Development of an SMB process for the purification of CBD from a CBD-rich cannabis extract

Aplikace | 2024 | KNAUERInstrumentace
Příprava vzorků, HPLC
Zaměření
Potraviny a zemědělství, Farmaceutická analýza
Výrobce
KNAUER

Význam tématu


CBD je významný kanabinoid s širokým terapeutickým využitím. Čistá izolace CBD z komplexního rostlinného extraktu je náročná kvůli složité matrici. Preparativní chromatografie se simulovaným pohyblivým lůžkem (SMB) přináší energetické a materiálové úspory oproti klasickým metodám a umožňuje vyšší výtěžky a čistoty.

Cíle a přehled studie


Cílem bylo vyvinout a optimalizovat kontinuální SMB proces pro purifikaci CBD z ethanolem získaného extraktu z konopí.
  • Pre-preparativní krok k odstranění pozdně elujících nečistot.
  • Analytické testy pro stanovení retenčních časů a mrtvých časů kolony.
  • Návrh SMB konfigurace a parametrů (počet zón, průtoky, doby přepínání).
  • Testy různých režimů (otevřená vs. uzavřená smyčka, variace koncentrace a průtoku vzorku).

Použitá metodika a instrumentace


Proces kombinoval pre-preparativní HPLC a SMB separaci.
Pre-preparační HPLC:
  • Kolona C18 (150×50 mm, 10 µm), průtok 60 ml/min, izokratická eluce 100 % EtOH.
  • AZURA P 2.1L pumpy, UV detektor 228 nm, objem injekce 10 ml.
SMB:
  • 8 kolony C18 (250×8 mm, 15 µm), zónové pumpy až 30 ml/min, feed pumpa 4 ml/min.
  • UV detektory 228 nm, Coriolisovy průtokoměry, řízení PurityChrom MCC.

Hlavní výsledky a diskuse


Pre-preparativní krok odstranil pozdní fytochimikálie, zkrátil cyklus a snížil spotřebu eluentu. Analytické testy určili retenční časy CBD (4,27 min) a ∆9-THC (7,32 min) a mrtvé časy pro návrh SMB parametrů. Testy ukázaly:
  • Metoda MO2 (otevřená smyčka, feed = 0,082 ml/min) dosáhla 90 % návratnosti CBD s čistotou ~93 % (42 mg/cyklus).
  • Zvýšení koncentrace vzorku zdvojnásobilo výtěžek (95 mg/cyklus) při poklesu návratnosti o 10 %.
  • Přechod na uzavřenou smyčku recirkuloval eluent, kompromisem byla vyšší kontaminace vedlejší frakce.
  • Optimální provozní bod ležel v dolním levém rohu teoretického trojúhelníku pro úplnou regeneraci fází.

Přínosy a praktické využití metody


Navržený SMB proces nabízí:
  • Výrazné snížení spotřeby rozpouštědel a energie.
  • Kontinuální provoz s vysokou produktivitou (až 878 mg CBD/24 h při nižší a 1997 mg/24 h při vyšší koncentraci).
  • Rychlý náběh stacionárního stavu (po 3–4 cyklech).
  • Škálovatelnost pro farmaceutickou a průmyslovou výrobu.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další rozvoj zahrnuje:
  • Automatizaci a online monitoring kvality frakcí.
  • Rozšíření na separaci dalších kanabinoidů a bioaktivních složek.
  • Integraci s předúpravou (extrakce, dekarboxylace).
  • Použití pokročilých modelů adsorption a optimalizačních algoritmů.

Závěr


SMB chromatografie s optimalizovanými parametry umožnila efektivní izolaci CBD s vysokou čistotou a výtěžností z komplexní rostlinné matricie. Studie potvrzuje potenciál kontinuálních separací pro ekonomickou a ekologickou výrobu přírodních produktů.

Reference


1. Blanc CL et al. Separation and Purification Technology, 141 (2015)
2. Rajendran A et al. Journal of Chromatography A, 1216 (2009)
3. Rodrigues AE et al. Simulated Moving Bed Technology, Butterworth-Heinemann (2015)
4. Seidel-Morgenstern A et al. Chemical Engineering Technology, 31 (2008)
5. Loxterkamp L, Monks K. Determination of 16 cannabinoids inside flowers, oils and seeds. KNAUER (2020)

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Cannabis and hemp HPLC solutions
Cannabis and hemp HPLC solutions
|KNAUER|Brožury a specifikace
CBD purification – Part 1: Preparative HPLC method development in analytical scale and scale-up
CBD purification – Part 2: Transfer and optimization of a purification method in preparative scale
Applications Collection of solutions by KNAUER