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

Denna forskning stöddes av Institute of Cannabis Research vid Colorado State University-Pueblo, Korea Innovation Foundation-bidraget finansierat av den koreanska regeringen (MSIT) (2021-DD-UP-0379) och Chuncheon city (Hemp R&D och industrialisering, 2020-2021).

1. Beredning av växtmaterial
<ol><li>Få Körsbärsvinblomställningar från växter som odlas i fältet, planterade i en syd-till-nord-konfiguration, med växter 1 m från varandra i mitten och rader 1,2 m från varandra (odling i Longmont, Colorado, USA).</li>
	<li>Lufttorka blomställningarna vid 35 °C i 48 timmar. Slipa blomställningarna med en slipmaskin sätt en 177 μm.</li>
	<li>För det pulveriserade materialet genom nätsikten nr 80. Förvara det resulterande pulvret i en förseglad påse ...

<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 hos ett lösningsmedel spelar en kritisk roll vid effektiv extraktion av föreningar. Eftersom sura cannabinoider är något polära till sin natur, till stor del på grund av karboxylsyradelen, antogs det att ett polärt lösningsmedel såsom metanol eller etanol skulle vara mest effektivt. Garrett och Hunt19 visade i sin studie med THC att lösligheten i vattenhaltig etanol baserades på procent etanol i lösningen och lösningens jonstyrka. Även om jonstyrka inte undersöktes i den...

Industrihampa (Cannabis spp.) producerar sura cannabinoider i olika växtvävnader (blommor, blad och stjälkar), med den högsta koncentrationen som finns i blomman1. Cannabisindustrin använder flera metoder för att extrahera dessa föreningar. En sådan metod är lösningsmedelsextraktion som använder ett icke-polärt och/eller polärt lösningsmedel, varav etanol är det vanligaste. Lösningsmedelsextraktion ensam är emellertid begränsad i sin förmåga; Därför är augmentativa extraktionstekniker, såsom mikrovågsassisterad extraktion (MAE) och ultraljudsassisterad extraktion (UAE), utformade för att öka avkastningen. Dessutom kan cannabidiol med hög koncentration (CBD) extraheras med hjälp av superkritisk vätsketeknik2.
Extraktion är en dynamisk process, och flera faktorer påverkar dess effektivitet, nämligen fuktinnehåll, partikelstorlek och lösningsmedel3. Specifikt för UAE-tekniken styrs effektiviteten av temperatur, tryck, frekvens och tid4.
Ultraljudsassisterad extraktion är processen där ultraljudsvågor passeras genom en vätska för att agitera partiklar. Under omrörningsprocessen upplever växtmaterial akustisk kavitation, kompressionscykler och expansion som bildar bubblor som kollapsar i lösning vilket resulterar i generering av extrem temperatur och tryck5. Tryck- och temperaturförändringarna förändrar lösningsmedlens fysikaliska egenskaper, vilket kan resultera i ökad effekt av extraktion6. Dessutom kan kavitation störa molekylära interaktioner som leder till att organiska och oorganiska föreningar läcker ut från växtmatrisen7. Processen involverar två huvudtyper av fysiska fenomen: (1) diffusion över cellväggen och (2) sköljning av cellinnehållet efter att väggen harbrutits 8. Användningen av UAE är dock inte utan fallgropar; det finns flera rapporter om att UAE kan bryta ner föreningar 9,10. Dessutom är temperaturerna som genereras vid kavitationsställena över de som är nödvändiga för dekarboxylering av cannabinoider. Mudge et al.11 använde dock UAE och observerade inte stor dekarboxylering av CBD eller tetrahydrocannabinol (THC), vilket visar att UAE är en effektiv och grön metod för extraktion av cannabinoider eftersom de kan extraheras snabbt med låg energi.
De Vita et al.12 undersökte användningen av MAE- och UAE-metoder specifikt och fann att när man tillämpade de optimala förhållandena för varje metod extraherade UAE mer av den sura och neutrala CBD och THC som finns i växtmaterialet. På samma sätt jämförde Rožanc et al.13 flera extraktionsmetoder (UAE, soxhlet, maceration och superkritisk vätska) och undersökte extraktens biologiska aktivitet. Rožanc visade att alla metoder var effektiva för att extrahera cannabinoider; men superkritisk vätska och UAE var mest effektiva för att extrahera cannabidiolic syra (CBDA). Dessutom hade UAE-extraktionen den högsta biologiska aktiviteten mätt med 2,2-difenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) -analysen. Rožancs studie visade också att även om extraktionsprocesserna är effektiva för att producera råextrakt, finns det fortfarande en del av icke-cannabinoidföreningar som påverkar extraktens biologiska aktivitet. Dessutom kan dessa föreningar komplicera isoleringen och reningen av enskilda cannabinoidföreningar från de råa extrakten13.
Superkritisk vätskeextraktion (SFE) tekniker har använts för att extrahera neutrala cannabinoider. Flera studier visade att SFE plus ett organiskt lösningsmedel, såsom etanol, resulterade i högre extraktionseffektivitet av neutrala cannabinoider 2,3. När trycket ökades till nivåer som kunde extrahera de sura cannabinoiderna ökade också icke-cannabinoidinnehållet. Som sådan är dessa höga tryck inte praktiska för industriell bearbetning eftersom selektiviteten hos SFE för cannabinoider minskade och ytterligare efterbehandling krävs. Följaktligen måste dekarboxylering göras före SFE, vilket kan resultera i cannabinoidförluster på upp till 18%2. För att öka effektiviteten i SFE har det kombinerats med tekniker som fastfasextraktion för att öka renheten hos det slutliga extraktet14. Trots att de har hög renhet som slutprodukt erhålls endast neutrala cannabinoider.
Traditionellt, i det analytiska laboratoriet, extraherades cannabinoider i en 9: 1 metanol: kloroformblandning. Mudge et al.11 visade dock att effektiv extraktion kan utföras med enstaka lösningsmedel vid användning av UAE. Studien visade att 80% metanol var lika effektivt som den traditionella 9:1-metanol:kloroformextraktionen, vilket indikerar att grönare lösningsmedel kan vara lika effektiva. Som sådan undersöktes UAE för dess potentiella användning på grund av att det hade flera fördelar, inklusive låg kapitalkostnad, minskad extraktionstid och lägre energianvändning och lösningsmedelsvolymer. Men när det gäller UAE, när polära lösningsmedel används, kan klorofyll och andra icke-cannabinoider extraheras, vilket kan orsaka problem i färg7. Följaktligen, för att undersöka potentialen för att erhålla sura cannabinoider i kommersiell skala, användes UAE med hjälp av den industriella hampsorten Cherry Wine. Cherry Wine är en hybrid av C. sativa och C. indica, en korsning mellan sorterna The Wife och Charlotte's Cherries. Cherry Wine-sorten är en hög CBDA-producerande stam (15% till 25% CBD) med låga nivåer av tetrahydrocannabinolsyra (THCA). Sorten är en C. indica-dominerande stam som har 7 till 9 veckors blomning.
För att upprätta det optimala UAE-extraktionsprotokollet togs två tillvägagångssätt: den traditionella en faktor i taget (OFT) optimering och en Design of Experiment (DoE) -metod med hjälp av en Central Composite Design (CCD)15. För DoE optimerades CBDA/CBD-extraktion baserat på prov/lösningsmedelsförhållandet, extraktionstiden och lösningsmedelskoncentrationen som faktorer, och de resulterande uppgifterna analyserades med Response Surface Methodology (RSM). Sammanfattningsvis beskriver det beskrivna protokollet den optimala metoden för att extrahera den högsta mängden 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

