大麻検査におけるクロマトグラフィー

Jun 13, 2023

ミシェル・スプロールズは、CULTA の科学ディレクターです。 彼女は北アリゾナ大学で微生物学の学士号を取得し卒業し、閉ループ炭化水素抽出機械、吸着剤濾過などの認定を受けています。

大麻産業は急速に進化し、米国のほとんどの地域で急激に成長しており、医療およびレクリエーション市場を合法化する州が増えています。 長年にわたって変わっていないことの 1 つは、消費者の健康と安全を確保するために、これらの製品が市場に発売される前にテストされる必要があるということです。

大麻産業の多くの州では、栽培者や加工業者に殺虫剤、マイコトキシン、残留溶剤の検査/スクリーニングを義務付け、各バッチの効力とテルペンレベルを検証することを義務付ける特定の規制が導入される予定です。 多くの学際的な研究室は、顧客を多様化する方法や、研究室の新しい研究の道を見つける方法を模索していますが、既存のクロマトグラフィー機器を大麻検査に適用する方法や、武器庫に追加する新しいクロマトグラフィー機器を選択する方法がわかりません。 この記事では、特定のニーズに合わせてメソッドとクロマトグラフィー機器を選択するための重要な考慮事項について説明します。

カンナビノイドは、大麻に含まれる特定の化学物質で、植物の腺毛で生成され、高速液体クロマトグラフィー (HPLC) で分析できます。 紫外線 (UV) 検出器を備えた HPLC ベースのシステムは、カンナビノイド分析のゴールドスタンダードです。 各カンナビノイドの量は、分離された化合物に UV 光を当てることで測定されます。 各カンナビノイドは、その濃度に応じて異なる程度に紫外線を吸収します。 各カンナビノイドが吸収する紫外線の量を測定することで、その量を知ることができます。 効力レベルは品種ごとに異なるため、テトラヒドロカンナビノール（THC）、カンナビジオール、カンナビノール、カンナビゲロール、その他の植物カンナビノイド、およびそれらの天然酸形態の定量が投与量に必要となります。 大麻の花と抽出物の両方の分析は、通常、認定されたカンナビノイド参照標準を使用し、C18 カラムで 11 種類のカンナビノイドを 10 分間分析して行われます。 ガスクロマトグラフィー (GC) に対する HPLC の主な利点は、分析に高温が必要ないため、誘導体化することなくカンナビノイドの酸性および中性の両方の形態を定量できることです。 HPLC は、GC と比較して大麻サンプルのより包括的な化学レポートを提供します。3

液体クロマトグラフィー質量分析 (LC/MS) は、識別が重要なシナリオでの大麻と麻の効能テストに使用されます。 LC/MS システムには上記の HPLC が含まれていますが、非選択的 UV 検出器の代わりに検出器は質量分析計です。 分子は質量によって測定できるため、LC/MS は高度に選択的で定量的な結果を提供します。 LC/MS は、商業規模で利用できる最も高感度で選択的な検査方法です。 複雑なマトリックス内のサンプルに対して正確な結果が得られるため、大麻や麻の試験ラボが独自の分子特徴を特定できるようになります。

テルペンおよびテルペノイド化合物は、大麻に独特の風味と香りを与える天然の芳香族化合物です。 芳香の特性とその有益な健康上の利点とは別に、THC はカンナビノイドと相乗関係を持ち、THC の治療効果をさらに高めます。 モノテルペン、ジテルペン、およびセスキテルペンは、すべてのテルペノイド化合物の構造上の特徴である 5 炭素分子であるイソプレンの繰り返し単位の数を調べることによって特徴付けることができます。 個々のテルペンの濃度は、株、収穫時期、乾燥/硬化スペースによって異なります。 大麻およびカンナビノイド製品に含まれるテルペンを化学的にプロファイリングするには、堅牢な分析方法が必要です。 テルペン分析の最も一般的なアプローチは、炎イオン化検出、質量分析 (MS)、またはその両方を備えたヘッドスペース GC です。 圧力バランスのとれた注入によるヘッドスペースの利用は、迅速かつ簡単、正確かつ精密なソリューションです。 このソリューションにより、対象成分 (残留溶媒やテルペンなど) を分析システムに導入することもできます。

GC-MS は、大麻製品のテルペンを調査するための効率的かつ堅牢な手法であり、クロマトグラフィーの分離、同定、定量を実現します。 GC カラムは、異性体やテルペンの芳香族特性の違いによってもたらされる課題を克服することで、識別性を向上させることができます。 高品質の標準品、試薬、およびクロマトグラフィー消耗品の使用は、大麻作物および大麻由来製品に含まれるテルペンの正確かつ信頼性の高い検査と検出の前提条件です。

