Ultraschall-Probenvorbereitung für die THC-Analyse
- Die Ultraschallextraktion ist eine bewährte Methode der THC-Gewinnung.
- Aber auch bei der Analyse von THC-haltigen Produkten wird Ultraschall für die effektive Probenvorbereitung genutzt, um z.B. den Gesamtgehalt an THC in Cannabisprodukten zu untersuchen.
- Um Proben für die Dünnschicht-, Gas- oder HPL-Chromatographie vorzubereiten, werden sie mit Ultraschall behandelt.
THC-Extraktion mit Ultraschall
THC - Tetrahydrocannabinol (Delta-9-Tetrahydrocannabinol) - ist der chemische Bestandteil, der Marihuana seine psychoaktive Wirkung verleiht. Für die Gattung der Cannabispflanze sind mehr als 400 Arten bekannt. Abhängig von der jeweiligen Cannabisart, kann Cannabis weniger als 0,3 Gew.-% THC aufweisen. Andere Cannabisarten können mehr als 20 Gew.-% THC enthalten.
Auch in den verschiedenen Cannabisprodukten variiert der THC-Gehalt stark: So hat Marihuana eine durchschnittliche THC-Konzentration von ca. 1-5%; in Haschisch findet man 5-15% THC und in Haschischöl sind ca. 20% THC enthalten. Der THC-Anteil in Marihuana, das für konsumiert wird, schwankt stark. Je niedriger der THC-Gehalt ist, umso mehr muss konsumiert werden, um die gewünschten Effekte hervorzurufen.
Die ultraschall-gestützte Probenvorbereitung wird verwendet, um den THC-Gehalt folgender Cannabisprodukte zu untersuchen:
- für die Qualitätskontrolle von Freizeitdrogen,
- zur Qualitätskontrolle von THC-Arzneiprodukten,
- zur Unterscheidung von Drogen- und Faserhanf.
Für die THC-Analyse kommen folgenden chromatographische Analysemethoden häufig zum Einsatz: Die Dünnschichtchromatography (TLC), Gaschromatographie (GC) und High-Performance Liquid Chromatography (HPLC).
Ultraschall-Protokoll für die Dünnschichtchromatographie
Probenvorbereitung: Für die Probenvorbereitung muss das getrocknete Pflanzenmaterial zu einem homogenen Pulver mazeriert und gemahlen werden. Für die Ultraschallextraktion werden 500mg Pulver der Cannabispflanze und 5ml Methanol-Chloroform-Gemisch (Verhältnis 9: 1) vermengt. Die Beschallung erfolgt mit einem Ultraschallhomogenisator mit Mikrospitze, einem VialTweeter oder einem Ultraschall- CupHorn. Die Beschallung dauert ca. 5 Min. Danach lassen Sie die Probe mind. 5 Min. ruhen. Anschließend wird der klare Überstand mit der Extraktionsmischung (v/v: 1:10) verdünnt.
Extrahiertes THC: Tragen Sie 1μl auf die Dünnschichtplatte auf.
Decarboxylierung: 100μl des Extrakts wird zur Trocknung verdampft. Der Rückstand wird für 4Min. auf 180℃ erhitzt. Fügen Sie 500μl Methanol-Chloroform (v/v 9:1) hinzu. Beschallen Sie für 5 Min. Anschließend verdünnen Sie den klaren Überstand mit der Extraktionsmischung (v/v: 1:10).
Kalibrierung: 20ng, 60ng, 100ng, 140ng
HPTLC:
TLC Silicagel F-254, Merck 5729
TLC Scanner II, Software CATS3, Camag Elutionsmittel:
Ethylacetat: Toluol : Chloroform = 3 : 17 : 0,25 (v/v/v)
Postchromatographische Derivatisierung: Fast Blue Salz 0,1% in 0,1 M NaOH
Densitometrie bei 550nm
Tetrahydrocannabinol (Δ9-THC) zur Analyse und Extraktion
Ultraschall-Protokoll für die Gaschromatographie
Probenvorbereitung: Das getrocknete Pflanzenmaterial muss zu einem homogenen Pulver mazeriert und vermahlen werden. Für die Extraktion werden 500mg der Cannabis-Pflanzenpulver und 10ml Methanol-Hexan-Mischung (Verhältnis 9:1) in einem Vial gemischt. Die Ultraschallbehandlung kann mit einem Ultraschallgerät mit Mikrospitze, einem VialTweeter oder einem Ultraschall- CupHornerfolgen. Beschallen Sie die Probe für 15-20 Min. Schütteln die Probe anschließend und lassen sie für mind. 5Min. ruhen. Verdünnen Sie den klaren Überstand mit der Extraktionsmischung (v/v 1:20).
Decarboxylierung: im Einsatz
Injektor-Temperatur 250℃
Kalibrierung: 5ng/μl bis 250ng/μl
GC: HP 6890 mit 5973 MSD und 7683 Autosampler Injektion: 1μl, splitless Zeit: 2 Min.
Säule: HP-5 MS, 30m, Durchmesser 250μm, Filmdicke 0,25 μm
Trägergas: He, 35 psi, konstanter Zufluss: 4ml/Min.
