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 forskningen ble støttet av Institute of Cannabis Research ved Colorado State University-Pueblo, Korea Innovation Foundation-bevilgningen finansiert av den koreanske regjeringen (MSIT) (2021-DD-UP-0379) og Chuncheon city (Hemp R&D og industrialisering, 2020-2021).

1. Forberedelse av plantemateriale
<ol><li>Få Cherry Wine blomsterstand fra planter dyrket i feltet, plantet i en sør-til-nord-konfigurasjon, med planter 1 m fra hverandre i midten og rader 1,2 m fra hverandre (dyrking ligger i Longmont, Colorado, USA).</li>
	<li>Lufttørk blomstringene ved 35 °C i 48 timer. Slip blomstringene ved hjelp av en slipemaskin som er satt til 177 μm.</li>
	<li>Før det pulveriserte materialet gjennom maskesikten Nr. 80. Oppbevar det resulterende pulveret i en forseglet p...

<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 til et løsningsmiddel spiller en kritisk rolle i effektiv utvinning av forbindelser. Siden sure cannabinoider er litt polare i naturen, på grunn av karboksylsyremoiety, ble det antatt at et polart løsningsmiddel som metanol eller etanol ville være mest effektivt. Garrett og Hunt19, i studien ved hjelp av THC, viste at løselighet i vandig etanol var basert på prosent etanol i løsningen og ionisk styrke av løsningen. Mens ionstyrke ikke ble undersøkt i den nåværende studien, k...

