Phương pháp thử nghiệm chính xác hơn cho thực liệu cần sa

Đối với các chuyên gia phòng thử nghiệm trên toàn Hoa Kỳ, “xóa bỏ kết án” cần sa còn lớn hơn một vấn đề chính trị xã hội. Đó là một vấn đề liên quan đến sự an toàn, ổn định và độ chính xác của các kỹ thuật được sử dụng để đưa các thực liệu cần sa tới thị trường - và đây rõ ràng là một thị trường đang tăng trưởng. Cho đến nay, hơn 30 bang của Hoa Kỳ và Đặc khu Columbia (Quận hành chính Liên Bang thuộc Hoa Kỳ) đã thông qua một vài mức độ cải cách “xóa bỏ kết án” cần sa hoặc mở rộng các ứng dụng y tế của tetrahydrocannabinol (THC), cannabidiol (CBD) và các hợp chất cannabinoid khác.

Khi đã hợp pháp, các loại thực liệu (như bánh brownies, kẹo dẻo và các đồ ăn vặt khác) là một nhóm phổ biến trong các hàng hóa tiêu dùng chứa cần sa. Dù vậy, các phương pháp thử nghiệm đối với việc đo liều lượng cannabinoid trong những sản phẩm này có thể trở nên không phù hợp với người tiêu dùng, gây khó khăn cho các nhà hóa học kiểm soát chất lượng và thậm chí gây tổn hại cho các thiết bị phòng thử nghiệm tại bàn. Trong Hội nghị Quốc gia và Triển lãm của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (ACS) lần thứ 251 tổ chức vào tháng 3, các nhà nghiên cứu từ Phân ngành Hóa học Cần sa ACS (CANN) mới được thành lập, đã trình bày một phương pháp mới để đo liều lượng cannabinoid có trong thực liệu nhằm giải quyết tất cả những vấn đề này. 

Thách thức của hôm nay

Mức độ cannabinoid có trong đồ ăn vặt chứa cần sa thường được đo bằng cách sử dụng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), để tách tất cả các thành phần trong ma trận của thực liệu. (Lưu ý rằng cả THC và CBD đều liên quan chặt chẽ trong cấu trúc và do đó, thường được phân tích theo cùng một cách). Nhưng, tồn tại những vấn đề trong việc đo lường các chất này khi sử dụng HPLC – ví dụ như kết quả không nhất quán và gây hao mòn trên thiết bị phòng thử nghiệm.

“Hãy thử nghĩ về những gì dự định sẽ được đưa vào một hệ thống HPLC mới nhất”, Jahan Marcu, Giám đốc Khoa học của Tổ chức Americans for Safe Access, chia sẻ. “Vấn đề là khi bạn sẽ bắt đầu đưa vào lượng đường và chất béo quá tải vào cột phân tích, và cứ vài tuần bạn phải thay chiếc cột giá 700$ đó. Đó là khoản tiền ăn vào phần lợi nhuận đã vốn mỏng manh của các phòng thử nghiệm cần sa”.

Marcu cũng là Phó Chủ tịch của CANN, một Ủy ban của Các nhà nghiên cứu trong Ban Sức khỏe và An toàn Hóa học của ACS, bộ phận với các thành viên sáng lập đã có hơn 100 năm kinh nghiệm trong nghiên cứu về cần sa và hóa học. Thư ký của Phân ngành là Melissa Wilcox, một nhà hóa học phân tích và tư vấn cho các ngành công nghiệp.

Wilcox trình bày một phương pháp thử nghiệm mới tại Hội nghị ACS và chia sẻ rằng cải cách quy trình khoa học đối với việc đo mức độ cannabinoid trong thực liệu là một vấn đề liên quan đến an toàn sức khỏe. Trong một bài báo công bố gần đây trên Tạp chí của Hiệp hội Y khoa Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu phân tích các sản phẩm có chứa cần sa được mua bán hợp pháp tại 3 thành phố khác nhau ở Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng các sản phẩm thực liệu chỉ được dán nhãn chính xác 17%.

“Một số dạng cải cách vô cùng quan trọng đối với phân tích và quá trình sản xuất để chúng tôi có thể lấy được lượng chính xác trong thực liệu”, Wilcox nói. “Điều này đặc biệt quan trọng đối với những bệnh nhân cần hiểu rõ liều lượng của mình và tối ưu nó cho bất kỳ điều kiện chữa trị nào. Một nhãn mác ghi là 10 mg phải luôn chứa đúng 10 mg THC (hoặc cannabinoid khác). Nếu không, nó sẽ không hiệu quả, hoặc ai đó có thể bị nguy hiểm nếu có nhiều THC hơn những gì ghi trên nhãn mác”.

Kỹ thuật mới

Thay vì sử dụng quy trình chiết tách lỏng-lỏng thông thường đối với nguyên liệu cây cần sa, Marcu, Wilcox và đồng nghiệp gợi ý một kĩ thuật chuẩn bị mẫu độc đáo sử dụng máy cryo-milling, tiếp đó là sắc ký flash, kết quả là thiết bị có vòng đời sử dụng dài hơn và kết quả đọc cannabinoid đáng tin cậy hơn.