残留溶媒分析は、ヘッドスペース ガスクロマトグラフィー/質量分析分析によって実行されます。 このアプローチの主な利点は、ヘッドスペースが、対象の成分 (残留溶媒など) を分析システムに導入できる、高速、単純、正確、正確な技術であることです。 サンプルは密閉されたサンプリング容器に入れられ、既知の温度プロファイルを使用して加熱されます。 クロマトグラフィーのピークは、約 7 分半の実行時間と 11 分未満のサンプル間のサイクル時間で十分に分離されています。1 MS を使用すると、偽陽性を気にすることなく成分を同定でき、同時に極めて高い濃度を維持できます。速い実行時間。 残留溶媒またはテルペンに適した GC カラムを選択するには、固定相、カラム内径、膜厚、カラム長という 4 つの重要な要素に基づいて選択する必要があります。 CRM、分析参照標準、高純度溶媒、カラムの正しい選択がメソッド開発の基礎となります。

販売が合法であるにもかかわらず、潜在的に有害な殺虫剤やマイコトキシンが大麻作物や抽出物に存在する可能性があります。 農薬は、使用分野に基づいて、殺虫剤、除草剤、殺菌剤、殺鼠剤、殺ダニ剤、軟体動物駆除剤、および殺線虫剤の 7 つの主要なグループに分類されます。 ほとんどの殺虫剤は人間や環境に健康に悪影響を与えるため、その使用が制限されたり、全面的に禁止されたりしています。 マイコトキシンは、食用作物を容易に汚染する特定の真菌やカビの非常に有毒な二次代謝産物です。

大麻に含まれる殺虫剤とマイコトキシンを同定および定量するための正確な方法は、消費者の安全のために不可欠です。 しかし、現在、農薬およびマイコトキシンの残留耐性に関する統一されたガイドラインはありません。 したがって、各州には法的な残留許容限度が設定された独自の汚染物質のリストがあり、地域ごとにかなり異なる可能性があります。 これらの複雑なマトリックス中の残留農薬とマイコトキシンを測定するために必要な選択性と感度は、LC/MS/MS と GC/MS/MS の両方を使用するデュアル プラットフォーム アプローチを通じてのみ達成できます。 このデュアル機器アプローチは、LC/MS/MS のみのアプローチと比較して、成功に必要なスループットを得るために推奨されます。

LC-MS/MS は、優れた選択性と感度を備えた農薬およびマイコトキシン分析、特に複雑なマトリックス中の異なる極性および分子量を持つ残留農薬およびマイコトキシンの分析に最適な方法です。 GC-MS/MS は、有機リン酸塩や有機塩素系化合物などの揮発性および疎水性殺虫剤に対する選択的かつ高感度なメソッドです。2 分析物保護剤の使用により、マトリックス関連の悪影響を軽減でき、誘導体化により検出とメソッドの感度が向上します。 GC-MS/MS と LC-MS/MS の両方を組み合わせて、複数残留農薬とマイコトキシンの分析が使用されます。 タンデム四重極 MS は、1 回の分析で数百種類の農薬を低 ng/g (ppb) レベルで同時に分析するための高い感度と選択性を提供します。

化合物が適度に揮発性でありながら熱的に安定している限り、多数の大麻サンプルをさまざまな GC 機器で分析できます。 これらの要因は、カラムの効率、分離能、サンプル容量に影響を与えます。 優れた方法を最適化するための簡単な近道はありません。 機器ベンダーは出発点として優れたツールや手法を提供できますが、研究室は、施設のワークフローや機能に完全に適合するようにこれらをさらにカスタマイズする準備をしておく必要があります。

参考文献:

1. https://www.ssi.shimadzu.com/sites/ssi.shimadzu.com/files/pim/pim_document_file/ssi/others/14371/GCMS-1604-TerpeneProfilingCannabis.pdf

2. https://www.agilent.com/en/solutions/cannabis-hemp-testing/pesticides

3. Wang, M.、Wang, YH、Avula, B.、Radwan, MM、Wanas, AS、van Antwerp, J.、... & Khan, IA (2016)。 酸性カンナビノイドの脱炭酸研究: 超高性能超臨界流体クロマトグラフィー/フォトダイオードアレイ質量分析法を使用した新しいアプローチ。 大麻とカンナビノイドの研究、1(1)、262-271。

ミシェル・スプロールズは、CULTA の科学ディレクターです。 彼女は北アリゾナ大学で微生物学の学士号を取得し卒業し、閉ループ炭化水素抽出機械、吸着剤濾過、および閉ループ炭化水素抽出用のクロマトグラフィーの認定を受けています。 彼女は CloudLIMS 科学諮問委員会のメンバーでもあります。