Industriell hamp (Cannabis spp.) produserer sure cannabinoider i ulike plantevev (blomster, blader og stengler), med den høyeste konsentrasjonen som finnes i blomsten1. Cannabisindustrien bruker flere metoder for å trekke ut disse forbindelsene. En slik metode er løsningsmiddelutvinning som bruker et ikke-polart og / eller polart løsningsmiddel, hvorav etanol er det mest brukte. Imidlertid er løsningsmiddelutvinning alene begrenset i sin evne; Derfor er augmentative ekstraksjonsteknikker, som mikrobølgeassistert ekstraksjon (MAE) og ultralydassistert ekstraksjon (UAE), designet for å øke utbyttet. I tillegg kan høykonsentrasjon cannabidiol (CBD) ekstraheres ved hjelp av superkritiske væsketeknologier2.
Ekstraksjon er en dynamisk prosess, og flere faktorer påvirker effektiviteten, nemlig fuktighetsinnhold, partikkelstørrelse og løsningsmiddel3. Spesielt for UAE-teknikken styres effektiviteten av temperatur, trykk, frekvens og tid4.
Ultralydassistert ekstraksjon er prosessen der ultralydbølger overføres gjennom en væske for å røre partikler. Under agitasjonsprosessen opplever plantematerialer akustisk kavitasjon, sykluser av kompresjon og ekspansjon som danner bobler som kollapser i løsningen, noe som resulterer i generering av ekstrem temperatur og trykk5. Trykk- og temperaturendringene endrer de fysiske egenskapene til løsningsmidlene, noe som kan føre til økt effekt av ekstraksjon6. I tillegg kan kavitasjon forstyrre molekylære interaksjoner som fører til organiske og uorganiske forbindelser som lekker ut fra plantematrisen7. Prosessen innebærer to hovedtyper av fysiske fenomener: (1) diffusjon over celleveggen, og (2) skylling av det cellulære innholdet etter å ha brutt veggen8. Bruken av De forente arabiske emirater er imidlertid ikke uten fallgruvene; Det er flere rapporter om at De forente arabiske emirater kan forringe forbindelser 9,10. I tillegg er temperaturene som genereres på kavitasjonsstedene over de som er nødvendige for dekarboksylering av cannabinoider. Mudge et al.11 brukte imidlertid De forente arabiske emirater og observerte ikke stor dekarboksylering av CBD eller tetrahydrocannabinol (THC), og viste dermed at Uae er en effektiv og grønn metode for utvinning av cannabinoider siden de raskt kan ekstraheres ved hjelp av lav energi.
De Vita et al.12 undersøkte bruken av MAE- og UAE-metoder spesielt og fant at når de brukte de optimale forholdene for hver metode, hentet De forente arabiske emirater mer av den sure og nøytrale CBD og THC som finnes i plantematerialet. På samme måte sammenlignet Rožanc et al.13 flere metoder for utvinning (UAE, soxhlet, maceration og superkritisk væske) og undersøkte ekstraktenes biologiske aktivitet. Rožanc viste at alle metodene var effektive for å trekke ut cannabinoider; men superkritisk væske og De forente arabiske emirater var mest effektive til å trekke ut cannabidiolic acid (CBDA). I tillegg hadde UAE-utvinningen den høyeste biologiske aktiviteten målt ved analysen 2,2-difenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH). Rožancs studie viste også at selv om utvinningsprosessene er effektive til å produsere råoljeekstrakter, er det fortsatt en del ikke-cannabinoidforbindelser som påvirker ekstraktenes biologiske aktivitet. I tillegg kan disse forbindelsene komplisere isolasjon og rensing av individuelle cannabinoidforbindelser fra råekstraktene13.
Superkritisk væskeutvinning (SFE) teknikker har blitt brukt til å trekke ut nøytrale cannabinoider. Flere studier viste at SFE pluss et organisk løsningsmiddel, som etanol, resulterte i høyere utvinningseffektivitet av nøytrale cannabinoider 2,3. Når trykket ble økt til nivåer som er i stand til å trekke ut de sure cannabinoidene, økte også ikke-cannabinoidinnholdet. Som sådan er disse høye trykkene ikke praktiske for industriell prosessering, da selektiviteten til SFE for cannabinoider reduseres og ytterligere etterbehandling er nødvendig. Følgelig må dekarboksylering gjøres før SFE, noe som kan føre til cannabinoidtap på opptil 18%2. For å øke effektiviteten i SFE, har den blitt kombinert med teknikker som solidfaseutvinning for å øke renheten til det endelige ekstraktet14. Til tross for å ha høy renhet som sluttprodukt, oppnås imidlertid bare nøytrale cannabinoider.
Tradisjonelt, i det analytiske laboratoriet, ble cannabinoider ekstrahert i en 9:1 metanol:kloroformblanding. Mudge et al.11 viste imidlertid at effektiv utvinning kan utføres med enkle løsningsmidler ved bruk av De forente arabiske emirater. Studien viste at 80% metanol var like effektiv som den tradisjonelle 9:1 metanol:kloroform ekstraksjon, og dermed indikerer at grønnere løsningsmidler kan være like effektive. Som sådan ble De forente arabiske emirater undersøkt for sin potensielle bruk på grunn av flere fordeler, inkludert lave kapitalkostnader, redusert utvinningstid og lavere energibruk og løsningsmiddelvolumer. Men når det gjelder De forente arabiske emirater, når polare løsningsmidler brukes, kan klorofyll og andre ikke-cannabinoider ekstraheres, noe som kan forårsake et problem i farge7. Følgelig, for å undersøke potensialet for å skaffe sure cannabinoider i kommersiell skala, ble De forente arabiske emirater ansatt ved hjelp av det industrielle hamp-sorten Cherry Wine. Cherry Wine er en hybrid av C. sativa og C. indica, en krysning mellom varianter av The Wife og Charlotte's Cherries. Cherry Wine-sorten er en høy CBDA-produserende stamme (15% til 25% CBD) med lave nivåer av tetrahydrocannabinolic acid (THCA). Sorten er en C. indica-dominerende stamme som har 7 til 9 ukers blomstring.
For å etablere den optimale UAE-utvinningsprotokollen ble det tatt to tilnærminger: den tradisjonelle enfaktoren om gangen (OFT) optimalisering og en Design of Experiment (DoE) tilnærming ved hjelp av en Central Composite Design (CCD)15. For DoE ble CBDA / CBD-ekstraksjon optimalisert basert på prøve / løsningsmiddelforhold, ekstraksjonstid og løsningsmiddelkonsentrasjon som faktorer, og de resulterende dataene ble analysert av Response Surface Methodology (RSM). Til slutt skisserer protokollen som er beskrevet den optimale metoden for å trekke ut den høyeste mengden 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