Để tạo ra một mẫu đồng nhất, thực liệu có chứa cần sa được đặt vào một máy cryo-mill với nitrogen lỏng và nghiền nát cho tới khi thành dạng bột lỏng mịn. Sau đó, bột được thêm vào một nguyên liệu silica xốp (trong trường hợp này là Celite) – một hợp chất có độ xốp cao được làm từ những hạt rỗng cực nhỏ. Tiếp theo, cannabinoid được tách ra từ thành phần của ma trận thực liệu và được thu lại bằng sắc ký flash. Cuối cùng, quá trình này cho phép các nhà nghiên cứu đưa dung dịch chỉ chứa cannabinoid vào hệ thống HPLC để phân tích, việc này răng cường tính hiệu quả và độ chính xác của toàn bộ quá trình.

“Hãy tưởng tượng bạn có một viên kẹo gấu dẻo, thả nó vào một dung môi và đưa nó vào máy nghiền sóng siêu âm (sonicator), chắc chắn bạn sẽ không tách được tất cả cannabinoid, vì thế khả năng cao bạn sẽ báo cáo thấp hơn mức thật. Thay vào đó, chúng tôi bắt đầu bằng bước cryo-milling tán các mẫu thành bột để toàn bộ bề mặt có sẵn để tách. Bước flash là bước cô lập, sau đó bạn sẽ lấy các phần sạch đưa vào HPLC để phân tích cho kết quả định lượng của mình”, Wilcox nói.

Sử dụng flash cho phép việc loại bỏ phần “không cần thiết” một cách dễ dàng hơn, ví dụ như tinh bột, đường và chất béo – và giúp nhà nghiên cứu có cơ hội để chia phần và dọn sạch mẫu trước khi chúng đến công đoạn đo lường. Một lợi ích khác của việc sử dụng flash đó là các nhà nghiên cứu có thể xem xét được nhiều hơn bằng cách sử dụng máy dò tán xạ ánh sáng hơi (ELSD) trên các công cụ HPLC khác nhau. Công nghệ ELSD thường cho thấy một bức tranh hoàn chỉnh hơn về những gì có trong từng mẫu, bao gồm cả các hợp chất không chromophoric – một mẫu thông tin không có sẵn nếu chỉ sử dụng UV trong hệ thống HPLC thông thường.

“Đặc biệt đối với các chất đặc và nhiều đường là vấn đề thường gặp của các phòng thử nghiệm, tôi nghĩ kỹ thuật này có thể đưa ra một hướng đi tốt hơn,” Marcu nói.

Tiếp theo là gì?

Hiện nay, phương pháp đã đo chính xác lượng cần sa có trong kem thoa, sô-cô-la, bánh brownies, caramel, mật ong que và kẹo gấu dẻo. Nhóm có tuyên bố rằng phương pháp thử nghiệm hợp chất mới này không phù hợp với tất cả các sản phẩm có chứa cần sa, ví dụ như soda sẽ phải được đo lường theo cách khác. Rào cản tiếp theo phải khắc phục đó là khả năng mở rộng của công nghệ, mặc dù Wilcox chỉ ra rằng thực hiện sắc ký flash không gây trở ngại về mặt chi phí.

“Một hệ thống flash hết khoảng 30,000$, vì vậy nhìn chung không tốn bằng một hệ thống HPLC. Có nhiều loại máy cryo-mill khác nhau từ loại cơ bản cho tới loại có dây chuyền cấp nitrogen lỏng, do đó sẽ vào khoảng từ 1,500$ đến 12,000$”, bà nói. “Thêm nữa, bạn sẽ cần dùng hệ thống flash. Nếu bạn thực hiện phân tách đảo ngược giai đoạn, bạn có thể sử dụng lại những chiếc cột đó. Một vài phòng thử nghiệm cần sa đã sử dụng phương pháp này rồi”.

Mở rộng quy mô công nghệ tới các phòng thử nghiệm thương mại và đào tạo kĩ thuật viên để sử dụng trên quy mô lớn hơn là bước tiếp theo của quá trình đo lường này – đây cũng là một chủ đề mà Wilcox, Marcu và đồng nghiệp sẽ thảo luận trong hội thảo sắp tới của ASC tại Philadelphia. Trong buổi họp mặt vào tháng 8 này, các thành viên của CANN, cùng với các diễn giả khách mời, sẽ chủ trì các hội thảo về phân tách, phân tích cần sa; an toàn hóa chất cho sản phẩm và sức khỏe của kỹ thuật viên. Ngoài ra, họ lên kế hoạch thảo luận phương pháp để đạt được các yêu cầu pháp lý và bàn về thực hành tốt nhất cho các phòng thử nghiệm để xử lý cần sa.

“Tôi thấy điểm quan trọng của phương pháp này đó là nó đưa ra hướng suy nghĩ để phân tích các sản phẩm này mà không giới hạn hoàn toàn là phân tách lỏng-lỏng,” Marcu nói. “Đây là một phương pháp hóa học cổ điển, nên tôi hi vọng nó sẽ giúp làm giảm các mối lo về vấn đề thực liệu và cho mọi người biết rằng nhiều bang đã có các phòng thử nghiệm được cấp phép có khả năng thực hiện công việc này. Câu trả lời đã có ở đó, và có thể phát triển các phương pháp để hỗ trợ ngành công nghiệp này”.

Theo www.digital.laboratoryequipment.com