Měření pomocí UV-Vis spektrofotometru umožňuje rychlou a spolehlivou kontrolu vzorků. Spektrofotometr lze využít i pro výpočet specifické aktivity nebo odhadu výtěžku purifikace a také k identifikaci frakcí obsahujících proteiny nebo aminokyseliny.
Proteiny obsahující aminokyseliny s aromatickými postranními řetězci absorbují záření při zhruba 280 nm, proto můžeme provést kvantitativní stanovení pomocí UV-Vis spektrofotometru. Koncentraci stanovíme díky znalosti Lambert-Beerova zákona a znalosti absorpčního koeficientu. V případě proteinů máme velmi často omezené množství vzorku, a proto je důležité, aby bylo možné vzorek analyzovat pouze z malého objemu. Proskenování vzorku může poskytnout informace o potenciálních kontaminantech. Cary 3500 muticell má držák kyvet, který je integrovaný a trvale zafixovaný tak, aby při měření v kyvetách s ultra malým objemem bylo dosahováno spolehlivých a opakovatelných výsledků.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Obr_1_Cary_3500_muticell_ma_drzak_kyvet_b85a282e18/HPST-Obr.-1-Cary-3500-muticell-ma-drzak-kyvet.webp" alt="HPST: Obr. 1: Cary 3500 muticell má držák kyvet"/>
Cary 3500 má vysoce kolimovaný paprsek, který je široký méně než 1,5 mm. Malá velikost paprsku činí z tohoto spektrofotometru ideální nástroj pro měření v kyvetách s malou aperturou, jako je například ta na tomto obrázku.
Tato studie demonstruje výhody spektrofotometru Cary 3500 pro kvalitativní a kvantitativní analýzu malých objemů proteinů. V experimentu byl použit sérový hovězí albumin (BSA), který se běžné používá jako proteinový standard se známým absorpčním koeficientem.
<h3>Experimentální část</h3>
<h5>Vzorky</h5>
0,01 M roztok fosfátového pufru (PBS) byl připraven s pH 7. Byl připraven zásobní roztok BSA o koncentraci 10 mg/ml a poté byl naředěn na koncentrace 0,75; 1,5; 2,25; 3 a 3,75 mg/ml. Pro měření připravených vzorků bylo použito šest kyvet s objemem 70 µl, s aperturou 2 x 2,2 mm a s optickou drahou 10 mm. Jedna kyveta byla použita pro referenci a pět kyvet na vzorky. Standardní 3,5 ml kyveta s optickou drahou 10 mm byla použita pro měření opakovatelnosti. PBS pufr byl použit jako reference.
<h5>Přístroj a metoda</h5>
Pro všechna měření byl použit spektrofotometr Agilent Cary 3500 multicell. Sken spektra byl proveden v rozsahu 250 až 350 nm s průměrovaným časem jedna sekunda a datovým intervalem 1 nm. Nebylo třeba jakékoliv předběžné nastavení. K prokázání opakovatelnosti bylo provedeno 20 opakovaných měření roztoku BSA o koncentraci 3 mg/ml s použitím 70 µl kyvety a s použitím identické kyvety a PBS pufrem jako reference. Dále byla proměřena také série 10 opakovaných měření s použitím 3,5 ml kyvety s optickou drahou 10 mm a opět byla použita i identická kyveta s roztokem PBS pufru jako reference. Všechna tato měření byla provedena při 278 nm s průměrovaným časem 1 sekunda a šířkou spektrálního pásma 2 nm.
<h3>Výsledky</h3>
<h5>Simultánní měření</h5>
Slepý vzorek a pět vzorků BSA byly měřeny souběžně pomocí Cary 3500 multicell. Sken spektra od 250 do 350 nm umožnil kvalitativní analýzu vzorků. Tato data byla poté použita pro posouzení linearity spektrofotometru (viz sekce linearita mikrokyvet).
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Obr_2_Skeny_spektra_roztoku_BSA_v_70_l_kyvete_merene_soucasne_c4d83cdd08/HPST-Obr.-2-Skeny-spektra-roztoku-BSA-v-70-l-kyvete-merene-soucasne.webp" alt="HPST: Obr. 2: Skeny spektra roztoků BSA v 70 µl kyvetě měřené současně"/>
<h5>Čistota proteinu</h5>
Hodnota absorbance při 350 nm může být použita pro kvantifikaci a zjištění přítomnosti případných nečistot ve vzorku proteinu. Obr. 2 ukazuje, že u měřených vzorků je absorbance při 350 nm nulová. Proto může být koncentrace BSA ve vzorku stanovena jako přímá úměra intenzity maximálního píku ve spektru, aniž by bylo třeba korekce vůči nečistotám vzorku.
Linearita měření v mikrokyvetách
