Name: ultrasonic-assisted extraction of cannabidiolic acid from cannabis biomass
Uploaded: 2022-05-27T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ultrasonic-Assisted Extraction of Cannabidiolic Acid from Cannabis Biomass at JoVE.com

Denne forskning blev støttet af Institute of Cannabis Research ved Colorado State University-Pueblo, Korea Innovation Foundation-tilskuddet finansieret af den koreanske regering (MSIT) (2021-DD-UP-0379) og Chuncheon by (Hamp F & U og industrialisering, 2020-2021).

1. Forberedelse af plantemateriale
<ol><li>Få kirsebærvinblomstrer fra planter dyrket i marken, plantet i en syd-til-nord konfiguration, med planter 1 m fra hinanden i midten og rækker 1,2 m fra hinanden (dyrkning beliggende i Longmont, Colorado, USA).</li>
	<li>Lufttør blomsterne ved 35 °C i 48 timer. Slib blomsterne ved hjælp af en slibemaskine sæt en 177 μm.</li>
	<li>Før det pulveriserede materiale gennem maskesigten nr. 80. Opbevar det resulterende pulver i en forseglet pose ved stuetempe...

<ol>
	<li>Hemphill, J. K., Turner, J. C., Mahlberg, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cannabinoid+content+of+individual+plant+organs+from+different+geographical+strains+of+Cannabis+sativa+L.">Cannabinoid content of individual plant organs from different geographical strains of Cannabis sativa L.</a> Journal of Natural Products. 43 (1), 112-122 (1980).</li><li>Baldino, L., Scognamiglio, M., Reverchon, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+fluid+technologies+applied+to+the+extraction+of+compounds+of+industrial+interest+from+Cannabis+sativa+L.+and+to+their+pharmaceutical+formulations:+A+review.">Supercritical fluid technologies applied to the extraction of compounds of industrial interest from Cannabis sativa L. and to their pharmaceutical formulations: A review.</a> Journal of Supercritical Fluids. 165, 104960 (2020).</li><li>Daniel, R. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+extraction+strategies+using+CO2+and+ethanol+to+obtain+cannabinoid+compounds+from+cannabis+hybrid+flowers.">Supercritical extraction strategies using CO2 and ethanol to obtain cannabinoid compounds from cannabis hybrid flowers.</a> Journal of CO2 Utilization. 30, 241-248 (2019).</li><li>Azmir, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+for+extraction+of+bioactive+compounds+from+plant+materials:+A+review.">Techniques for extraction of bioactive compounds from plant materials: A review.</a> Journal of Food Engineering. 117 (4), 426-436 (2013).</li><li>Ohl, C. D., Kurz, T., Geisler, R., Lindau, O., Lauterborn, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bubble+dynamics,+shock+waves+and+sonoluminescence.">Bubble dynamics, shock waves and sonoluminescence.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 357 (1751), 269-294 (1999).</li><li>Castro-Puyana, M., Marina, M. L., Plaza, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+as+green+extraction+solvent:+Principles+and+reasons+for+its+use.">Water as green extraction solvent: Principles and reasons for its use.</a> Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry. 5, 31-36 (2017).</li><li>Herrera, M. C., De Castro, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound-assisted+extraction+of+phenolic+compounds+from+strawberries+prior+to+liquid+chromatographic+separation+and+photodiode+array+ultraviolet+detection.">Ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from strawberries prior to liquid chromatographic separation and photodiode array ultraviolet detection.</a> Journal of Chromatography A. 1100 (1), 1-7 (2005).</li><li>Mason, T. J., Paniwnyk, L., Lorimer, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+uses+of+ultrasound+in+food+technology.">The uses of ultrasound in food technology.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 3 (3), 253-260 (1996).</li><li>Soares, V. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound+assisted+maceration+for+improving+the+aromatization+of+extra-virgin+olive+oil+with+rosemary+and+basil.">Ultrasound assisted maceration for improving the aromatization of extra-virgin olive oil with rosemary and basil.</a> Food Research International. 135, 109305 (2020).</li><li>Kshitiz, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound+assisted+extraction+(UAE)+of+bioactive+compounds+from+fruit+and+vegetable+processing+by-products:+A+review.">Ultrasound assisted extraction (UAE) of bioactive compounds from fruit and vegetable processing by-products: A review.</a> Ultrasinics Sonochemistry. 70, 105325 (2017).</li><li>Mudge, E. M., Murch, S. J., Brown, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leaner+and+greener+analysis+of+cannabinoids.">Leaner and greener analysis of cannabinoids.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 409 (12), 3153-3163 (2017).</li><li>De Vita, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+different+methods+for+the+extraction+of+cannabinoids+from+cannabis.">Comparison of different methods for the extraction of cannabinoids from cannabis.</a> Natural Product Research. 34 (20), 2952-2958 (2020).</li><li>Ro&#382;anc, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+Cannabis+sativa+extraction+methods+result+in+different+biological+activities+against+a+colon+cancer+cell+line+and+healthy+colon+cells.">Different Cannabis sativa extraction methods result in different biological activities against a colon cancer cell line and healthy colon cells.