Industrihampa (Cannabis spp.) har många intressanta föreningar med potentiella medicinska fördelar. Av dessa föreningar har cannabinoider kommit till centrum för uppmärksamhet, särskilt sura cannabinoider. Fokus riktas mot sura cannabinoider på grund av deras brist på psykotrop aktivitet. Cannabisväxter producerar sura cannabinoider med hampväxter som producerar låga nivåer av psykotropa cannabinoider. Som sådan skulle användning av hampa för sur cannabinoidextraktion eliminera behovet av dekarboxylering före extraktion som en källa för cannabinoiderna. Användningen av lösningsmedelsbaserad extraktion är idealisk för att erhålla sura cannabinoider eftersom deras löslighet i lösningsmedel såsom superkritisk CO2 är begränsad på grund av det höga tryck och temperatur som krävs för att nå deras löslighetskonstanter. En alternativ metod för att öka lösligheten är ultraljudsassisterad extraktion. I detta protokoll har effekten av lösningsmedelspolaritet (acetonitril 0,46, etanol 0,65, metanol 0,76 och vatten 1,00) och koncentration (20%, 50%, 70%, 90% och 100%) på ultraljudsassisterad extraktionseffektivitet undersökts. Resultaten visar att vatten var det minst effektiva och acetonitril var det mest effektiva lösningsmedlet som undersöktes. Etanol undersöktes ytterligare eftersom den har den lägsta toxiciteten och allmänt betraktas som säker (GRAS). Överraskande nog är 50% etanol i vatten den mest effektiva etanolkoncentrationen för att extrahera den högsta mängden cannabinoider från hampa. Ökningen av cannabidiolic syrakoncentrationen var 28% jämfört med 100% etanol och 23% jämfört med 100% acetonitril. Även om det bestämdes att 50% etanol är den mest effektiva koncentrationen för vår applikation, har metoden också visat sig vara effektiv med alternativa lösningsmedel. Följaktligen anses den föreslagna metoden vara effektiv och snabb för att extrahera sura cannabinoider.

De använda lösningsmedlen sträcker sig från mitten av polaritetsindexet (0,460 - ACN) till polärt (1,000 - vatten). Från tabell 2 kan man se att vatten inte gjorde ett effektivt extraktionsmedel för cannabinoider, vilket inte är oväntat, eftersom cannabinoider har begränsad löslighet i vatten på grund av deras hydrofobicitet13. Till skillnad från vatten hade de andra lösningsmedlen liknande extraherade värden av CBD och CBDA, med det minst polära lösningsmedlet 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

Ultraljudsassisterad extraktion (UAE) ökar extraktionseffektiviteten av lösningsmedel och när den appliceras på Cannabis spp. Detta minskar kostnaden och potentiell cannabinoidförlust på grund av nedbrytning. Dessutom anses UAE vara en grön metod på grund av låg lösningsmedelsanvändning.