Každý sken spektra ukázal maximální pík při 278 nm (obr. 2). Pomocí softwaru Cary UV Workstation byla pro každý vzorek extrahována hodnota absorbance a vynesena proti hodnotě koncentrace jednotlivých vzorků (obr. 3). Získaná data jasně prokazují linearitu použitého systému Cary 3500. I s použitím kyvet o ultra nízkém objemu s malou aperturou bylo dosaženo lineárního rozsahu až do 2,5 A.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Obr_3_Linearita_Cary_3500_vyjadrena_vynesenim_hodnot_absorbance_pri_278_nm_proti_hodnotam_koncentrace_peti_vzorku_BSA_eede096dc2/HPST-Obr.-3-Linearita-Cary-3500-vyjadrena-vynesenim-hodnot-absorbance-pri-278-nm-proti-hodnotam-koncentrace-peti-vzorku-BSA.webp" alt="HPST: Obr. 3: Linearita Cary 3500 vyjádřená vynesením hodnot absorbance při 278 nm proti hodnotám koncentrace pěti vzorků BSAp"/>
<h5>Opakovatelnost</h5>
Pro demonstraci opakovatelnosti bylo provedeno 20 opakovaných měření vzorku s BSA o koncentraci 3 mg/ml v 70 µl kyvetě (apertura 2 x 2,5 mm) a v 3,5ml kyvetě (obě kyvety s optickou drahou 10 mm). Obr. 4 ukazuje, že opakovatelnost pro 70 ul kyvetu nebyla ovlivněna velikostí apertury této kyvety. Standardní odchylka opakovaných měření byla 0,00042 pro 70 µl kyvetu a 0,00029 pro 3,5 ml kyvetu.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Obr_4_Absorbance_20_opakovanych_mereni_v_70_l_kyvete_ve_srovnani_s_20_merenimi_ve_standardni_3_5_ml_kyvete_7fbfc3d2e5/HPST-Obr.-4-Absorbance-20-opakovanych-mereni-v-70-l-kyvete-ve-srovnani-s-20-merenimi-ve-standardni-35-ml-kyvete.webp" alt="HPST: Obr. 4: Absorbance 20 opakovaných měření v 70 µl kyvetě ve srovnání s 20 měřeními ve standardní 3,5 ml kyvetě"/>
Průměrná hodnota absorbance jednotlivých měření byla 1,863 Abs pro 70 µl kyvetu a 1,858 Abs pro 3,5 ml kyvetu.
Při použití kyvet s ultra nízkým objemem je rizikem menší množství záření, který projde přes kyvetu v důsledku malé apertury těchto kyvet. V důsledku toho pak dochází k poklesu linearity i opakovatelnosti měření. Toto neplatí pro Cary 3500, který má velmi fokusovaný paprsek a nedochází tak ke ztrátám záření při průchodu malou aperturou. Cary 3500 dosahuje stejné opakovatelnosti měření v kyvetách s ultra nízkým objemem jako v kyvetách se standardním objemem 3,5 ml.
<h5>Diskuse</h5>
Kvantitativní měření lze provést na základě znalosti absorpčního maxima v UV-Vis spektru a znalosti absorpčního koeficientu. U vzorků, jako je BSA, známe hodnotu absorpčního koeficientu. Pokud tuto hodnotu neznáme je možné ji určit z rovnice kalibrační křivky vycházející z opakovaných měření standardů o různé koncentraci. Tento proces může být náročný a může přinést chyby, které se projeví až na konci experimentu.
Zvýšení jistoty experimentu lze dosáhnout přidáním vzorků o známé koncentraci do analytické sekvence, které pak fungují jako vnitřní kontroly. Úskalím těchto měření je, že vzorky a standardy nejsou měřeny ve stejný čas. V čase mezi jednotlivými měřeními pak může docházet ke změnám proměnných hodnot. Tento článek dokazuje, že měření standardů a vzorků ve stejný okamžik může velmi dobře potlačit chyby plynoucí z okolního prostředí.
K chybám může často docházet u nestabilních vzorků. V čase, který uplyne, než je vzorek změřen, může dojít ke změně absorbance. Toto se může stát v důsledku změny teploty, v důsledku dopadajícího světla nebo v důsledku chemické reakce ve vzorku. Výsledkem jsou systematické chyby při kvantifikačních měřeních. Těchto chyb se můžete zbavit díky možnosti simultánního měření pomocí Cary 3500 multicell a zvýšíte tak jistotu správnosti vašich výsledků. Současně znatelně ušetříte čas.
<h3>Závěr</h3>
Cary 3500 multicell představuje nové možnosti pro kvantitativní i kvalitativní analýzu proteinů.
Tento systém s jedinečným integrovaným a nepohyblivým držákem na osm kyvet je stvořen pro produktivitu a opakovatelnost. Díky možnosti měření ve všech osmi pozicích zároveň dochází k efektivnímu potlačení nechtěných proměnných, které mohou vznikat při po sobě jdoucích jednotlivých měřeních. Tyto vlastnosti dohromady dělají z Cary 3500 velmi výkonný analytický nástroj.
<blockquote>
Pro Vaše dotazy kontaktujte: Martina Háková (Produktový specialista (FTIR, UV-Vis-NIR, fluorescence, Raman), 730 572 998, martina.hakova@hpst.cz)
</blockquote>