</a> Plants. 10 (3), 566 (2021).</li><li>Kar&#287;ili, U., Ayta&#231;, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+fluid+extraction+of+cannabinoids+(THC+and+CBD)+from+four+different+strains+of+cannabis+grown+in+different+regions.">Supercritical fluid extraction of cannabinoids (THC and CBD) from four different strains of cannabis grown in different regions.</a> The Journal of Supercritical Fluids. 179, 105410 (2022).</li><li>Sushma, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+ultrasound-assisted+extraction+(UAE)+process+for+the+recovery+of+bioactive+compounds+from+bitter+gourd+using+response+surface+methodology+(RSM).">Optimization of ultrasound-assisted extraction (UAE) process for the recovery of bioactive compounds from bitter gourd using response surface methodology (RSM).</a> Food and Bioproducts Processing. 120, 120-122 (2022).</li><li>David, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potency+of+&#916;9-THC+and+Other+Cannabinoids+in+Cannabis+in+England+in+2005:+Implications+for+Psychoactivity+and+Pharmacology.">Potency of &#916;9-THC and Other Cannabinoids in Cannabis in England in 2005: Implications for Psychoactivity and Pharmacology.</a> Journal of Forensic Sciences. 11, 129 (2008).</li><li>Agarwal, C., M&#225;th&#233;, K., Hofmann, T., Cs&#243;ka, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound-assisted+extraction+of+cannabinoids+from+Cannabis+Sativa+L.+optimized+by+response+surface+methodology.">Ultrasound-assisted extraction of cannabinoids from Cannabis Sativa L. optimized by response surface methodology.</a> Journal of Food Science. 83 (3), 700-710 (2018).</li><li>Oroian, M., Ursachi, F., Dranca, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+ultrasonic+amplitude,+temperature,+time+and+solvent+concentration+on+bioactive+compounds+extraction+from+propolis.">Influence of ultrasonic amplitude, temperature, time and solvent concentration on bioactive compounds extraction from propolis.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 64 (2020), 105021 (2020).</li><li>Garrett, E. R., Hunt, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiochemical+properties,+solubility,+and+protein+binding+of+&#916;9-tetrahydrocannabinol.">Physiochemical properties, solubility, and protein binding of &#916;9-tetrahydrocannabinol.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 63 (7), 1056-1064 (1974).</li><li>Metcalf, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Abstracts.">Chemical Abstracts.</a> United States patent. , (2020).</li><li>Lazarjani, M. P., Young, O., Kebede, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+and+extraction+methods+of+medicinal+cannabis:+a+narrative+review.">Processing and extraction methods of medicinal cannabis: a narrative review.</a> Journal of Cannabis Research. 3 (1), 1-15 (2021).</li><li>Lewis-Bakker, M. M., Yang, Y., Vyawahare, R., Kotra, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extractions+of+medical+cannabis+cultivars+and+the+role+of+decarboxylation+in+optimal+receptor+responses.">Extractions of medical cannabis cultivars and the role of decarboxylation in optimal receptor responses.</a> Cannabis and Cannabinoid Research. 4 (3), 183-194 (2019).</li><li>Brighenti, V., Pellati, F., Steinbach, M., Maran, D., Benvenuti, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+new+extraction+technique+and+HPLC+method+for+the+analysis+of+non-psychoactive+cannabinoids+in+fibre-type+Cannabis+sativa+L.(hemp).">Development of a new extraction technique and HPLC method for the analysis of non-psychoactive cannabinoids in fibre-type Cannabis sativa L.(hemp).</a> Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 143, 228-236 (2017).</li><li>. FDA Available from: <a target="_blank" href="https://www.cfsanappsexternal.fda.gov/scripts/fdcc/?set=SCOGS">https://www.cfsanappsexternal.fda.gov/scripts/fdcc/?set=SCOGS</a> (2021)</li><li>Rae, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+ultrasound+induced+cavitation+bubble+temperatures+in+aqueous+solutions.">Estimation of ultrasound induced cavitation bubble temperatures in aqueous solutions.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 12, 325-329 (2005).</li><li>Moreno, T., Montanes, F., Tallon, S. J., Fenton, T., King, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+cannabinoids+from+hemp+(Cannabis+sativa+L.)+using+high+pressure+solvents:+An+overview+of+different+processing+options.">Extraction of cannabinoids from hemp (Cannabis sativa L.) using high pressure solvents: An overview of different processing options.</a> Journal of Supercritical Fluids. 161, 104850 (2020).</li><li>Zhang, Q. W., Lin, L. G., Ye, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+for+extraction+and+isolation+of+natural+products:+a+comprehensive+review.">Techniques for extraction and isolation of natural products: a comprehensive review.</a> Chinese Medicine. 13 (20), 1-26 (2018).</li><li>Fathordoobady, F., Singh, A., Kitts, D. D., Singh, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemp+(Cannabis+sativa+L.)+extract:+Anti-microbial+properties,+methods+of+extraction,+and+potential+oral+delivery.">Hemp (Cannabis sativa L.) extract: Anti-microbial properties, methods of extraction, and potential oral delivery.</a> Food Reviews International. 35 (7), 664-684 (2019).</li></ol>