Industriell hamp (Cannabis spp.) har mange forbindelser av interesse med potensielle medisinske fordeler. Av disse forbindelsene har cannabinoider kommet til sentrum av oppmerksomheten, spesielt sure cannabinoider. Fokuset vender seg mot sure cannabinoider på grunn av deres mangel på psykotrop aktivitet. Cannabisplanter produserer sure cannabinoider med hampplanter som produserer lave nivåer av psykotrope cannabinoider. Som sådan vil utnyttelse av hamp for sur cannabinoidutvinning eliminere behovet for dekarboksylering før utvinning som kilde for cannabinoidene. Bruken av løsningsmiddelbasert ekstraksjon er ideell for å oppnå sure cannabinoider, da deres løselighet i løsningsmidler som superkritisk CO2 er begrenset på grunn av høyt trykk og temperatur som kreves for å nå oppløselighetskonstantene. En alternativ metode designet for å øke løseligheten er ultralydassistert ekstraksjon. I denne protokollen er effekten av løsemiddelpolaritet (acetonitril 0,46, etanol 0,65, metanol 0,76 og vann 1,00) og konsentrasjon (20%, 50%, 70%, 90% og 100%) på ultralydassistert utvinningseffektivitet undersøkt. Resultatene viser at vann var minst effektivt og acetonitril var det mest effektive løsningsmidlet som ble undersøkt. Etanol ble videre undersøkt siden det har lavest toksisitet og anses generelt som trygt (GRAS). Overraskende nok er 50% etanol i vann den mest effektive etanolkonsentrasjonen for å trekke ut den høyeste mengden cannabinoider fra hamp. Økningen i cannabidiolic acid konsentrasjon var 28% sammenlignet med 100% etanol, og 23% sammenlignet med 100% acetonitrile. Selv om det ble fastslått at 50% etanol er den mest effektive konsentrasjonen for vår applikasjon, har metoden også vist seg å være effektiv med alternative løsningsmidler. Følgelig anses den foreslåtte metoden som effektiv og rask for å trekke ut sure cannabinoider.

Løsningsmidlene som brukes varierer fra midten av polaritetsindeksen (0,460 - ACN) til polar (1.000 - vann). Fra tabell 2 kan det ses at vann ikke gjorde et effektivt ekstraktorant for cannabinoider, noe som ikke er uventet, da cannabinoider har begrenset løselighet i vann på grunn av deres hydrofobiskhet13. I motsetning til vann hadde de andre løsningsmidlene lignende ekstraherte verdier av CBD og CBDA, med minst polar løsningsmiddel acetonitrile (ACN) som hadde høyere ekst...

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

Ultralydassistert ekstraksjon (UAE) øker utvinningseffektiviteten til løsningsmidler, og når det brukes på Cannabis spp. biomasse reduserer det tiden som kreves for utvinning. Dette reduserer kostnadene og potensielt cannabinoidtap på grunn av nedbrytning. I tillegg anses De forente arabiske emirater som en grønn metode på grunn av lav bruk av løsningsmidlet.

