摘要：四氢大麻酚(THC)是最常见的大麻素之一，是大麻植物中主要的精神活性物质，欧美国家对工业用大麻进行了明确的界定，按照THC含量把大麻分为纤维型(THC＜0.3%)、中间型(0.3%＜THC＜0.5%)和药用型(THC＞0.3%)。大麻植物不同部位大麻素含量不同，提取过程中产生的四氢大麻酚含量往往高于0.3%。因此关注四氢大麻酚的含量对大麻毒品的监测和控制有重要意义。本文就工业大麻中四氢大麻酚的不同检测方法进行了整理和归纳，对四氢大麻酚等大麻素的相关研究及大麻育种工作有参考意义。
关键词：工业大麻；四氢大麻酚；检测
1四氢大麻酚简介
大麻为一年生桑科大麻属植物，别名有：火麻、寒麻、线麻等，在世界各地均有野生大麻或栽培大麻[1]。作为使用5000年之久的植物[2]，大麻具有多种用途，例如治疗癌症相关疼痛、多发性硬化症等治疗用途，制作纺织品、家居用品、化妆品、工业油、食品等工业用途[3]。另外，工业大麻在葡萄糖、木糖、乙醇等生物能源生产中也具有潜在应用，使其非常适合可再生和可持续能源领域[4-6]。然而大麻中具有大麻素成分，其中四氢大麻酚(tetrahydrocannabinol，THC)是最常见的大麻素之一，是大麻中主要的精神活性物质。THC具有萜酚类骨架，官能团为苯环、仲醇、3个甲基和氧杂环己烷环。它可以与内源性大麻素系统相互作用，对中枢神经起到兴奋作用，长期服用可导致成瘾，引起认知和行为影响，导致感官、情绪、运动、认知能力方面的问题，高剂量时会导致幻觉、妄想和精神病[7]。这也使得大麻与海洛因、可卡因被称为全球三大传统毒品，因此大麻植物及其制品在我国被严格控制[8-9]。为防止大麻被利用为毒品，欧美国家对工业用大麻进行了明确的界定，按照THC含量把大麻分为纤维型(THC＜0.3%)、中间型(0.3%＜THC＜0.5%)和药用型(THC＞0.3%)，其中纤维型大麻又称为工业用大麻或工业大麻(industrial hemp)[10]。目前，我国大面积种植工业大麻的地区有黑龙江和云南省，在甘肃、吉林等地也有零星种植[11]。工业大麻不具备毒品利用价值，是经典的生产资料。其中，大麻的花、叶、根均可以入药，其麻纤维还具有防辐射、抗菌、弹性好等优良特性，因此广泛应用于纺织、医药、卫生、造纸、食品、日化、皮革、汽车、建筑、装饰、包装等领域，具有很好的经济价值[12-14]，其综合利用流程图如图1所示[15]。尽管工业大麻品种允许种植，但是THC的含量仍然是我们需要关注和监测的，这有利于对大麻毒品的有效监管。因此，本文介绍了近几年来工业大麻中THC检测方法的研究进展，可为工业大麻的质量控制提供参考，对工业大麻的生产及管控具有一定的参考意义。
图 1 大麻综合利用流程图
2工业大麻中四氢大麻酚的检测方法
2.1液相色谱法
液相色谱(HPLC)法由于前处理方法简单，仪器易于操作、通用性强等优点被研究者们广泛运用于THC的定量检测[16]。陈国峰等[17]基于高效液相色谱技术，使用ZORBAXSB-C18色谱柱，通过对工业大麻花、叶、茎秆和种子中THC、四氢大麻酚酸(THCA)、大麻二酚(CBD)、大麻二酚酸(CBDA)的提取方式、提取溶剂、色谱条件的优化，建立了同时测定工业大麻中四种大麻素含量的高效检测方法。结果表明，THC、THCA、CBD和CBDA四种大麻素在0.5mg/L-25.0mg/L之间线性关系良好，相关系数R2均大于0.9994，四种大麻素的提取回收率为89.6%-99.7%，相对标准偏差为1.5%-4.8%，检出限为0.1mg/kg。该方法具有快速、操作简单、灵敏度高等优点，可满足工业大麻中THC、THCA、CBD和CBDA的检测要求。
张景等[18]利用WelchXB-C18色谱柱建立了工业大麻提取物中含有的微量THC定量检测方法，结果表明，THC在0.10μg/mL-9.94μg/mL(R=0.9999)范围内线性关系良好，同时对样品的精密度、稳定性、重复性以及加样回收率进行了检测，检测结果良好。方法的检出限为0.05μg/mL，定量限为0.10μg/mL。将该方法应用于工业大麻提取物实际样品中，回收率在89.97%-100.25%之间。该方法快速、简便、重复性好，适用于工业大麻提取物中THC的定量检测。这为大麻相关产品中微量THC的检测拓展了方法。
火麻仁油是以工业大麻籽冷榨产生的油脂类产品。由于THC具有脂溶性强的特点，这使得分离和检测火麻仁油等油脂中的THC成为一个难点。吴丽琳等[19]首先通过凝胶渗透色谱(GPC)技术对火麻仁油中的Δ9-THC进行分离和净化，再经过洗脱浓缩处理后通过HPLC法对Δ9-THC进行定量检测分析，取得了较好的效果。该方法在0-500μg/L浓度范围内呈线性关系，线性相关系数R=0.99994，方法检出限为0.05mg/kg，定量限为0.17mg/kg。将方法进行加标回收实验，加标回收率为84.6%-101.8%，相对标准偏差在3.2%-4.7%之间。利用该方法对10种不同品牌的火麻仁油实际样品的含量进行研究，Δ9-THC含量在0.40mg/kg-5.82mg/kg之间