Polariteten af et opløsningsmiddel spiller en kritisk rolle i den effektive ekstraktion af forbindelser. Da sure cannabinoider er lidt polære i naturen, hvilket i vid udstrækning skyldes carboxylsyren, blev det antaget, at et polært opløsningsmiddel som methanol eller ethanol ville være mest effektivt. Garrett og Hunt19 viste i deres undersøgelse ved hjælp af THC, at opløseligheden i vandig ethanol var baseret på procent ethanol i opløsningen og ionstyrken af opløsningen. Mens ionstyrk...

Industriel hamp (Cannabis spp.) producerer sure cannabinoider i forskellige plantevæv (blomster, blade og stilke), med den højeste koncentration, der findes i blomsten1. Cannabisindustrien bruger flere metoder til at udvinde disse forbindelser. En sådan metode er opløsningsmiddelekstraktion, der anvender et ikke-polært og / eller polært opløsningsmiddel, hvoraf ethanol er den mest almindeligt anvendte. Imidlertid er opløsningsmiddelekstraktion alene begrænset i sin evne; derfor er augmentative ekstraktionsteknikker, såsom mikrobølgeassisteret ekstraktion (MAE) og ultralydassisteret ekstraktion (UAE), designet til at øge udbyttet. Derudover kan cannabidiol med høj koncentration (CBD) ekstraheres ved hjælp af superkritiske væsketeknologier2.
Ekstraktion er en dynamisk proces, og flere faktorer påvirker dens effektivitet, nemlig fugtindhold, partikelstørrelse og opløsningsmiddel3. Specifikt for UAE-teknikken styres effektiviteten af temperatur, tryk, frekvens og tid4.
Ultralydassisteret ekstraktion er den proces, hvor ultralydbølger ledes gennem en væske for at agitere partikler. Under omrøringsprocessen oplever plantematerialer akustisk kavitation, kompressions- og ekspansionscyklusser, der danner bobler, der kollapser i opløsning, hvilket resulterer i generering af ekstrem temperatur og tryk5. Tryk- og temperaturændringerne ændrer opløsningsmidlernes fysiske egenskaber, hvilket kan resultere i øget effekt af ekstraktion6. Derudover kan kavitation forstyrre molekylære interaktioner, der fører til organiske og uorganiske forbindelser, der udvaskes fraplantematrixen 7. Processen involverer to hovedtyper af fysiske fænomener: (1) diffusion over cellevæggen og (2) skylning af det cellulære indhold efter at have brudt væggen8. Brugen af UAE er dog ikke uden faldgruber; der er flere rapporter om, at UAE kan nedbryde forbindelser 9,10. Derudover er de temperaturer, der genereres på kavitationsstederne, over dem, der er nødvendige for decarboxylering af cannabinoider. Mudge et al.11 brugte imidlertid UAE og observerede ikke stor decarboxylering af CBD eller tetrahydrocannabinol (THC), hvilket viser, at UAE er en effektiv og grøn metode til udvinding af cannabinoider, da de hurtigt kan ekstraheres ved hjælp af lav energi.
De Vita et al.12 undersøgte brugen af MAE- og UAE-metoder specifikt og fandt ud af, at UAE ved anvendelse af de optimale betingelser for hver metode ekstraherede mere af den sure og neutrale CBD og THC, der var til stede i plantematerialet. Tilsvarende sammenlignede Rožanc et al.13 flere ekstraktionsmetoder (UAE, soxhlet, maceration og superkritisk væske) og undersøgte ekstrakternes biologiske aktivitet. Rožanc demonstrerede, at alle metoderne var effektive til at udvinde cannabinoider; men superkritisk væske og UAE var mest effektive til ekstraktion af cannabidiolsyre (CBDA). Derudover havde UAE-ekstraktionen den højeste biologiske aktivitet målt ved 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) assay. Rožancs undersøgelse viste også, at mens ekstraktionsprocesserne er effektive til at producere råekstrakter, er der stadig en del af ikke-cannabinoide forbindelser, der påvirker ekstrakternes biologiske aktivitet. Derudover kan disse forbindelser komplicere isoleringen og oprensningen af individuelle cannabinoidforbindelser fra de rå ekstrakter13.
Superkritisk væskeekstraktion (SFE) teknikker er blevet brugt til at udvinde neutrale cannabinoider. Flere undersøgelser viste, at SFE plus et organisk opløsningsmiddel, såsom ethanol, resulterede i højere ekstraktionseffektivitet af neutrale cannabinoider 2,3. Da trykket blev øget til niveauer, der var i stand til at udvinde de sure cannabinoider, steg ikke-cannabinoidindholdet også. Som sådan er disse høje tryk ikke praktiske til industriel forarbejdning, da selektiviteten af SFE for cannabinoider faldt, og yderligere efterbehandling er påkrævet. Derfor skal decarboxylering udføres før SFE, hvilket kan resultere i cannabinoidtab på op til 18% 2. For at øge effektiviteten i SFE er det blevet kombineret med teknikker såsom fastfaseekstraktion for at øge renheden af det endelige ekstrakt14. På trods af at have høj renhed som det endelige produkt, opnås kun neutrale cannabinoider.