Ultraljudsassisterad utvinning av cannabidiolic syra från cannabis biomassa

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

Detta protokoll demonstrerar hela processen med CBD-extraktion, från beredning av materialet, lösningsmedelsextraktion och mätning av CBD-innehåll. Genom att föreslå den optimerade koncentrationen av lösningsmedel och lösningsmedel eliminerar denna metod onödiga processer och kan hjälpa till med effektiv lösningsmedelsextraktion för industriella ändamål. Börja med att få Cherry Wine blomställningar från växter som odlas i fältet.Lufttorka blomställningarna vid 35 grader Celsius i 48 timmar. Slipa blomställningarna med en slipmaskin på 177 mikrometer. För det pulveriserade materialet genom nätsikt nummer 80 och förvara pulvret i en förseglad påse vid rumstemperatur.I ett 50-milliliter koniskt rör väger du 0,5 gram av cannabisblomställningspulvret. Tillsätt 40 ml 50% etanol framställd i avjoniserat vatten. Placera extraktionskärlet i ett ultraljudsbad på 40 kilohertz inställd rumstemperatur.Utför extraktionen i 30 minuter, öka badets temperatur från 25 till 30 grader Celsius. Efter ultraljudsbehandling, dekantera extraktionsvätskan i ett centrifugrör. Centrifugera vätskan vid 3000 gånger G vid 15 grader Celsius i 15 minuter.Filtrera supernatanten genom ett 8-mikrometer filterpapper under vakuum. Späd cannabinoidstandarderna till driftskoncentrationer på 100, 50, 25 och 12,5 mikrogram per milliliter i 100% metanol. Blanda och ultraljudsbehandling i fem minuter i ett ultraljudsbad på 40 kilohertz och ultraljudsbehandling effekt på 100 watt.Filtrera standarderna och cannabisprovets supernatant genom ett 0,45 mikrometer polytetrafluoretylensprutfilter. Lägg proverna i 1,5 ml injektionsflaskor och placera dem i HPLC-autosamplern. Ladda 10 mikroliter av provet och kör HPLC med hjälp av parametrarna som visas i den här tabellen.Generera en standardkurva och härleda cannabinoidkoncentrationer i 50 till 200 mikrogram per milliliter. Beräkna vikten av cannabinoider i mikrogram genom att multiplicera med volymen av lösningsmedlet som används i extraktionsprocessen, konvertera värdet till milligram genom att dividera det med 1 000. Dela detta värde med vikten av växtmaterialet som används vid extraktionen för att erhålla milligram per gram torrvikt.HPLC-analys visade att vid användning av 100% lösningsmedel var acetonitril mest gynnsamt för extraktion av enskilda cannabinoider. Etanol undersöktes dock ytterligare på grund av den lägsta toxiciteten av alla. Utvärdering av effekten av vattenhaltig etanol på koncentrationen av extraherade cannabinoider visade att maximal extraktion observerades vid 50% etanol.Det var en ökning med 39,7% jämfört med absolut etanol för extraktion av CBDA. Nivån av THCA reducerades också med 20,3% Med hjälp av design-of-experiment-metoden optimerades extraktionen av CBDA plus CBD. Analys av svarsytemetodik bekräftade de ideala parametrarna som 30-minuters extraktion, 53,4% etanol i vatten och 1 till 100 prov-till-lösningsmedel-förhållande.En högre mängd CBDA erhölls med hjälp av ultraljudsassisterad extraktionsmetod jämfört med macerationsmetoden. Mängden extraherad CBD fördubblades också med ultraljudsmetoden, vilket indikerar högre effektivitet för cannabinoidutvinning. Det är viktigt att komma ihåg förhållandet mellan prov och lösningsmedel, extraktionstid och lösningsmedelskoncentration.optimerad av denna studie. Denna procedur kan utföras för extraktion av andra cannabinoider från hampa.

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

Optimerat protokoll för extraktion av proteiner från 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 fraktionerad extraktionsmetod för den omfattande analysen av metaboliter, lipider och proteiner från en enda prov

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, enzymaktivitet och genuttryck av koffein syntas från växten cellsuspensioner

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

Extraktion och analys av taiwanesiska grön 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 Lipoproteinpartiklar från kyckling äggula för studiet av bakteriell patogen fettsyra inkorporering i Membranfosfolipider

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 av Nukleasaktivitet med hjälp av Nukleinsyrprober

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

Utvinning och kvantifiering av Lösliga, Radiolabeled Inositol Polyfosfater från Olika Växtarter med hjälp 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

Uppskattning av växtbiomassa Ligninhalt med tioglykolsyra (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

Utvinning, rening och profilering av gangliosid

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

Fånga aktivt producerade mikrobiella flyktiga organiska föreningar från humant associerade prover med vakuumassisterad sorbentextraktion

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