UV-VIS spektrofotometr Agilent Cary 3500 a jeho přínos pro analýzu proteinů

Výroba terapeuticky aktivních látek a pomocných látek vyžaduje proces kontroly kvality (QC/QA) během i na konci výroby. Jednou z osvědčených a ustálených metod je UV-Vis spektrofotometrie. Ačkoli se jedná o velmi spolehlivou metodu, jsou zde některé proměnné, které mohou být rizikem pro výslednou kvalitu dat. Tyto proměnné mohou být způsobeny přístrojem, okolním prostředím nebo prací operátora. Kyselina acetylsalicylová (ASA) je aktivní složkou v Aspirinu, což je antirevmatický a protizánětlivý lék proti bolesti. Na této látce si ukážeme jedinečný analytický přístup, který umožňuje spektrofotometr Agilent Cary 3500. Jako mnoho léků, tablety Aspirinu se skládají z neaktivních složek, jako jsou pojiva, barevná činidla či solubilizační činidla, a z aktivních farmaceutických složek (API).
<h3>Úvod</h3>
Procentuální zastoupení ASA může být určeno pomocí hydrolýzy ASA na její deacetylovanou formu kyseliny salicylové (SA). SA je poté kvantifikována měřením UV-Vis absorbance a jejím porovnáním s kalibrační křivkou. Chyby pocházející z okolního prostředí mohou mít mnoho zdrojů. Jedním zdrojem může být změna signálu absorbance na základě i malé změny teploty či na základě kontaktu s vodou. ASA je při kontaktu s vodou vysoce nestabilní, to znamená hydrolyzaci na SA i při laboratorní teplotě a výsledkem je velmi odlišný absorbační profi l (obr. 1).
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Absorbacni_spektra_a_ASA_b_SA_c_ASA_po_ctyrech_hodinach_pri_25_C_jako_ukazka_prubehu_hydrolyzacni_reakce_63953e3394/HPST-Absorbacni-spektra-(a)-ASA-(b)-SA-(c)-ASA-po-ctyrech-hodinach-pri-25-C-jako-ukazka-prubehu-hydrolyzacni-reakce.webp" alt="HPST: Absorbační spektra (a) ASA, (b) SA, (c) ASA po čtyřech hodinách při 25 °C, jako ukázka průběhu hydrolyzační reakce"/>
Tato nestabilita znamená, že je nutné, aby analýza pomocí konvenčních UV-Vis spektrofotometrů byla velmi rychlá, a musí být provedena za specifických pH podmínek při specifické teplotě. Pro hydrolýzu je výrazným faktorem teplota, jak ukazuje obr. 2. Ukazuje se tedy, že teplota je významným prvkem ve smyslu minimalizace chyb pocházejících z okolního prostředí.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Konverze_ASA_na_SA_pri_30_37_45_a_50_C_po_ctyrech_hodinach_ukazuje_vyrazny_vliv_teploty_na_prubeh_reakce_4974b3e3c1/HPST-Konverze-ASA-na-SA-pri-30-37-45-a-50-C-po-ctyrech-hodinach-ukazuje-vyrazny-vliv-teploty-na-prubeh-reakce.webp" alt="HPST: Konverze ASA na SA při 30, 37, 45 a 50 °C po čtyřech hodinách, ukazuje výrazný vliv teploty na průběh reakce"/>
Pro minimalizaci chyb operátora se často analýza provádí v mnoha opakováních. Další chyby mohou pramenit z procesu přípravy vzorku nebo nehod, které se mohou stát mezi jednotlivými měřeními a mohou vyústit v chyby ve výsledcích. Spektrofotometr Cary 3500 přináší možnost současného měření v osmi pozicích kyvet. Tedy celkově lze měřit sedm standardů či vzorků (jedna pozice pro referenci) a to přesně v tu samou chvíli a za zcela totožných podmínek. Cary 3500 přináší nový způsob, jak dosáhnout integrity dat, a to díky simultánnímu měření vzorků, standardů a kontrol. Tato metoda eliminuje analytické proměnné okolního prostředí a práce operátora, která jsou rizikem pro správnost výsledků.
Rovněž má přístroj Cary 3500 i některé klíčové vlastnosti minimalizující proměnné pocházejí od spektrofotometru. Přístroj nemá žádné pohyblivé části, které by potřebovaly určité správné nastavení. A zamezuje tak například chybám z nesprávně nastavených držáků vzorků. Možnost simultánního měření vzorků a standardů zamezuje chybám pocházejícím ze změn výkonu a kalibrace v čase.
V této aplikaci bylo stanoveno procentuální zastoupení kyseliny acetylsalicylové v Aspirinu. Pro stanovení byla použita metoda hydrolýzy následovaná měřením absorbance při 296 nm. Měřením šesti standardů a jednoho vzorku současně byly minimalizovány chyby pocházející od okolního prostředí, práce operátora a přístroje.
<h3>Experimentální část</h3>
<h5>Příprava vzorku</h5>
