摘要：四氫大麻酚(THC)是最常見的大麻素之一，是大麻植物中主要的精神活性物質，歐美國家對工業(yè)用大麻進行了明確的界定，按照THC含量把大麻分為纖維型(THC＜0.3%)、中間型(0.3%＜THC＜0.5%)和藥用型(THC＞0.3%)。大麻植物不同部位大麻素含量不同，提取過程中產(chǎn)生的四氫大麻酚含量往往高于0.3%。因此關注四氫大麻酚的含量對大麻毒品的監(jiān)測和控制有重要意義。本文就工業(yè)大麻中四氫大麻酚的不同檢測方法進行了整理和歸納，對四氫大麻酚等大麻素的相關研究及大麻育種工作有參考意義。
關鍵詞：工業(yè)大麻；四氫大麻酚；檢測
1四氫大麻酚簡介
大麻為一年生?？拼舐閷僦参?，別名有：火麻、寒麻、線麻等，在世界各地均有野生大麻或栽培大麻[1]。作為使用5000年之久的植物[2]，大麻具有多種用途，例如治療癌癥相關疼痛、多發(fā)性硬化癥等治療用途，制作紡織品、家居用品、化妝品、工業(yè)油、食品等工業(yè)用途[3]。另外，工業(yè)大麻在葡萄糖、木糖、乙醇等生物能源生產(chǎn)中也具有潛在應用，使其非常適合可再生和可持續(xù)能源領域[4-6]。然而大麻中具有大麻素成分，其中四氫大麻酚(tetrahydrocannabinol，THC)是最常見的大麻素之一，是大麻中主要的精神活性物質。THC具有萜酚類骨架，官能團為苯環(huán)、仲醇、3個甲基和氧雜環(huán)己烷環(huán)。它可以與內源性大麻素系統(tǒng)相互作用，對中樞神經(jīng)起到興奮作用，長期服用可導致成癮，引起認知和行為影響，導致感官、情緒、運動、認知能力方面的問題，高劑量時會導致幻覺、妄想和精神病[7]。這也使得大麻與海洛因、可卡因被稱為全球三大傳統(tǒng)毒品，因此大麻植物及其制品在我國被嚴格控制[8-9]。為防止大麻被利用為毒品，歐美國家對工業(yè)用大麻進行了明確的界定，按照THC含量把大麻分為纖維型(THC＜0.3%)、中間型(0.3%＜THC＜0.5%)和藥用型(THC＞0.3%)，其中纖維型大麻又稱為工業(yè)用大麻或工業(yè)大麻(industrial hemp)[10]。目前，我國大面積種植工業(yè)大麻的地區(qū)有黑龍江和云南省，在甘肅、吉林等地也有零星種植[11]。工業(yè)大麻不具備毒品利用價值，是經(jīng)典的生產(chǎn)資料。其中，大麻的花、葉、根均可以入藥，其麻纖維還具有防輻射、抗菌、彈性好等優(yōu)良特性，因此廣泛應用于紡織、醫(yī)藥、衛(wèi)生、造紙、食品、日化、皮革、汽車、建筑、裝飾、包裝等領域，具有很好的經(jīng)濟價值[12-14]，其綜合利用流程圖如圖1所示[15]。盡管工業(yè)大麻品種允許種植，但是THC的含量仍然是我們需要關注和監(jiān)測的，這有利于對大麻毒品的有效監(jiān)管。因此，本文介紹了近幾年來工業(yè)大麻中THC檢測方法的研究進展，可為工業(yè)大麻的質量控制提供參考，對工業(yè)大麻的生產(chǎn)及管控具有一定的參考意義。
圖 1 大麻綜合利用流程圖
2工業(yè)大麻中四氫大麻酚的檢測方法
2.1液相色譜法
液相色譜(HPLC)法由于前處理方法簡單，儀器易于操作、通用性強等優(yōu)點被研究者們廣泛運用于THC的定量檢測[16]。陳國峰等[17]基于高效液相色譜技術，使用ZORBAXSB-C18色譜柱，通過對工業(yè)大麻花、葉、莖稈和種子中THC、四氫大麻酚酸(THCA)、大麻二酚(CBD)、大麻二酚酸(CBDA)的提取方式、提取溶劑、色譜條件的優(yōu)化，建立了同時測定工業(yè)大麻中四種大麻素含量的高效檢測方法。結果表明，THC、THCA、CBD和CBDA四種大麻素在0.5mg/L-25.0mg/L之間線性關系良好，相關系數(shù)R2均大于0.9994，四種大麻素的提取回收率為89.6%-99.7%，相對標準偏差為1.5%-4.8%，檢出限為0.1mg/kg。該方法具有快速、操作簡單、靈敏度高等優(yōu)點，可滿足工業(yè)大麻中THC、THCA、CBD和CBDA的檢測要求。
