. Díky škálovatelnosti a jednoduché instrumentaci představuje vhodné řešení pro farmaceutické i přírodněproduktové společnosti.

Reference

1. Bonini S.A. et al., Journal of Ethnopharmacology 227:300–315 (2018)
2. Amin M.R., Ali D.W., Advances in Experimental Medicine and Biology 1162:151–165 (2019)
3. ElSohly M.A. et al., Progress in the Chemistry of Organic Natural Products 103:1–36 (2017)
4. Lafaye G., Karila L., Blecha L., Benyamina A., Dialogues in Clinical Neuroscience 19(3):309–316 (2017)
5. Pisanti S. et al., Pharmacology & Therapeutics 175:133–150 (2017)
6. Loxterkamp L., Monks K., KNAUER Anwendung (2020)
7. Krauke Y., Monks K., KNAUER Anwendung (2020)