Kalibrační křivka SA byla připravena rozpuštěním 0,2 gramu čisté SA ve fosfátovém pufru připraveném z filtrované Mili-Q vody s výsledným pH 7,5. Kalibrační křivka byla připravena v koncentracích tak, aby pokryla rozmezí absorbance od 0 do 2, jak uvádí tab. 1.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Tab_1_Koncentrace_pripravenych_standardu_cb3eb6ded9/HPST-Tab.-1-Koncentrace-pripravenych-standardu.webp" alt="HPST: Tab. 1: Koncentrace připravených standardů"/>
<h5>Hydrolýza Aspirinu</h5>
Byly zakoupeny komerčně dostupné tablety Aspirinu. Váha tablet byla 163,7 mg. Tablety byly rozpuštěny ve filtrované Mili-Q vodě o teplotě 75 °C. pH bylo nastaveno na přibližně 12 díky 1 M hydroxidu sodnému. Podmínky byly udržovány po dobu jedné hodiny, aby tak došlo ke kompletní hydrolýze ASA na SA. Byl připraven jeden litr vzorku a potom naředěn na kalibrační řadu nastavením pH na 7,5.
<h5>Instrumentace</h5>
Byl použit spektrofotometr Cary 3500 umožňující simultánní měření v osmi kyvetách, zajišťujících měření v osmi kyvetách ve stejný čas za stejných podmínek. Měřeno bylo 2,5 ml ve 3,5 ml křemenných kyvetách s použitím Mili-Q vody jako reference. V softwaru Cary UV Workstation byla použita aplikace koncentrace a zvoleno měření všech osm pozic zároveň. Nastavené parametry jsou uvedeny v tab. 2.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Tab_2_Parametry_nastaveni_spektrofotometru_ca97b47ff3/HPST-Tab.-2-Parametry-nastaveni-spektrofotometru.webp" alt="HPST: Tab. 2: Parametry nastavení spektrofotometru"/>
Byly zadány koncentrace připravených standardů (obr. 3). Celkem šest standardů bylo vybráno pro vytvoření kalibrační křivky. Byla zaznamenána baseline pro každou pozici kyvety. Poté byly standardy a vzorek změřeny během jediného simultánního měření.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Nahled_softwaru_Cary_UV_Workstation_s_nastavenou_sekvenci_mereni_kde_lze_videt_vyber_baseline_pocet_standardu_a_vzorku_spolu_s_nastavenim_koncentracnich_jednotek_a_koncentrace_standardu_898c2b3852/HPST-Nahled-softwaru-Cary-UV-Workstation-s-nastavenou-sekvenci-mereni-kde-lze-videt-vyber-baseline-pocet-standardu-a-vzorku-spolu-s-nastavenim-koncentracnich-jednotek-a-koncentrace-standardu.webp" alt="HPST: Náhled softwaru Cary UV Workstation s nastavenou sekvencí měření, kde lze vidět výběr baseline, počet standardů a vzorků spolu s nastavením koncentračních jednotek a koncentrace standardů"/>
<h5>Výsledky a diskuse</h5>
Byl proveden sken vlnových délek v rozmezí od 400 do 250 nm, aby tak bylo možné provést jak kvantitativní, tak kvalitativní analýzu SA. Absorpční maximum bylo určeno na 296 nm. Měření proběhlo ve stejný čas a za stejných podmínek díky Cary 3500. Skeny vlnových délek a hodnota absorbance při 296 nm byly provedeny pro všech šest kalibračních vzorků a jeden vzorek. Ze získaných dat byla vytvořena kalibrační křivka a byla stanovena koncentrace vzorku z tablety. Stanovená koncentrace odpovídala 7,755 mg/l (77,55 mg/l se zohledněním ředění). Koncentrace odpovídala 101,15 mg/l ASA v tabletě (obr. 4).
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/HPST_Nahled_softwaru_cary_UV_Workstation_ukazujici_kalibracni_krivku_a_pod_ni_prislusne_skeny_standardu_a_vzorku_b6518b3cd4/HPST-Nahled-softwaru-cary-UV-Workstation-ukazujici-kalibracni-krivku-a-pod-ni-prislusne-skeny-standardu-a-vzorku.webp" alt="HPST: Náhled softwaru cary UV Workstation ukazující kalibrační křivku a pod ní příslušné skeny standardů a vzorku"/>
Ze známé hmotnosti tablety lze určit procentuální zastoupení ASA v tabletě. Hmotnost tablety byla 163,7 mg, hmotnost ASA v tabletě 101,5 mg, což tedy odpovídá 61,7 % tablety.
<h3>Závěr</h3>
Byla zakoupena komerčně dostupná tableta Aspirinu, která byla podrobena hydrolýze a následnému spektrofotometrickému stanovení koncentrace SA, aby tak bylo stanoveno procentuální zastoupení ASA v tabletě. Byla připravena kalibrační křivka a všechny standardy a vzorek byly změřeny najednou v jednom čase za stejných podmínek. Tento přístup minimalizuje chyby, které mohou pramenit z okolního prostředí, práce operátora či přístroje. Hmotnost ASA byla stanovena na 101,15 mg, což činilo 61,7 % hmotnosti tablety.
Spektrofotometr Cary 3500 poskytuje nové možnosti, jak docílit integrity dat díky simultánnímu měření standardů a vzorků a minimalizuje tak riziko chyb, které by mohly ovlivnit správnost dat.
Pro další informace neváhejte kontaktovat produktového specialistu Martina Háková (martina.hakova@hpst.cz)