張景等[18]利用WelchXB-C18色譜柱建立了工業(yè)大麻提取物中含有的微量THC定量檢測方法，結果表明，THC在0.10μg/mL-9.94μg/mL(R=0.9999)范圍內線性關系良好，同時對樣品的精密度、穩(wěn)定性、重復性以及加樣回收率進行了檢測，檢測結果良好。方法的檢出限為0.05μg/mL，定量限為0.10μg/mL。將該方法應用于工業(yè)大麻提取物實際樣品中，回收率在89.97%-100.25%之間。該方法快速、簡便、重復性好，適用于工業(yè)大麻提取物中THC的定量檢測。這為大麻相關產(chǎn)品中微量THC的檢測拓展了方法。
火麻仁油是以工業(yè)大麻籽冷榨產(chǎn)生的油脂類產(chǎn)品。由于THC具有脂溶性強的特點，這使得分離和檢測火麻仁油等油脂中的THC成為一個難點。吳麗琳等[19]首先通過凝膠滲透色譜(GPC)技術對火麻仁油中的Δ9-THC進行分離和凈化，再經(jīng)過洗脫濃縮處理后通過HPLC法對Δ9-THC進行定量檢測分析，取得了較好的效果。該方法在0-500μg/L濃度范圍內呈線性關系，線性相關系數(shù)R=0.99994，方法檢出限為0.05mg/kg，定量限為0.17mg/kg。將方法進行加標回收實驗，加標回收率為84.6%-101.8%，相對標準偏差在3.2%-4.7%之間。利用該方法對10種不同品牌的火麻仁油實際樣品的含量進行研究，Δ9-THC含量在0.40mg/kg-5.82mg/kg之間
2.2氣相色譜-質譜聯(lián)用法
除液相色譜法外，實驗室對大麻成分的檢驗鑒定還可依靠氣相色譜法(GC)、氣相色譜-質譜聯(lián)用法(GC-MS)等。氣相色譜通常與質譜(MS)或者氫火焰離子化檢測(FID)結合用來對大麻素進行定性和定量檢測。需要注意的是，由于氣相色譜需要高柱溫，酸性大麻素在通過色譜柱時會發(fā)生脫羧作用轉變?yōu)橹行源舐樗?，因此分析結果通常是酸性和中性大麻素的總和[20-21]。
閆志偉等[22]以甲醇萃取大麻植物中的主要成分，應用氣相色譜/質譜/選擇離子監(jiān)測法(GC/MS/SIM)對大麻植物中的THC、CBD和大麻酚(CBN)檢測分析，建立了一個有效的檢測實驗方法。實驗結果表明，THC和CBD在5μg/mL-100μg/mL濃度范圍呈線性，線性相關系數(shù)R=0.99826206，線性關系良好，最低檢出限為0.001μg/mL。CBN的線性范圍為3.125μg/mL-50μg/mL，線性相關系數(shù)R=0.99346520，最低檢出限為0.001μg/mL。通過GC/MS/SIM對大麻植物不同部位中主要成分進行定量檢測，實驗結果表明大麻植物樣本中樹冠部位的THC含量均大于0.3%，標準偏差小于0.18%。該檢測方法數(shù)據(jù)結果可靠，為區(qū)分不同大麻植物類型提供了較好的檢測方法，為大麻原植物類犯罪的定罪量刑提供了技術支撐和科學依據(jù)。
李智寧等[23]建立了一種GC-MS-同位素內標法，用來檢測來自不同地區(qū)的漢麻中THC、CBD和CBN的含量。該方法選擇的同位素內標物為THC-D3，定性定量離子對分別為：THC-D3，m/z299→231/314；CBD，m/z231→238/314；CBN，m/z295→238/310。通過方法學考察得出，3個成分質量濃度在0.2-32.0μg/mL范圍內線性關系良好(R=0.9996-0.9999)，加樣回收率為93.2%-112.7%，檢測限LOD為0.0023μg/mL-0.0062μg/mL，定量限LOQ為0.0076μg/mL-0.021μg/mL。將該方法應用于實際樣品中，實驗數(shù)據(jù)顯示回收率為93.2%-112.7%，RSD為2.8%-6.2%。精密度、重復性良好，48h內穩(wěn)定性較高。
2.3液相色譜-質譜聯(lián)用法
由于大麻素類物質結構相似，HPLC在分析時會難以準確分離所有的大麻素，因此近年來常與質譜聯(lián)用(LC-MS)以實現(xiàn)對大麻素類物質的精確、快速定量分析。并且LC-MS法選擇性強、靈敏度高，可分別對酸性和中性大麻素進行分析測定，拓寬了大麻素檢測方法的應用范圍。
李俊等[24]基于UPLC-QQQ-MS/MS聯(lián)用技術，實現(xiàn)了對工業(yè)大麻中CBD、THC、THCA、大麻萜酚、大麻二醇酸、大麻萜酚酸6種大麻素類成分的準確定量。該方法線性關系良好，準確度(0.29%-2.80%)、精密度(0.84%-2.74%)、加樣回收率(99.36%-102.88%)均符合要求。另外，該方法還對實際樣品進行了分析，分析結果良好，可應用于篩選高CBD含量、低THC含量的大麻品種和開發(fā)工業(yè)大麻品種研究。
