超声辅助提取（UAE）可提高溶剂的提取效率，应用于Cannabis spp. 生物量时，能够缩短提取所需时间。这降低了成本，并减少了因降解导致的 cannabinoids 损失。此外，由于溶剂使用量较低，UAE 被认为是一种绿色环保的提取方法。
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摘要
摘要
工业大麻（Cannabis spp.）含有多种具有潜在医疗价值的化合物。在这些化合物中，大麻素尤其是酸性大麻素正受到越来越多的关注。之所以将研究重点转向酸性大麻素，是因为它们不具备精神活性。大麻植物能够产生酸性大麻素，而工业大麻植株中精神活性大麻素的含量较低。因此，利用工业大麻提取酸性大麻素可省去提取前的脱羧步骤，直接作为大麻素的来源。基于溶剂的提取方法非常适合获取酸性大麻素，因为这些化合物在超临界CO2等溶剂中的溶解度有限，需在高压和高温条件下才能达到其溶解常数。一种旨在提高溶解度的替代方法是超声辅助提取法。本实验方案考察了溶剂极性（乙腈0.46、乙醇0.65、甲醇0.76、水1.00）和浓度（20%、50%、70%、90%和100%）对超声辅助提取效率的影响。结果表明，水的提取效果最差，而乙腈是最有效的溶剂。由于乙醇毒性最低且被公认为安全（GRAS），因此对其进行了进一步研究。令人意外的是，50%乙醇水溶液是提取工业大麻中最大量大麻素的最有效乙醇浓度。与100%乙醇相比，大麻二酚酸浓度提高了28%；与100%乙腈相比，提高了23%。尽管确定50%乙醇是本应用中最有效的浓度，但该方法也被证实对其他溶剂同样有效。因此，所提出的提取方法被认为是一种高效且快速的酸性大麻素提取方法。
引言
工业大麻（大麻 spp.) 在多种植物组织（花、叶和茎）中产生酸性大麻素，其中以花中的浓度最高1。该 大麻 工业上采用多种方法提取这些化合物。其中一种方法是溶剂提取法，利用非极性或/和极性溶剂，乙醇为最常用的溶剂。然而，仅使用溶剂提取法存在一定的局限性，因此开发了辅助提取技术，如微波辅助提取（MAE）和超声波辅助提取（UAE），以提高提取率。此外，还可利用超临界流体技术提取高浓度的大麻二酚（CBD）。2.
萃取是一个动态过程，其效率受多种因素影响，主要包括水分含量、颗粒大小和溶剂3。具体而言，对于超声辅助萃取（UAE）技术，其效率由温度、压力、频率和时间所决定4。
超声辅助提取是一种通过液体传递超声波以搅动颗粒的过程。在搅动过程中，植物材料经历声学空化现象，即经历压缩与膨胀的循环，形成并在溶液中破裂的气泡，从而产生极高的温度和压力5。压力和温度的变化会改变溶剂的物理性质，进而提高提取效率6。此外，空化作用可破坏分子间相互作用，导致有机和无机化合物从植物基质中溶出7
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方案
1. 植物材料准备
- 从田间种植的植株上采集Cherry Wine花序，植株按南北方向配置，株距1米，行距1.2米（种植地位于美国科罗拉多州朗蒙特）。
- 在35 °C条件下将花序风干48小时。使用研磨机在177 µm设置下研磨花序。
- 将研磨后的粉末过80目筛。将所得粉末置于密封袋中，室温保存以备后续使用。
2. 超声提取
- 称取0.5 g的 大麻 将花序粉末放入50 mL锥形管中。向容器中加入40 mL溶剂（例如，去离子水中含50%乙醇）。
- 将提取容器置于设定为40 kHz、室温的超声波清洗仪中（超声功率为100 W）。
- 在超声波水浴中进行提取，持续30分钟，将水浴温度从25 °C升至30 °C。
- 将提取液倒入离心管中。
- 以 3,000 x g 离心液体 g 在15 °C下孵育15分钟。在真空条件下，通过8 µm滤纸过滤上清液。
3. 高效液相色谱（HPLC）定量分析
- 用100%甲醇将七种大麻素标准品：大麻色原烯（CBC）、CBD、CBDA、大麻酚（CBN）、四氢大麻酸（TH....