Ofen: 100℃ für 1 Min.; Temperaturerhöhung von 15℃ / min. auf 280℃; 280 ℃ für 5 min. MSD: SCAN: m/e 35 – 550
Ultraschall-Protokoll für die HPLC-Analyse
Probenvorbereitung (analog zur Gaschromatographie): das getrocknete Pflanzenmaterial muss zu einem homogenen Pulver mazeriert und vermahlen werden. Für die Extraktion werden 500mg des Cannabis-Pflanzenpulvers und 10ml Methanol-Hexan-Mischung (Verhältnis 9 : 1) gemischt. Die Ultraschallbehandlung kann mit einem Ultraschall-Stabschwinger mit Mikrospitze, einem VialTweeter oder einem Ultraschall- CupHornerfolgen. Beschallen Sie die Probe für 15-20 Min. Schütteln die Probe anschließend und lassen sie für mind. 5Min. ruhen. Verdünnen Sie den klaren Überstand mit der Extraktionsmischung (v/v 1:20).
VialTweeter für die Ultraschall-Probenvorbereitung
Vorsäule: LiChrospher 60, RP-Select B, 5μm (Merck 50963)
Säule: LiChroCart 125-4, Lichrospher 60, RP-Select B, 5μm (Merck 50829)
Elutionsmittel: isokratisch 36% TEAP-25 mmol/l, 64% Acetonitril Quantifizierung bei 210nm
Kalibrierung: 0,001 – 0, 10 μg/μl
Kalibrierung: 0,01 – 0,50 μg/μl
Verweilzeit: für CBD: 6,2 Min.; für CBN: 8,0 Min.; THC: 9,4 Min.; THC-A: 11,0 Min.
LOD: CBD 0,5%, CBN 0,5% THC 0,15%, THC-A 1%
UP200St mit Mikrospitze für die Probenbeschallung
Literatur
- Werner Bernhard, Franziska Penitschka, Alain Broillet, Prisma Regenscheit (2006): Forensisch chemische Analysen von THC haltigem Hanfkraut. Von der DC via GC zur HPLC-Methode. Applica 2006.
Wissenswertes
Marihuana besteht aus den getrockneten Blüten, Deckblättern und Stängeln der weiblichen Cannabispflanze. Marihuana ist die am häufigsten konsumierten Form und enthält ca. 3% bis 20% THC. Spezielle, hoch gezüchtete Marihuanaformen erreichen einen THC-Gehalt von mehr als 30%. Marihuana ist das Ausgangsmaterial für alle anderen THC-haltigen Cannabisprodukte. Um das mengenmäßig am meisten vorkommende Cannabinoid Tetrahydrocannabinolsäure (THCA) in das psychoaktive THC zu konvertieren, muss ein Decarboxylierungsprozess eingeleitet werden. Um diese Decarboxylierung zu verursachen, müssen Cannabis und seine Extrakte erhitzt oder dehydriert werden.
Skuff (Kief) ist die Bezeichnung für ein Pulver, das reich an Trichinen ist, welche aus Cannabisblättern und -blüten gesiebt wird. Es wird entweder in Pulverform oder gepresst verwendet und wird in Haschkuchen verarbeitet.
Haschisch oder Hasch ist ein konzentrierter Harzkuchen bzw. Harrzkugel, die aus gepresstem Skuff oder aus Harz hergestellt wird. Es wird von der Oberfläche der Pflanze abgeschabt und zu Kugeln gerollt. Hasch kann verschiedene Farben von schwarz bis goldbraun haben. Die Farbe wird von der Reinheit und Herkunft des Haschischs beeinflusst. Hasch kann gegessen oder geraucht werden, z.B. in einer Pipe, Shisha, Bong, Bubbler, Vaporizer, mit einem heißen Messer, als Joint, gemischt mit Cannabisknospen oder als Tabak geraucht oder als Zutat in Lebensmitteln verarbeitet werden.
Cannabis-Tinktur bezeichnet das Extrakt von Cannabinoiden in Alkohol. Die Cannabinoide werden aus der Cannabispflanze einhochprozentigem Alkohol extrahiert (überwiegend Getreidespirituosen), woraus eine Tinktur entsteht.
Haschöl ist eine harzige Cannabinoidmatrix, die mittels Lösungsmittelextraktion hergestellt wird. Dadurch entsteht eine gehärtete oder zähflüssige Masse. Haschöl ist eines der potentesten Cannabisprodukte, da es einen hohen Anteil psychoaktiver Substanzen aufweist. Die Verwendung von Haschöl, das in Butan und mit überkritischem Kohlendioxid extrahiert wurde, gewinnt zunehmend an Popularität.
Aufgüsse und Infusionen ist die Bezeichnung für verschiedene Cannabisextrakte, welche sich durch die Verwendung unterschiedlicher nicht-flüchtiger Lösungsmittel unterscheiden. Für die Herstellung solcher Infusionen wird das Pflanzenmaterial mit einem Lösungsmittel gemischt und dann gepresst und gefiltert, um die Öle aus der Pflanze in das Lösungsmittel zu übertragen. Kakaobutter, Milchbutter, Öl, Glyzerin und Hautcremes zählen zu den häufig verwendeten Lösungsmitteln.
Medizinisches Marihuana muss verschrieben werden. Es handelt sich dabei um eine Art Kräutertherapie, bei sowohl der synthetisches THC als auch Cannabinoide eingesetzt werden können. Für medizinisches Marihuana ist in der Regel ein ärztliches Rezept notwendig und der Erwerb ist üblicherweise gesetzlich geregelt. Mehrere Studien haben gezeigt, dass der Konsum von Cannabis und Cannabisderivaten z.B. bei durch Chemotherapie verursachter Übelkeit und Erbrechen, neuropathischen Schmerzen sowie bei Multipler Sklerose Linderung schaffen kann.