Současné měření kalibrační křivky a vzorků pomocí UV-Vis spektrofotometru Agilent Cary 3500

Dokáže určit kanabinoidní profil nebo dokonce potenci sušených květů konopí. NIRS lze také použít pro kontrolu kvality konopných olejů, vosků, tinktur a dalších přípravků.
„Konopí“ je obecný termín zahrnující skupinu tří rostlin s různými psychoaktivními vlastnostmi: Cannabis sativa, Cannabis indica, a Cannabis ruderalis (1). Rostlina konopí se používá jako lék, potravina a pro svou vlákninu po tisíce let. Květy a některé listy rostlin konopí jsou potaženy drobnými krystalickými strukturami zvanými „trichomy“, a právě tyto struktury jsou zodpovědné za produkci kanabinoidů používaných v mnoha dalších produktech.
Když se květy těchto rostlin sklidí a usuší, vznikne jedna z nejrozšířenějších drog na světě.
<h3>Jaké jsou nejdůležitější a nejznámější sloučeniny konopí?</h3>
Konopí obsahuje více než 120 sloučenin známých jako „kanabinoidy“ (1). Účinky každého kanabinoidu ještě nejsou zcela známy, ale odborníci dobře chápou tři z nich: kanabidiol (CBD), kanabigerol (CBG), a tetrahydrokanabinol (THC nebo Delta-9-THC). Každý z nich má své vlastní účinky a použití (1):
<ul>
<li>CBD - Jedná se o psychoaktivní kanabinoid, přesto není omamný a neeuforický, což znamená, že vás nedostane do «vznešené» nálady. Často se používá ke snížení zánětu a bolesti. Vědci se stále snaží plně porozumět účinnosti lékařského použití CBD.
</li>
<li>CBG - Tento kanabinoid byl poprvé izolován v roce 1964. Výzkum CBG je stále v preklinických fázích, ale dostupné studie naznačují, že má značný terapeutický příslib. Vlastnosti CBG mohou překonat vlastnosti THC bez opojného účinku. Existují také důkazy, které naznačují, že CBG může nabízet protirakovinné, antidepresivní a antibakteriální vlastnosti.
</li>
<li>THC - To je hlavní psychoaktivní sloučenina v konopí. THC je zodpovědné za „vznešené“ nálady, které si většina lidí spojuje s konopím.
</li>
</ul>
<h3>Legalita konopí a konopí</h3>
Konopí je v mnoha zemích nezákonné. Stále více míst jej však začíná legalizovat pro lékařské i rekreační využití. Konopí, které má obvykle nízký obsah THC, se stále používá na mnoha místech jako vlákno k výrobě produktů, jako jsou textilie, lana a dokonce i biologicky rozložitelné plasty.
Zákony týkající se držení a užívání konopí se v každé zemi také liší. Někteří považují jakýkoli druh držení konopí za vážný zločin, jiné povolují produkty obsahující pouze CBD a jen velmi málo lidem umožňuje používat produkty s THC (ať už pro lékařské nebo rekreační účely).
<h3>Jaké konopné produkty jsou dostupné na trhu?</h3>
Legální konopí se může objevit v širokém sortimentu jiných produktů, než je typický sušený květ nebo vosk, který se kouří nebo jinak požívá. K dispozici je několik možností v závislosti na zemi, ve které žijete, a legálnosti různých sloučenin kanabidiolu. Níže uvedený seznam (není úplný) (2) ukazuje, jak se trh s konopnými produkty za poslední desetiletí vyvíjel, jak se na různých místech stává akceptovanějším.
<ul>
<li>Konopné oleje</li>
<li>Konopné produkty pro krásu a péči o pleť</li>
<li>Konopné poživatiny (např. nápoje, čokolády, gumy a další pochutiny)</li>
<li>Konopné kapsle</li>
<li>Konopné pamlsky pro psy</li>
</ul>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/cbd_oil_6072599_1920_165f059b20/cbd-oil-6072599_1920.webp" alt="Pixabay/R+R Medicinals: Tento článek je určen pouze pro informační účely. Metrohm žádným způsobem nepodporuje používání těchto produktů"/>
<h3>Sušení, léčení a zpracování konopí</h3>
Sušení a konzervace jsou důležité pro úspěšné zpracování rostlin konopí po sklizni na konečné produkty, jako jsou konopné oleje, konopné kapsle atd. Rostlinný materiál je nutné ihned po sklizni vysušit, aby se nezkazil. Většina vlhkosti by měla být odstraněna během prvních tří dnů, poté by měla být zpomalena, aby se zabránilo vysychání během několika dalších dnů (3). Proces vytvrzování je prodloužením sušení, ale ve změněném prostředí, aby se usnadnily procesy v rostlině po dobu několika týdnů. Sušené konopí se umisťuje do vzduchotěsných nádob, které se otevírají pouze periodicky. To odvádí vlhkost z poupat a zároveň zvyšuje kvalitu a účinnost (3). Po vytvrzení je konopí připraveno ke zpracování na konečný produkt.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/cannabis_4688511_1280_78a7d2bfc1/cannabis-4688511_1280.webp" alt="Pixabay/Terre Di Cannabis: Zaměstnanec sušící sklizené konopí"/>
Jeden takový produkt, CBD olej, se vyrábí extrakcí ze sušeného květu konopí a jeho následným zředěním nosným olejem (např. kokosovým nebo konopným olejem, Obrázek 1). Pro proces extrakce jsou k dispozici dvě vhodné možnosti: extrakce ethanolem nebo extrakce superkritickým CO₂.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Metrohm_Obrazek_1_Zjednoduseny_diagram_procesu_vyroby_oleje_CBD_ukazujici_kroky_kde_je_analyza_NIRS_zvlaste_uzitecna_pro_kontrolu_kvality_5ac8d8bcb1/Metrohm-Obrazek-1-Zjednoduseny-diagram-procesu-vyroby-oleje-CBD-ukazujici-kroky-kde-je-analyza-NIRS-zvlaste-uzitecna-pro-kontrolu-kvality..webp" alt="Metrohm: Obrázek 1 - Zjednodušený diagram procesu výroby oleje CBD ukazující kroky, kde je analýza NIRS zvláště užitečná pro kontrolu kvality"/>