Traditionelt blev cannabinoider i det analytiske laboratorium ekstraheret i en 9: 1 methanol: chloroformblanding. Mudge et al.11 viste imidlertid, at effektiv ekstraktion kan udføres med enkelte opløsningsmidler, når der anvendes UAE. Undersøgelsen viste, at 80% methanol var lige så effektivt som den traditionelle 9:1 methanol:chloroformekstraktion, hvilket indikerer, at grønnere opløsningsmidler kan være lige så effektive. Som sådan blev UAE undersøgt for dets potentielle anvendelse på grund af at have flere fordele, herunder lave kapitalomkostninger, reduceret ekstraktionstid og lavere energiforbrug og opløsningsmiddelmængder. Men i tilfælde af UAE, når polære opløsningsmidler anvendes, kan klorofyl og andre ikke-cannabinoider ekstraheres, hvilket kan forårsage et problem i farve7. For at undersøge potentialet for at opnå sure cannabinoider i kommerciel skala blev UAE derfor ansat ved hjælp af den industrielle hampesort Cherry Wine. Cherry Wine er en hybrid af C. sativa og C. indica, en krydsning mellem sorterne The Wife og Charlotte's Cherries. Kirsebærvinssorten er en høj CBDA-producerende stamme (15% til 25% CBD) med lave niveauer af tetrahydrocannaginolsyre (THCA). Sorten er en C. indica-dominerende stamme, der har 7 til 9 ugers blomstring.
For at etablere den optimale UAE-ekstraktionsprotokol blev der taget to tilgange: den traditionelle optimering af en faktor ad gangen (OFT) og en Design of Experiment (DoE) tilgang ved hjælp af en Central Composite Design (CCD)15. For DoE blev CBDA / CBD-ekstraktion optimeret baseret på prøve / opløsningsmiddelforholdet, ekstraktionstiden og opløsningsmiddelkoncentrationen som faktorer, og de resulterende data blev analyseret af Response Surface Methodology (RSM). Afslutningsvis skitserer den beskrevne protokol den optimale metode til ekstraktion af den højeste mængde CBDA / CBD.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>J.K.Baker</td>
			<td>9017-88</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabichromene</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-143</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabidiol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-045</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabidiolic acid</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-144</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabidivarin</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-140</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabigerol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-141</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabinol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-046</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Hanil Scientific Inc</td>
			<td>Supra 22K</td>
			<td>Centrifuge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cherry Wine hemp</td>
			<td>CFH, Ltd.</td>
			<td>-</td>
			<td>Flower extraction material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Distilled water</td>
			<td>TEDIA</td>
			<td>WS2211-001</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>TEDIA</td>
			<td>ES1431-001</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter paper</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>#2</td>
			<td>Filtering</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grinder</td>
			<td>Daesung Artlon</td>
			<td>DA280-S</td>
			<td>Milling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC</td>
			<td>Shimadzu</td>
			<td>LC-10 system</td>
			<td>Analysis of Cannabinoid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>TEDIA</td>
			<td>MS1922-001</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Minitab 16.2.0</td>
			<td>Minitab Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe filters</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>6779-1304</td>
			<td>Filtering</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrocannabivarin</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>T-094</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>302031-1L</td>
			<td>HPLC flow solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Untrasonic bath</td>
			<td>Jinwoo</td>
			<td>4020P</td>
			<td>Ultrasonic extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zorbax Eclipse plus C18 HPLC column</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>9599990-902</td>
			<td>HPLC column</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#916;8 - Tetrahydrocannabinol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>T-032</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#916;9 - Tetrahydrocannabinol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>T-005</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#916;9 - Tetrahydrocannabinolic acid</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>T-093</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasonic-assisted extraction of cannabidiolic acid from cannabis biomass

