Vantagens da cromatografia de partição centrífuga para purificação do canabidiol (CPC)
INTRODUÇÃO
O canabidiol (CBD) é um canabinóide não psicótropico obtido a partir da Cannabis sativa L (Cannabaceae).
Pesquisadores tem mostrado que as propriedades do CBD medicinal podem ser utilizadas para vários tratamentos incluindo dor, inflamação, epilepsia e câncer 1,2. No ano passado, o FDA americano (Food and Drug Administration) aprovou a primeira droga derivada de cannabis (Epidiolex®) para tratar crianças com formas raras de epilepsia.
Mudanças no status legal da cannabis para uso medicinal, junto com o aumento do número de aplicações do CBD, têm resultado no rápido aumento da demanda de CBD ultrapuro. Assim sendo, é fundamental desenvolver produtos padronizados de CBD livre de componentes indesejados para garantir a segurança do paciente. Os produtores de CBD requerem métodos eficientes, economicamente viável, que tenham alto rendimento e livre de impurezas. Neste artigo, descreveremos um método rápido e reprodutível para purificação em larga escala do CBD puro usando Cromatografia de partição centrífuga (CPC).
O DESAFIO DE PRODUZIR CBD ULTRAPURO
A utilização de métodos cromatograficos para purificação de produtos naturais pode ser muito desafiadora devido à natureza complexa do material inicial. O óleo cru de cannabis contém cerca de 400 componentes potencialmente ativos. Os fitocanabinoides são compostos achados na resina pegajosa dos tricomas, que recobre densamente a superfícies de inflorecências fêmeas e num menor grau a folhagem das plantas macho e fêmeas do cânhamo. Para o uso seguro do CBD em possíveis tratamentos, ele deve ser purificado dos produtos indesejados do extrato de cânhamo como por exemplo tetrahidrocanabinol (THC), o principal composto químico psicoativo na planta.
Enquanto as técnicas de cromatografia tradicional, como a cromatografia liquida de alta eficiência (HPLC) em escala preparativa e a cromatografia “flash” são efetivas para outras aplicações, elas nem sempre são adaptáveis para purificação de CDB em larga escala. A razão principal deve-se ao fato de que a purificação do CBD por esses métodos ser um processo em duas etapas que requer uso de resina de sílica, e de materiais de consumo caros que têm que ser substituídos com frequência devido à absorção irreversível de uma variedade de compostos durante o processo de separação. Além disso, esses métodos usam grandes quantidades de solventes para eluir os compostos naturais. Esses fatores fazem com que o uso de ferramentas como HPLC ou flash sejam processos demorados e tenham custos proibitivos para produção em larga escala.
O QUE É CPC?
CPC é uma técnica de purificação líquida que não requer uso de fases sólidas tradicionais como a sílica. Em vez disso, utiliza duas fases líquidas imiscíveis. Uma funciona como fase móvel ou
do eluente e a outra como fase estacionária, que substitui a coluna de sílica da cromatografia flash ou HPLC. A fase estacionária é retida numa coluna por um campo centrífugo gerado pela rotação da coluna do CPC. Uma vez injetado, os compostos que serão purificados são eluidos pelo fluxo da fase móvel de acordo com seus coeficientes de partição definido pelas afinidades relativas para cada uma das fases líquidas do CPC (Figura 1).
Figura 1: princípio de funcionamento do CPC
As colunas reutilizáveis do CPC consistem em vários discos empilhados, cada um conectado com várias células gêmeas ligadas por ductos. Essa configuração propicia melhor retenção da fase estacionária, permite maiores taxas de eluição e melhora os tempos de separação.
VANTAGENS DO CPC PARA PURIFICAÇÃO DO CBD
O CPC oferece numerosos benéficios para a purificação do CBD. Pode ser usado para purificar misturas complexas como o extrato cru de canabis em apenas uma etapa. Devido à fase líquida estacionária, as colunas do CPC não precisam ser substituídas como as colunas tradicionais de sílica ou os cartuchos usados no HPLC preparativo ou na cromatografia “flash”. A coluna do CPC pode ser carregada com diferentes solventes para criar a coluna necessária reduzindo custo enormemente. Os parâmetros de purificação podem ser ajustados de acordo com o composto alvo ou nível de purificação desejada para obter extrato livre de THC, altamente purificado fitocanabinoides ou produtos de grau farmacêutico.
Figura 2 : Purificação de CBD e THC a partir de canabis utilizando o Sistema de Purificação Gilson CPC 250 PRO e PLC 2250
O CPC é também facilmente escalonável para processar desde miligramas até quilogramas do produto eficientemente, enquanto o HPLC preparativo ou a cromatografia flash podem necessitar de mudanças substanciais na fase estacionária para otimizar a metodologia de purificação quando se muda para larga escala.
Uma outra vantagem importante do CPC, além da possibilidade de trabalhar com altas taxas de eluição, e, portanto, corridas mais rápidas, é o fato de não existir absorção irreversível de compostos. E mais, o CPC usa quantidades significantemente menores de solventes, resultando em redução de custos de consumíveis.
ALTAS TAXAS DE RECUPERAÇÃO DE CBD PURO USANOD CPC
Além da redução de custos e economia de tempo, os produtores necessitam um método de alto rendimento que fornece um produto ultrapuro e com alta taxa de recuperação. Para demonstrar os benefícios do CBD purificado por CPC, 5 g de extrato cru de cânhamo foram injetados num CPC 250 PRO e num sistema de purificação PLC 2250 da Gilson (Figura 2). Usando este método de etapa única, foram obtidos 205 mg de CBD com pureza superior a 99%, determinada por análise em HPLC.
RESUMO
As aplicações e usos médicos do CBD têm aumentado recentemente e sendo assim, a demanda do CBD puro continuará a crescer. Os produtores precisam de um método eficiente e viável economicamente para atender a demanda. O CPC oferece alto rendimento, pureza e é adaptável da escala laboratorial para a escala industrial. Eliminando a necessidade de coluna de sílica e reduzindo enormemente o uso de solventes, o CPC é uma abordagem mais econômica para purificação de CBD que as tradicionais técnicas de cromatografia.
REFERÊNCIAS BIBIOGRAFICAS
- RUSSO, E.B. (2017) Cannabidiol claims and misconceptions. Trends Pharm. Sci. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1016/j.tips.2016.12.004. Acesso em 12/08/2019
- ZHORNITSKY, S. and Potvin, S. (2012) Cannabidiol in humans: the quest for therapeutic targets. Disponível em: http://dx.doi.org/10.3390/ph5050529. Acesso em 12/08/2019