Pro výrobu konopných kapslí nebo tablet je třeba sušené konopí zahřát po dobu 10 minut na 99–104 °C. To dekarboxyluje surový rostlinný materiál a zvýší jeho účinnost.
Pro kontrolu těchto procesů nabízí Metrohm aplikační řešení pro mleté rostlinné materiály jako testování surovin a pro oleje. NIR spektroskopie je analytická technika, která je zvláště vhodná pro zefektivnění a snížení nákladů kontroly kvality těchto produktů.
Ve zbývající části tohoto článku je uveden krátký přehled NIRS následovaný příkladem aplikace pro průmysl léčebného konopí, který uzavírá, jak mohou výrobci léčebného konopí těžit z NIRS v procesu kontroly kvality.
<h3>Technologie NIRS – krátký přehled</h3>
Interakce mezi světlem a hmotou je dobře známý proces. Světlo používané ve spektroskopických metodách se typicky nepopisuje použitou energií, ale v mnoha případech vlnovou délkou nebo vlnočty.
NIR spektrometr (jako např <a href="https://www.metrohm.com/cs_cz/products/2/9290/29290010.html">Analyzátor kapalin Metrohm DS2500</a> nebo <a href="https://www.metrohm.com/cs_cz/products/2/9220/29220010.html">Pevný analyzátor Metrohm DS2500</a>) měří tuto interakci za účelem generování spekter, jako jsou ta zobrazená v Obrázek 2. NIRS je zvláště citlivý na přítomnost určitých funkčních skupin (např. -CH, -NH, -OH a -SH). Proto je NIR spektroskopie ideální metodou pro kvantifikaci chemických parametrů včetně množství THC, CBD, CBG a obsahu vody (vlhkosti) v konopí a jeho konečných produktech.
Všechny tyto informace jsou obsaženy v jediném NIR spektru, proto je tato metoda vhodná rychlá multiparametrová analýza.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Metrohm_Obrazek_2_Surova_NIR_spektra_konopi_vyplyvajici_z_interakce_blizkeho_infracerveneho_svetla_s_prislusnymi_vzorky_88f25834f4/Metrohm-Obrazek-2-Surova-NIR-spektra-konopi-vyplyvajici-z-interakce-blizkeho-infracerveneho-svetla-s-prislusnymi-vzorky..webp" alt="Metrohm: Obrázek 2 - Surová NIR spektra konopí vyplývající z interakce blízkého infračerveného světla s příslušnými vzorky"/>
<h5>Režimy měření NIRS</h5>
Režim měření závisí na typu vzorku. Transmisní režim je obecně vhodný postup pro analýzu kapaliny jako konopné oleje. Pro transmisi (Obrázek 3b), NIR světlo prochází vzorkem, zatímco je absorbováno. Jakékoli neabsorbované NIR světlo se odráží k detektoru. 
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Metrohm_Obrazek_3_Mereni_kapalin_se_obvykle_provadi_v_lahvickach_4daa2a16ef/Metrohm-Obrazek-3-Mereni-kapalin-se-obvykle-provadi-v-lahvickach.webp" alt="Metrohm: Obrázek 3 - Měření kapalin se obvykle provádí v lahvičkách"/>
<ul>
<li>a) Měření kapalin se obvykle provádí v lahvičkách.</li>
<li>b) Režim měření je známý jako transmisní, kdy světlo prochází vzorkem, zatímco je absorbováno.</li>
</ul>
Transflekční režim je obecně vhodný postup pro analýzu krémů. Tento režim se také používá, když jsou k dispozici pouze velmi malá množství vzorku, jako v případě konopí. Pro transflexi (Obrázek 4b), NIR světlo prochází vzorkem, poté odražené difuzním reflektorem prochází opět vzorkem, zatímco je absorbováno. Neabsorbované NIR světlo je pak detekováno na konci analýzy.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Metrohm_Obrazek_4_Mereni_kremu_nebo_malych_mnozstvi_vzorku_jako_je_konopi_se_obvykle_provadi_pomoci_zlateho_razitka_jako_difuzniho_reflektoru_6b0ae5953d/Metrohm-Obrazek-4-Mereni-kremu-nebo-malych-mnozstvi-vzorku-jako-je-konopi-se-obvykle-provadi-pomoci-zlateho-razitka-jako-difuzniho-reflektoru.webp" alt="Metrohm: Obrázek 4 - Měření krémů nebo malých množství vzorků, jako je konopí, se obvykle provádí pomocí zlatého razítka jako difuzního reflektoru"/>
<ul>
<li>a) Měření krémů nebo malých množství vzorků, jako je konopí, se obvykle provádí pomocí zlatého razítka jako difuzního reflektoru.</li>
<li>b) Režim měření je známý jako transflekce, kdy světlo prochází vzorkem, odráží se na difuzním reflektoru a znovu prochází vzorkem, zatímco je absorbováno.</li>
</ul>
Režím difuzního odrazu je obecně vhodný postup pro analýzu pevných vzorků jako sušený květ konopí. Pro difúzní odraz (Obrázek 5b), NIR světlo osvětlí vzorek a veškeré neabsorbované NIR světlo se odrazí zpět do detektoru.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Metrohm_Obrazek_5_Mereni_pevnych_vzorku_se_obvykle_provadi_ve_vzorkovnici_c0a09dff87/Metrohm-Obrazek-5.-Mereni-pevnych-vzorku-se-obvykle-provadi-ve-vzorkovnici.webp" alt="Metrohm: Obrázek 5 - Měření pevných vzorků se obvykle provádí ve vzorkovnicích"/>
<ul>
<li>a) Měření pevných vzorků se obvykle provádí ve vzorkovnicích.</li>
<li>b) Režim měření je známý jako odraz, kdy je vzorek vystaven světlu a rozptýlené odražené světlo je absorbováno.</li>
</ul>
Postup pro získání NIR spekter, jak je uvedeno v Obrázek 2 již zdůrazňuje dvě hlavní výhody NIR spektroskopie: jednoduchost měření vzorku a rychlost:
<ul>
<li>Rychlá technika s výsledky za méně než minutu</li>
<li>Příprava vzorku je malá až žádná</li>
<li>Nízké náklady na vzorek – nejsou potřeba žádné chemikálie ani rozpouštědla</li>
<li>Technika šetrná k životnímu prostředí – nevzniká žádný odpad</li>
<li>Nedestruktivní – vzácné vzorky lze po analýze znovu použít</li>
<li>Snadná obsluha – nezkušení uživatelé jsou okamžitě úspěšní</li>
</ul>
<h5>Pro podrobnější informace o NIRS jako sekundární technice si prosím přečtěte naše předchozí příspěvky na blogu.</h5>
<ul>
<li><a href="https://www.metrohm.com/cs_cz/discover/blog/20-21/benefits-of-nir-spectroscopy--part-1.html">Výhody NIRS: Část 1</a>
</li>
<li><a href="https://www.metrohm.com/cs_cz/discover/blog/20-21/benefits-of-nir-spectroscopy--part-2.html">Výhody NIRS: Část 2</a>
</li>
<li><a href="https://www.metrohm.com/cs_cz/discover/blog/20-21/benefits-of-nir-spectroscopy--part-3.html">Výhody NIRS: Část 3</a>
</li>
<li><a href="https://www.metrohm.com/cs_cz/discover/blog/20-21/benefits-of-nir-spectroscopy--part-4.html">Výhody NIRS: Část 4</a>
</li>
</ul>
<h3>NIRS jako nástroj vyhovující ASTM pro kontrolu kvality</h3>
<a href="https://www.astm.org/e1655-17.html">ASTM E1655</a> (Standard Practices for Infrared Multivariate Quantitative Analysis) je průvodcem pro vícerozměrnou kalibraci infračervených spektrometrů používaných pro stanovení fyzikálních nebo chemických vlastností materiálů. Tyto postupy jsou použitelné pro analýzy prováděné v blízké infračervené (NIR) spektrální oblasti (zhruba 780 až 2500 nm) až po střední infračervenou (MIR) spektrální oblast (zhruba 4000 až 400 cm⁻¹).
<h3>Aplikace a parametry pro kontrolu kvality léčivého konopí s NIRS</h3>
Léčivé konopné produkty jsou podrobeny standardizovaným testovacím metodám, aby se zjistily jejich chemické vlastnosti. Laboratorní testování je nepostradatelnou součástí výzkumu a vývoje a kontroly kvality. Přehled níže uvádí některé z nejdůležitějších testovacích parametrů pro kontrolu kvality léčivého konopí.
<h5>Příklady použití pro použití NIRS pro kontrolu kvality vybraných léčivých konopných produktů.</h5>
<h5>Produkt CBD oleje</h5>
<ul>
<li>Parametry: Obsah CBD</li>
<li>Konvenční metoda: HPLC</li>
<li>Související aplikace NIRS: <a href="https://gcms.cz/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/an_nir_088_download_c41a2e1ebf/an-nir-088.download.pdf">Quality Control of CBD oils</a></li>
</ul>
<h5>Produkt Sušené konopí</h5>
<ul>
<li>Parametry: Obsah THC, CBD a CBG</li>
<li>Konvenční metoda: HPLC</li>
<li>Související aplikace NIRS: <a href="https://gcms.cz/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/an_nir_101_download_b9cb4ae536/an-nir-101.download.pdf">Quality control of dried cannabis</a></li>
</ul>
<h3>Řešení na klíč pro analýzu sušeného konopí</h3>
Řešení Metrohm NIRS pro analýzu léčebného konopí přichází s předkalibračními modely připravenými k použití pro stanovení THC, CBD, CBG a dokonce i obsahu vlhkosti na základě více než 700 skutečných produktových spekter (Tabulka 2). Tyto předkalibrace umožňují použití roztoku Metrohm jako validovaný kalibrační model bez jakéhokoli vývoje metody.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Metrohm_Tabulka_2_Dostupne_predkalibrace_NIRS_pro_analyzu_lecebneho_konopi_96af18840a/Metrohm-Tabulka-2-Dostupne-predkalibrace-NIRS-pro-analyzu-lecebneho-konopi.webp" alt="Metrohm: Tabulka 2 - Dostupné předkalibrace NIRS pro analýzu léčebného konopí"/>
Obrázek 6 ukazuje výsledky příkladu stanovení obsahu THC, CBD a CBG v léčebném konopí. Odpovídající korelační grafy ukazují, že modely pro tyto tři parametry jsou robustní. Kromě toho jsou hodnoty standardní chyby křížové validace (SECV) blízké standardní chybě kalibrace (SEC) pro každý měřený parametr.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Metrohm_Obrazek_6_Analyza_THC_CBD_a_CBG_suseneho_konopi_pomoci_NIR_spektroskopie_3120a9823a/Metrohm-Obrazek-6-Analyza-THC-CBD-a-CBG-suseneho-konopi-pomoci-NIR-spektroskopie..webp" alt="Metrohm: Obrázek 6 - Analýza THC, CBD a CBG sušeného konopí pomocí NIR spektroskopie"/>
<h3>Závěr</h3>
NIR spektroskopie se výborně hodí pro analýzu několika klíčových kvalitativních parametrů v sušeném konopí. Ve srovnání s primární metodou (HPLC) je čas potřebný na získání výsledku hlavní výhodou NIRS, protože samotné měření se provádí během jedné minuty oproti přibližně 30 minutám u HPLC. Kromě toho se vzorky měřené pomocí NIRS nezničí a nejsou zapotřebí chemická činidla, což šetří ještě více nákladů.
Dalším pozitivním aspektem použití blízké infračervené spektroskopie jako alternativní technologie pro kontrolu kvality léčivého konopí a jeho produktů je snadná manipulace, takže tyto analýzy mohou bez problémů provádět i pracovníci na směny.
Software Vision Air od Metrohm je navíc plně kompatibilní <a href="https://www.metrohm.com/cs_cz/discover/blog/20-21/nir-spectroscopy--a-21-cfr-part-11-compliant-tool-for-qc-and-pro.html">21 CFR část 11</a> a pokyny USP &lt;856&gt;.