Industriel hamp (Cannabis spp.) har mange forbindelser af interesse med potentielle medicinske fordele. Af disse forbindelser er cannabinoider kommet i centrum for opmærksomheden, specifikt sure cannabinoider. Fokus er rettet mod sure cannabinoider på grund af deres mangel på psykotrop aktivitet. Cannabisplanter producerer sure cannabinoider med hampplanter, der producerer lave niveauer af psykotrope cannabinoider. Som sådan vil udnyttelse af hamp til sur cannabinoidekstraktion eliminere behovet for decarboxylering før ekstraktion som en kilde til cannabinoiderne. Anvendelsen af opløsningsmiddelbaseret ekstraktion er ideel til opnåelse af sure cannabinoider, da deres opløselighed i opløsningsmidler såsom superkritisk CO2 er begrænset på grund af det høje tryk og temperatur, der kræves for at nå deres opløselighedskonstanter. En alternativ metode designet til at øge opløseligheden er ultralydassisteret ekstraktion. I denne protokol er virkningen af opløsningsmiddelpolaritet (acetonitril 0,46, ethanol 0,65, methanol 0,76 og vand 1,00) og koncentration (20%, 50%, 70%, 90% og 100%) på ultralydassisteret ekstraktionseffektivitet blevet undersøgt. Resultaterne viser, at vand var det mindst effektive, og acetonitril var det mest effektive opløsningsmiddel, der blev undersøgt. Ethanol blev yderligere undersøgt, da det har den laveste toksicitet og generelt betragtes som sikkert (GRAS). Overraskende nok er 50% ethanol i vand den mest effektive ethanolkoncentration til ekstraktion af den højeste mængde cannabinoider fra hamp. Stigningen i cannabidiolsyrekoncentrationen var 28% sammenlignet med 100% ethanol og 23% sammenlignet med 100% acetonitril. Mens det blev fastslået, at 50% ethanol er den mest effektive koncentration til vores anvendelse, har metoden også vist sig at være effektiv med alternative opløsningsmidler. Derfor anses den foreslåede metode for effektiv og hurtig til ekstraktion af sure cannabinoider.