Ultralydassistert ekstraksjon av cannabidiolic acid fra Cannabis Biomass

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

Denne protokollen demonstrerer hele prosessen med CBD-ekstraksjon, fra å forberede materialet, løsningsmiddelutvinning og måling av CBD-innhold. Ved å foreslå optimalisert løsningsmiddel- og løsningsmiddelkonsentrasjon eliminerer denne metoden unødvendige prosesser og kan bidra til effektiv løsningsmiddelutvinning til industrielle formål. Begynn med å skaffe Cherry Wine blomsterstand fra planter dyrket i feltet.Lufttørk blomstringene ved 35 grader Celsius i 48 timer. Slip blomstringene ved hjelp av en slipemaskin satt til 177 mikrometer. Før det pulveriserte materialet gjennom nummer 80 maskesikte og oppbevar pulveret i en forseglet pose ved romtemperatur.I et konisk rør på 50 milliliter veier 0,5 gram av cannabisblomstringene. Tilsett 40 milliliter 50% etanol tilberedt i deionisert vann. Plasser ekstraksjonsbeholderen i et ultralydbad satt til 40 kilohertz innstilt romtemperatur.Utfør utvinningen i 30 minutter, og øk temperaturen på badekaret fra 25 til 30 grader Celsius. Etter sonikering, dekanter ekstraksjonsvæsken i et sentrifugerør. Sentrifuger væsken ved 3000 ganger G ved 15 grader Celsius i 15 minutter.Filtrer supernatanten gjennom et 8-mikrometer filterpapir under vakuum. Fortynn cannabinoidstandardene til driftskonsentrasjoner på 100, 50, 25 og 12,5 mikrogram per milliliter i 100% metanol. Bland og soniker i fem minutter i et ultralydbad satt til 40 kilohertz og sonikeringskraft på 100 watt.Filtrer standardene og cannabisprøven overnatant gjennom et 0,45-mikrometer polytetrafluoretylengsprøytefilter. Sett prøvene i 1,5 milliliter hetteglass, og legg dem i HPLC autosampler. Last inn 10 mikroliter av prøven og kjør HPLC ved hjelp av parametrene som vises i denne tabellen.Generer en standardkurve og utlede cannabinoidkonsentrasjoner i 50 til 200 mikrogram per milliliter. Beregn vekten av cannabinoider i mikrogram ved å multiplisere med volumet av løsningsmidlet som brukes i ekstraksjonsprosessen, konverter verdien til milligram ved å dele den med 1000. Del denne verdien med vekten av plantematerialet som brukes i utvinningen for å oppnå milligram per gram tørrvekt.HPLC-analyse viste at ved bruk av 100% løsningsmidler var acetonitril gunstigst for utvinning av individuelle cannabinoider. Etanol ble imidlertid videre undersøkt på grunn av den laveste toksisiteten av alle. Evaluering av virkningen av vandig etanol på konsentrasjon av ekstraherte cannabinoider viste at maksimal utvinning ble observert ved 50% etanol.Det var en økning på 39,7% over absolutt etanol for utvinning av CBDA. Nivået på THCA ble også redusert med 20.3%Ved hjelp av design-of-experiment-tilnærmingen ble utvinning av CBDA pluss CBD optimalisert. Analyse av responsoverflatemetodikk bekreftet de ideelle parametrene som 30-minutters ekstraksjon, 53,4% etanol i vann og 1 til 100 prøve-til-løsningsmiddelforhold.En høyere mengde CBDA ble oppnådd ved hjelp av ultralydassistert ekstraksjonsmetode sammenlignet med macerasjonsmetoden. Mengden ekstrahert CBD doblet seg også ved hjelp av ultralydmetoden, noe som indikerer høyere effektivitet for cannabinoidutvinning. Det er viktig å huske prøven til løsningsmiddelforholdet, ekstraksjonstiden og løsningsmiddelkonsentrasjonen.optimalisert av denne studien. Denne prosedyren kan utføres for utvinning av 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

Optimalisert protokoll for ekstraksjon av proteiner fra Human Mitral Valve

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 fraksjonert ekstraksjonsmetode for den omfattende analysen av 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 utvinning, enzymatisk aktivitet og genuttrykk av koffein syntase fra anlegget celle suspensjoner

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

Utvinning og analyse av 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 av lipoprotein partikler fra Chicken egg eggeplomme for studier av bakteriell patogen fatty acid innlemmelse i membran fosfolipider

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

Kinetic screening av Nuklease aktivitet ved hjelp nukleinsyre acid 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

Ekstraksjon og kvantifisering av løselige, radiomerkede inositolpolyfosfater fra forskjellige plantearter ved hjelp av 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

Estimering av plantebiomasse Lignin-innhold ved bruk av 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

Ganglioside utvinning, rensing 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

Fange aktivt produserte mikrobielle flyktige organiske forbindelser fra human-assosierte prøver med vakuumassistert sorbentutvinning

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