QC a produktový screening léčebného konopí pomocí NIR spektroskopie

Webináře

Aplikace

Akademie

Osobnosti

Plasty

Životní prostředí

Potraviny

Vody

Zdraví

Přednáška

Vědecký článek

Rozhovor

Toxikologie

Popularizace

Věda a výzkum

Software

Covid-19

Kariéra

Článek

Laboratoře

Různé

Produkt

Video

Poster

Nejbližší akce

Typ novinky

Zaměření

Naše společnost nabízí řešení v oblasti iontové analýzy pomocí titrace, iontové chromatografie, voltametrie a polarografie.

Metrohm Česká republika

Je autorizovaným distributorem společnosti Agilent Technologies pro Českou republiku v oblastech chromatografie (GC, HPLC, UHPLC, kapilární elektroforéza) a hmotnostní spektrometrie (GC/MS, LC/MS, CE/MS), disolučních aparátů, molekulární (UV-Vis, UV-Vis-NIR, fluorescence, FTIR analyzátory a mikroskopy) a atomové spektroskopie (ICP-OES, ICP-MS, AAS), a v neposlední řadě také v oblasti molekulární biologie a genomiky (analýza nukleových kyselin a proteinů, microarray skenery a skla, PCR & RT-PCR, qPCR, řešení pro NGS, reagencie pro mutagenezi a klonování, sondy FISH a další).

Altium International

Kurz ICP-OES "Od vzorku k výsledku"

Odběry vzorků 2026

78. sjezd chemiků

Lunch and Learn Tips and Tricks Series: Trace Elemental Analysis (ICP-OES & ICP-MS)

Expanding the 4D‑STEM toolbox for advanced materials characterization

Microwave Digestion: The Foundation of Accurate Trace Metal Analysis

ICPMS novinky typu aplikace - strana 6