De anvendte opløsningsmidler spænder fra midten af polaritetsindekset (0,460 - ACN) til polært (1,000 - vand). Fra tabel 2 kan det ses, at vand ikke gjorde et effektivt ekstraktionsmiddel til cannabinoider, hvilket ikke er uventet, da cannabinoider har begrænset opløselighed i vand på grund af deres hydrofobicitet13. I modsætning til vand havde de andre opløsningsmidler lignende ekstraherede værdier af CBD og CBDA, hvor det mindst polære opløsningsmiddel acetonitril (AC...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrasonic-Assisted Extraction of Cannabidiolic Acid from Cannabis Biomass at JoVE.com

Ultrasonic-Assisted Extraction of Cannabidiolic Acid from Cannabis Biomass

Ultralydassisteret ekstraktion (UAE) øger ekstraktionseffektiviteten af opløsningsmidler, og når det påføres Cannabis spp. biomasse reducerer det den tid, der kræves til ekstraktion. Dette reducerer omkostningerne og det potentielle cannabinoidtab på grund af nedbrydning. Derudover betragtes UAE som en grøn metode på grund af lav opløsningsmiddelbrug.

Ultralyd-assisteret ekstraktion af cannabidiolsyre fra cannabis biomasse

Industrial hemp (Cannabis spp.) has many compounds of interest with potential medical benefits. Of these compounds, cannabinoids have come to the center ...

Denne protokol demonstrerer hele processen med CBD-ekstraktion, startende fra fremstilling af materialet, opløsningsmiddelekstraktion og måling af CBD-indhold. Ved at foreslå den optimerede opløsningsmiddel- og opløsningsmiddelkoncentration eliminerer denne metode unødvendige processer og kan hjælpe med effektiv opløsningsmiddelekstraktion til industrielle formål. Begynd med at opnå kirsebærvinblomstrer fra planter dyrket i marken.Lufttør blomsterne ved 35 grader Celsius i 48 timer. Slib blomsterne ved hjælp af en slibemaskine sat til 177 mikrometer. Før det pulveriserede materiale gennem nummer 80 maskesigte og opbevar pulveret i en forseglet pose ved stuetemperatur.I et 50 milliliter konisk rør vejes 0,5 gram af cannabisblomstrerpulveret. Tilsæt 40 ml 50% ethanol fremstillet i deioniseret vand. Placer ekstraktionsbeholderen i et ultralydsbad indstillet til 40 kilohertz indstillet stuetemperatur.Udfør ekstraktionen i 30 minutter, og øg badets temperatur fra 25 til 30 grader Celsius. Efter sonikering dekanteres ekstraktionsvæsken i et centrifugerør. Centrifugering af væsken ved 3000 gange G ved 15 grader Celsius i 15 minutter.Filtrer supernatanten gennem et 8 mikrometer filterpapir under vakuum. Fortynd cannabinoidstandarderne til driftskoncentrationer på 100, 50, 25 og 12,5 mikrogram pr. Milliliter i 100% methanol. Bland og sonikere i fem minutter i et ultralydsbad sat til 40 kilohertz og sonikeringseffekt på 100 watt.Filtrer standarderne og cannabisprøven supernatant gennem et 0,45 mikrometer polytetrafluorethylensprøjtefilter. Sæt prøverne i 1,5 ml hætteglas, og læg dem i HPLC autosampleren. Indlæs 10 mikroliter af prøven, og kør HPLC ved hjælp af parametrene vist i denne tabel.Generer en standardkurve og aflede cannabinoidkoncentrationer i 50 til 200 mikrogram pr. Milliliter. Beregn vægten af cannabinoider i mikrogram ved at multiplicere med volumenet af det opløsningsmiddel, der anvendes i ekstraktionsprocessen, konverter værdien til milligram ved at dividere den med 1.000. Divider denne værdi med vægten af det plantemateriale, der anvendes til ekstraktionen for at opnå milligram pr. Gram tørvægt.HPLC-analyse viste, at når man brugte 100% opløsningsmidler, var acetonitril mest gunstigt for ekstraktion af individuelle cannabinoider. Ethanol blev dog undersøgt yderligere på grund af den laveste toksicitet af alle. Evaluering af virkningen af vandig ethanol på koncentrationen af ekstraherede cannabinoider viste, at maksimal ekstraktion blev observeret ved 50% ethanol.Der var en stigning på 39,7% i forhold til absolut ethanol til udvinding af CBDA. Niveauet af THCA blev også reduceret med 20,3%Ved hjælp af design-of-experiment-tilgangen blev ekstraktionen af CBDA plus CBD optimeret. Responsoverflademetodologianalyse bekræftede de ideelle parametre som 30-minutters ekstraktion, 53,4% ethanol i vand og 1 til 100 prøve-til-opløsningsmiddel-forhold.En højere mængde CBDA blev opnået ved hjælp af ultralydassisteret ekstraktionsmetode sammenlignet med macerationsmetoden. Mængden af ekstraheret CBD fordobles også ved hjælp af ultralydsmetoden, hvilket indikerer højere effektivitet til cannabinoidekstraktion. Det er vigtigt at huske forholdet mellem prøve og opløsningsmiddel, ekstraktionstid og opløsningsmiddelkoncentration.optimeret af denne undersøgelse. Denne procedure kan udføres til udvinding af andre cannabinoider fra hamp.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Ultrasonic-Assisted Extraction of Cannabidiolic Acid from Cannabis Biomass