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结果
所使用的溶剂极性范围从中等极性（0.460 - ACN）到极性溶剂（1.000 - 水）。从表2可以看出，水对大麻素的提取效果不佳，这并不意外，因为大麻素具有疏水性，在水中的溶解度有限13。与水相比，其他溶剂对CBD和CBDA的提取量相似，其中极性最低的溶剂乙腈（ACN）比两种醇类溶剂的提取效率更高。尽管统计上偏低，乙醇对主要大麻素CBDA的提取量仍分别比ACN和甲醇高出93%和99%。此外，乙醇提取物中THCA（Δ9-THC的前体）含量最低。降低THCA含量有助于限制其转化为精神活性物质Δ9-THC，这对工业应用尤为重要16。虽然所有有机溶剂通常被认为是安全的（GRAS），但只有乙醇在最终产品中的用量没有限制2。乙醇与甲醇所得结果之间的差异表明两者均可使用，但考虑到乙醇毒性较低，更适合商业化应用。同样，尽管ACN在提取物中获得了更多的大麻素，但因其允许残留量极低，若需额外纯化以去除痕量残留物，而CBDA浓度仅提高7%.......
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讨论
溶剂的极性在化合物的有效提取中起着关键作用。由于酸性大麻素因其羧酸基团而具有一定的极性，因此推测甲醇或乙醇等极性溶剂的提取效果最佳。Garrett 和 Hunt19 在使用 THC 的研究中表明，其在含水乙醇中的溶解度取决于溶液中乙醇的百分比和溶液的离子强度。尽管本研究未考察离子强度的影响，但可以推测其在50%乙醇条件下提取效率的提高中发挥了重要作用。此外，Garrett 和 Hunt19 的研究还表明，pH 值会影响其在水溶液中的溶解度。Metcalf20 也强调了 pH 值的重要性，其研究显示大麻二酚在水溶液中的 pKa 值介于 8.0 至 8.5 之间，而其他文献报道的 pKa 值则在 9.13 至 9.64 之间。
水溶液的应用还得到了无溶剂水提法的支持。该方法通过动态浸提使大麻（Cannabis）的腺毛从植物材料中脱落21。随后可将腺毛与提取液干燥，得到可用于进一步.......
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披露
作者声明无竞争利益。
致谢
本研究得到了普韦布洛科罗拉多州立大学大麻研究所、韩国政府（MSIT）资助的韩国创新基金会项目（2021-DD-UP-0379）以及春川市（Hemp R&D 与工业化，2020-2021年）
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 乙腈 | J.K.Baker | 9017-88 | 溶剂 |
| 大麻色烯 | Cerilliant | C-143 | 大麻素标准品 |
| 大麻二酚 | Cerilliant | C-045 | 大麻素标准品 |
| 大麻二酚酸 | Cerilliant | C-144 | 大麻素标准品 |
| 大麻二酚变烯 | Cerilliant | C-140 | 大麻素标准品 |
| 大麻萜酚 | Cerilliant | C-141 | 大麻素标准品 |
| 大麻酚 | Cerilliant | C-046 | 大麻素标准品 |
| 离心机 | Hanil Scientific Inc | Supra 22K | 离心机 |
| Cherry Wine 工业大麻 | CFH, Ltd. | - | 花材提取原料 |
| 蒸馏水 | TEDIA | WS2211-001 | 溶剂 |
| 乙醇 | TEDIA | ES1431-001 | 溶剂 |
| 滤纸 | Whatman | #2 | 过滤 |
| 研磨机 | Daesung Artlon | DA280-S | 研磨 |
| HPLC | 岛津 | LC-10 系统 | 大麻素分析 |
| 甲醇 | TEDIA | MS1922-001 | 溶剂 |
| Minitab 16.2.0 | Minitab Inc. | ||
| 注射器滤器 | Whatman | 6779-1304 | 过滤 |
| 四氢大麻酚变烯 | Cerilliant | T-094 | 大麻素标准品 |
| 三氟乙酸 | Sigma-aldrich | 302031-1L | HPLC 流动相溶剂 |
| 超声波清洗器 | Jinwoo | 4020P | 超声提取 |
| Zorbax Eclipse plus C18 HPLC 色谱柱 | 安捷伦 | 9599990-902 | HPLC 色谱柱 |
| Δ8 - 四氢大麻酚 | Cerilliant | T-032 | 大麻素标准品 |
| Δ9 - 四氢大麻酚 | Cerilliant | T-005 | 大麻素标准品 |
| Δ9 - 四氢大麻酚酸 | Cerilliant | T-093 | 大麻素标准品 |
参考文献
- Hemphill, J. K., Turner, J. C., Mahlberg, P. G. Cannabinoid content of individual plant organs from different geographical strains of Cannabis sativa L. Journal of Natural Products. 43 (1), 112-122 (1980).
- Baldino, L., Scognamiglio, M., Reverchon, E.
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重印与许可
