Quality Control of Cannabis

¿Todos los aceites de Cannabis son iguales?

Florencia es amiga de una persona que necesita tratarse con aceite de Cannabis. Ella nos conoce desde hace muchos años, sabe que manejamos Cromatógrafos, y que estamos relacionados con muchos laboratorios analíticos. Entonces, nos acerca un frasquito con un aceite verdoso, y nos dice: ¿podrás analizarlo y asegurarme que es de buena calidad?

En los últimos años se está dando un cambio en las percepciones públicas sobre el Cannabis, que se ha reflejado en grandes cambios en la legislación y la política en países que habían prohibido estoicamente el uso de cannabis en el pasado. Los Estados Unidos y Canadá ahora cuentan con industrias legales de cannabis en auge, que son parte de un mercado global por un valor que se estima en más de USD 20 mil millones. Se prevé que esta industria supere los USD 60 mil millones en los próximos cinco años.

En marzo de 2017, se aprobó en la Argentina la ley del Cannabis medicinal. Si bien en algunos casos es necesario contar con mayores evidencias, se conocen efectos terapéuticos para tratar enfermedades como Parkinson, Artritis, Esclerosis múltiple, Epilepsia refractaria, Glaucoma, y Enfermedad de Crohn, entre otras.

Creemos que de poco tiempo, serán rutinarios diversos análisis sobre el Cannabis que hoy, al menos en la Argentina, prácticamente no se realizan.

Nota: Aquí vamos a adentrarnos en los aspectos analíticos del Cannabis y aceite de Cannabis, y no en los legales. AGS ANALITICA no posee vínculo con las empresas ni asociaciones mencionadas aquí. Recomendamos fuertemente a todos los interesados, que consulten la legislación vigente en su país en cuanto al uso del Cannabis medicinal o recreativo, y por otra parte, que aquellos interesados en los posibles efectos del Cannabis para el tratamiento de cualquier dolencia o enfermedad consulten con profesionales médicos. Sobre el final, citamos las fuentes utilizadas en la elaboración de esta nota.
Como siempre, podés consultarnos por email a soporte@agsanalitica.com.

Nuestro objetivo es prepararnos para el escenario que está cambiando alrededor del análisis del Cannabis.

¿Qué hay en el Cannabis?

El THC (tetrahidrocannabinol) es el cannabinoide responsable de los efectos psicoactivos del cannabis, mientras que el CBD (cannabidiol) posee propiedades beneficiosas. Además del Δ9-tetrahidrocannabinol (THC), los cultivadores y los laboratorios de procesamiento a menudo se centran en el ácido Δ9-tetrahidrocannabinólico (THC-A), ya que es el precursor natural del THC y se descarboxila fácilmente al THC a través del secado y / o calentamiento del cannabis (como en el puerto de inyección de un GC). Por lo tanto, un método fácil y rápido para la determinación del contenido de THC y THC-A de una muestra de cannabis es de gran interés.

Los cannabinoides más importantes presentes en el Cannabis son:

Cannabinoides ácidos: CBDA, CBGA y THCA.
Cannabinoides neutros: CBD, CBG, THC y CBN.

El Cannabis medicinal tiene típicamente mayor concentración de CBD, y menor concentración de THC (con mayor presencia en marihuana, de uso recreacional). La relación THC/CBD tiene importancia para el Cannabis medicinal. Por ejemplo, un Cannabis medicinal puede tener una composición típica de 20 % de CBD y 1 % de THC, mientras que el Cannabis recreacional puede tener una composición típica de 25 % de THC y 2 % de CBD.

Si tenemos un extracto de cannabis proveniente de una planta a la que se le realizó el estudio de pesticidas, hongos y mohos, no es necesario realizarle estos estudios. Pero sí vamos a tener que determinar su potencia de CBD y THC.

Moléculas de THC, THC-A, CBD y CBD-A

¿Qué ensayos deberíamos realizar a un aceite de cannabis, para asegurar su calidad?

1. Análisis de Cannabinoides (potencia) por GC-FID, GC-MSD (Cromatografía Gaseosa) o HPLC-UV (Cromatografía Líquida).

Un Cromatógrafo Gaseoso no es capaz de detectar THCA o CBDA (formas ácidas, nativas de la planta), ya que los ácidos carboxílicos se descomponen con el calor del puerto de inyección, en donde se convierten a las especies THC y CBD.

Conversión de THCA a THC

Es importante conocer el THC total.
THC Total = THC + THCA

También es importante conocer el CBD total.
CBD Total = CBD + CBDA

La técnica de análisis por HPLC puede identificar las formas ácidas CBDA y THCA, no identificadas por GC. Para todo tipo de Cannabis comestible, extractos, o la planta original, es útil conocer la concentración de estas especies.

Cuando utilicemos un GC, dado que la conversión de THCA a THC (y de CBDA a CBD) en el puerto de inyección del GC no es necesariamente completa, el calentamiento de la muestra previo al análisis asegurará que la determinación analítica sea correcta. Esto se logra con una evaporación a 200 ºC por unos 15-20 minutos.

La identificación positiva va a requerir un detector Espectrómetro de Masas (GC-MSD) en lugar de un detector de llama (GC-FID).

Si realizamos los análisis por GC a partir de las hojas de la planta, es necesaria una extracción previa con Metanol o Acetato de Etilo, por ejemplo. La columna cromatográfica puede ser DB-1 (o sus equivalentes SP-1, RTX-1, ZB-1, etc) o DB-5 (SP-5, RTX-5, ZB-5, etc).