Optimized Protocol for the Extraction of Proteins from the Human Mitral Valve

Optimeret protokol til ekstraktion af proteiner fra humanmitralventilen

Analysis of the cellular proteome can help to elucidate the molecular mechanisms underlying diseases due to the development of technologies that permit ...

A Simple Fractionated Extraction Method for the Comprehensive Analysis of Metabolites, Lipids, and Proteins from a Single Sample

En enkel fraktioneret ekstraktionsmetode til den omfattende analyse af metabolitter, lipider og proteiner fra en enkelt prøve

Understanding of complex biological systems requires the measurement, analysis and integration of multiple compound classes of the living cell, usually ...

Caffeine Extraction, Enzymatic Activity and Gene Expression of Caffeine Synthase from Plant Cell Suspensions

Koffein udvinding, enzymatisk aktivitet og genekspression af koffein syntase fra plante celle suspensioner

Caffeine (1,3,7-trimethylxanthine) is a purine alkaloid present in popular drinks such as coffee and tea. This secondary metabolite is regarded as a ...

Extraction and Analysis of Taiwanese Green Propolis

Udvinding og analyse af taiwanske grønne Propolis

Taiwanese green propolis is rich in prenylated flavonoids and exhibits a broad range of biological activities, such as antioxidant, antibacterial, and ...

Isolation of Lipoprotein Particles from Chicken Egg Yolk for the Study of Bacterial Pathogen Fatty Acid Incorporation into Membrane Phospholipids

Isolering af lipoprotein partikler fra hønseæg æggeblomme til undersøgelse af bakteriel Patogenchlorid fedtsyre inkorporering i membran Fosfolipids

Staphylococcus aureus and other Gram-positive pathogens incorporate fatty acids from the environment into membrane phospholipids. During infection, the ...

Kinetic Screening of Nuclease Activity using Nucleic Acid Probes

Kinetisk screening af Nukleaseaktivitet ved hjælp af nukleinsyre sonder

Nucleases are a class of enzymes that break down nucleic acids by catalyzing the hydrolysis of the phosphodiester bonds that link the ribose sugars. ...

Extraction and Quantification of Soluble, Radiolabeled Inositol Polyphosphates from Different Plant Species using SAX-HPLC

Ekstraktion og kvantificering af opløselige, radioaktivt mærkede inositolpolyfosfater fra forskellige plantearter ved hjælp af SAX-HPLC

The phosphate esters of myo-inositol, also termed inositol phosphates (InsPs), are a class of cellular regulators playing important roles in plant ...

Estimation of Plant Biomass Lignin Content using Thioglycolic Acid (TGA)

Estimation of Plant Biomass Lignin Content using Thioglycolic Acid TGA

Skøn over indholdet af plantebiomasse lignin ved hjælp af thioglykolsyre (TGA)

Lignin is a natural polymer that is the second most abundant polymer on Earth after cellulose. Lignin is mainly deposited in plant secondary cell walls ...

Ganglioside Extraction, Purification and Profiling

Gangliosidekstraktion, rensning og profilering

Gangliosides are glycosphingolipids that contain one or more sialic acid residues. They are found on all vertebrate cells and tissues but are especially ...

Capturing Actively Produced Microbial Volatile Organic Compounds from Human-Associated Samples with Vacuum-Assisted Sorbent Extraction

Indfangning af aktivt producerede mikrobielle flygtige organiske forbindelser fra humant associerede prøver med vakuumassisteret sorbentekstraktion

Volatile organic compounds (VOCs) from biological samples have unknown origins. VOCs may originate from the host or different organisms from within the ...