Erin C Berthold等[25]開發(fā)了一種運行時間短至6分鐘的超高效液相色譜-串聯(lián)質譜(UPLC-MS/MS)方法，能夠在8分鐘內檢測和定量包括THC在內的十二種大麻素。該方法在10ng/mL-2500ng/mL的校準范圍具有良好的線性。使用1/x2加權因子，所有大麻素的相關系數(shù)R＞0.99。該方法的定量限為10ng/mL，檢出限為1ng/mL。三日內重復性小于5%，重現(xiàn)性小于10%。對工業(yè)大麻樣品的分析進行了驗證，樣品回收率在98.4%-115.0%之間。該方法適用于為CBD生產(chǎn)而種植的三種大麻品種的監(jiān)管抽樣試驗。
劉悅鑫等[26]分別采用不同提取液對工業(yè)大麻的植株花葉和大麻加工產(chǎn)品中的Δ9-THC進行提取和分離，再使用UPLC和UPLC-MS/MS兩種方法對Δ9-THC進行檢測，建立了Δ9-THC的液相色譜-質譜(LC-MS)定性定量檢驗方法和液相色譜(LC)定量檢驗方法。結果表明，Δ9-THC的檢測在LC中0.001mg/mL-0.1mg/mL范圍內線性良好，液相色譜-質譜中在5ng/mL-100ng/mL的范圍內線性良好，R2均大于0.999。液相色譜和液質聯(lián)用檢驗方法的測量值相對誤差均在±2%以內，精密度均＜2%。該方法利用兩種不同技術對Δ9-THC進行定量檢測，擴充了定量檢測范圍，為實驗室針對工業(yè)大麻植株花葉和大麻加工產(chǎn)品中四氫大麻酚的檢驗提供技術支持。
2.4紅外光譜檢測法
與當前流行的色譜、質譜等方法相比，紅外光譜檢測法(NIRS)是一種更快速、經(jīng)濟高效、用途廣泛、穩(wěn)健且可持續(xù)的工具。Carmen Jaren等[27]評估了NIRS用于量化大麻中主要大麻素的THC和CBD及其相關光譜峰的功能。此外，結合近紅外光譜和化學計量學分析，獲得了大麻中大麻素含量的預測模型。使用原始數(shù)據(jù)獲得預測THC和CBD含量的最佳結果，提供了一種更簡單的分析形式。對于THC，最好的偏最小二乘(PLS)回歸模型實現(xiàn)了0.77的交叉驗證決定系數(shù)，預測偏差比值＞2，證明了NIRS在測定Kompolti品種工業(yè)大麻樣品中主要大麻素含量方面的潛力。結果表明，NIR光譜提供了其他傳統(tǒng)技術無法比擬的快速和簡便性。由于模型和獲得結果良好，這項研究可能會擴展到包括更多的樣本或具有更廣泛的THC濃度的其他工業(yè)大麻品種。
2.5拉曼光譜檢測法
在植物中，THC以四氫大麻酚的羧化形式存在，稱為四氫大麻酚酸(THCA)。加熱誘導脫羧后，THCA轉化為THC。Lee Sanchez等[28]開發(fā)了一種利用手持式拉曼光譜儀(RS)的方法，對大麻中THCA的含量進行檢測。該方法證明RS可以在不需要將THCA氧化為THC的情況下預測被分析樣品中THC的含量，可應用于區(qū)分工業(yè)大麻與其他大麻，具有便攜性、非侵入性和非破壞性的優(yōu)點，可以成為警察和大麻育種者的理想工具。
3四氫大麻酚檢驗方法總結
目前對于THC的檢測，主要基于色譜優(yōu)秀的分離能力和質譜強大的分析手段，以及二者的聯(lián)用技術，以準確地對THC進行定性定量分析。其中，液相色譜法是分析THC常用檢測手段，能夠縮短分析時間，分析方法更加簡便高效，但是由于基質中其他大麻素物質結構的干擾，存在無法有效分離等問題。近些年來發(fā)展的色譜-質譜聯(lián)用技術，能夠大幅度提高分析的靈敏度和特異性，對目前工業(yè)大麻中的THC做到準確定性定量分析。近幾年，其他檢測方法也在隨之發(fā)展，如紅外光譜法等技術，由于其檢測速度快、不破壞樣品等優(yōu)點，也逐漸成為研究熱點。另外，已經(jīng)有研究利用電化學表面增強拉曼光譜、便攜式生物傳感器快速篩選和識別工業(yè)大麻和藥用大麻等[29-30]。相信隨著研究的繼續(xù)深入，有望將不同的新技術應用到工業(yè)大麻中的THC檢測中，使THC的檢測技術有所實質性的突破，為工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)提供進一步的檢測技術支持。
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