Análisis de potencia del cannabis por GC

Análisis de potencia por Cromatografía Gaseosa

2. Perfil de Cannabinoides

Para conocer el perfil completo de los cannabinoides, es necesario un análisis cualitativo y cuantitativo de la composición.

Análisis de cannabinoides por GC

3. Análisis de terpenos por GC-MS (Cromatografía Gaseosa - Espectrometría de Masas)

Los terpenos son sustancias responsables del aroma, pero los investigadores han empezado a centrarse en los efectos de interacción entre los terpenos y los cannabinoides, por lo que el interés sobre los terpenos está en aumento. Algunos terpenos presentes en el aceite de Cannabis: alfa-pineno, beta-pineno, limoneno, mirceno, linalool, beta-cariofileno, humuleno, limoneno, eucaliptol, etc.

Análisis de Terpenos por GC

4. Análisis de metales pesados (ICP-OES, ICP-MS)

Algunos posibles metales contaminantes: Arsénico, Plomo, Cadmio, Mercurio.

5. Pesticidas por HPLC-MS y GC-MS

La planta de Cannabis puede sufrir diversas plagas y enfermedades, y es común usar diversos pesticidas para combatirlas.

6. Solventes residuales por GC+Headspace

En el proceso de extracción de cannabinoides y terpenos de la planta de Cannabis, es posible que restos de solventes sin evaporar permanezcan como contaminantes.

Análisis de solventes residuales por GC

7. Análisis de Micotoxinas por LC-MS
Estas sustancias naturales producidas por algunos hongos, pueden estar presentes en

¿Qué son químicamente los cannabinoides?

Los cannabinoides son una clase de compuestos químicos que interactúan con el sistema endocannabinoide (ECS) del cuerpo humano, causando una amplia gama de efectos farmacocinéticos. Estos se derivan casi exclusivamente de los fitocannabinoides y los ácidos cannabinoides en el cannabis.

Debido al continuo cruce de diferentes especies de cannabis que pertenecen a la familia Cannabaceae, prácticamente todas las plantas de cannabis se pueden clasificar en una sola clase híbrida general. En consecuencia, las diferentes variedades de cannabis se caracterizan ahora por el quimiotipo. Estos quimiotipos se basan en la concentración de los cannabinoides primarios en la planta.

Se denomina quimiotipo al grupo de individuos de una especie que se distingue en forma significativa del resto según su composición química, pero que son morfológicamente idénticos entre sí. A partir de ello, el quimiotipo de un aceite esencial es la clasificación química, biológica y botánica, de la molécula con mayor presencia en el aceite. Algunos se refieren al quimiotipo de un aceite esencial como "raza química". Se distingue el Cannabis tipo fibra (hemp) del Cannabis tipo droga por su diferencia en el contenido de principios activos (OMS, 2018)

La técnica de HPLC de grado analítico se ha utilizado para explorar los más de 100 cannabinoides distintos extraídos de la planta. Estos se pueden subcategorizar en grupos de estructuras químicas similares. Por ejemplo, el principal compuesto psicoactivo del cannabis, el tetrahidrocannabinol (THC), en realidad abarca dos grupos químicos (∆9-THC y ∆8-THC) que incluyen al menos 10 tipos diferentes de cannabinoides. El cannabidiol (CBD), que es venerado por sus propiedades medicinales, se refiere a no menos de siete tipos distintos de cannabinoides.

El HPLC analítico proporciona una base cuantitativa para clasificar el cannabis según el quimiotipo. Es superior a muchas técnicas alternativas, ya que el rendimiento no depende de la temperatura, lo que garantiza que incluso los cannabinoides a la concentración más baja es poco probable que sufran descarboxilación. Esto garantiza que con el HPLC analítico se obtendrá la concentración de cannabinoides en el estado nativo, lo que significa que los resultados son más representativos del cultivo real.

Análisis de Canabinoides por HPLC

La cromatografía líquida de alta performance (HPLC), generalmente se puede dividir en métodos preparativos, semi-preparativos o analíticos. El método empleado depende del objetivo.

La HPLC preparativa y semi-preparativa se utilizan para separar compuestos y purificar sustancias individuales para su uso posterior.

Por otra parte, el HPLC en grado analítico se emplea cuando se necesita una determinación cualitativa o cuantitativa de sustancias en una muestra.

Muchos sectores del mercado usan una combinación de HPLC preparativo y analítico para los protocolos de control de calidad (QA/QC), como por ejemplo en la industria del cannabis, que está creciendo rápidamente en el Mundo.

Hasta el momento se han extraído más de 100 cannabinoides diferentes de la planta, pero sólo 17 se han caracterizado en profundidad. Esto se debe en parte a la extrema diversidad de cannabinoides dentro de las muestras, que a menudo están presentes en niveles de trazas.

Los principales componentes biológicamente activos de las plantas de cannabis y cáñamo son los cannabinoides naturales. 70 de estos compuestos estrechamente relacionados ya son conocidos y están bien descritos. El foco principal ha sido el Δ9-tetrahidrocannabinol (THC) debido a sus características farmacológicas y toxicológicas, sobre las cuales se han impuesto límites legales estrictos.

También es de creciente interés el cannabidiol (CBD), el segundo ingrediente activo más frecuente del cannabis. En 2017, la Organización Mundial de la Salud (OMS) calificó al CBD de no tener riesgo para la salud pública o potencial de abuso. El CBD se usa comúnmente para tratar la ansiedad, el insomnio y los diferentes tipos de dolor crónico.

Análisis de Cannabis por HPLC