2.2气相色谱-质谱联用法
除液相色谱法外，实验室对大麻成分的检验鉴定还可依靠气相色谱法(GC)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)等。气相色谱通常与质谱(MS)或者氢火焰离子化检测(FID)结合用来对大麻素进行定性和定量检测。需要注意的是，由于气相色谱需要高柱温，酸性大麻素在通过色谱柱时会发生脱羧作用转变为中性大麻素，因此分析结果通常是酸性和中性大麻素的总和[20-21]。
闫志伟等[22]以甲醇萃取大麻植物中的主要成分，应用气相色谱/质谱/选择离子监测法(GC/MS/SIM)对大麻植物中的THC、CBD和大麻酚(CBN)检测分析，建立了一个有效的检测实验方法。实验结果表明，THC和CBD在5μg/mL-100μg/mL浓度范围呈线性，线性相关系数R=0.99826206，线性关系良好，最低检出限为0.001μg/mL。CBN的线性范围为3.125μg/mL-50μg/mL，线性相关系数R=0.99346520，最低检出限为0.001μg/mL。通过GC/MS/SIM对大麻植物不同部位中主要成分进行定量检测，实验结果表明大麻植物样本中树冠部位的THC含量均大于0.3%，标准偏差小于0.18%。该检测方法数据结果可靠，为区分不同大麻植物类型提供了较好的检测方法，为大麻原植物类犯罪的定罪量刑提供了技术支撑和科学依据。
李智宁等[23]建立了一种GC-MS-同位素内标法，用来检测来自不同地区的汉麻中THC、CBD和CBN的含量。该方法选择的同位素内标物为THC-D3，定性定量离子对分别为：THC-D3，m/z299→231/314；CBD，m/z231→238/314；CBN，m/z295→238/310。通过方法学考察得出，3个成分质量浓度在0.2-32.0μg/mL范围内线性关系良好(R=0.9996-0.9999)，加样回收率为93.2%-112.7%，检测限LOD为0.0023μg/mL-0.0062μg/mL，定量限LOQ为0.0076μg/mL-0.021μg/mL。将该方法应用于实际样品中，实验数据显示回收率为93.2%-112.7%，RSD为2.8%-6.2%。精密度、重复性良好，48h内稳定性较高。
2.3液相色谱-质谱联用法
由于大麻素类物质结构相似，HPLC在分析时会难以准确分离所有的大麻素，因此近年来常与质谱联用(LC-MS)以实现对大麻素类物质的精确、快速定量分析。并且LC-MS法选择性强、灵敏度高，可分别对酸性和中性大麻素进行分析测定，拓宽了大麻素检测方法的应用范围。
李俊等[24]基于UPLC-QQQ-MS/MS联用技术，实现了对工业大麻中CBD、THC、THCA、大麻萜酚、大麻二醇酸、大麻萜酚酸6种大麻素类成分的准确定量。该方法线性关系良好，准确度(0.29%-2.80%)、精密度(0.84%-2.74%)、加样回收率(99.36%-102.88%)均符合要求。另外，该方法还对实际样品进行了分析，分析结果良好，可应用于筛选高CBD含量、低THC含量的大麻品种和开发工业大麻品种研究。
Erin C Berthold等[25]开发了一种运行时间短至6分钟的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)方法，能够在8分钟内检测和定量包括THC在内的十二种大麻素。该方法在10ng/mL-2500ng/mL的校准范围具有良好的线性。使用1/x2加权因子，所有大麻素的相关系数R＞0.99。该方法的定量限为10ng/mL，检出限为1ng/mL。三日内重复性小于5%，重现性小于10%。对工业大麻样品的分析进行了验证，样品回收率在98.4%-115.0%之间。该方法适用于为CBD生产而种植的三种大麻品种的监管抽样试验。
刘悦鑫等[26]分别采用不同提取液对工业大麻的植株花叶和大麻加工产品中的Δ9-THC进行提取和分离，再使用UPLC和UPLC-MS/MS两种方法对Δ9-THC进行检测，建立了Δ9-THC的液相色谱-质谱(LC-MS)定性定量检验方法和液相色谱(LC)定量检验方法。结果表明，Δ9-THC的检测在LC中0.001mg/mL-0.1mg/mL范围内线性良好，液相色谱-质谱中在5ng/mL-100ng/mL的范围内线性良好，R2均大于0.999。液相色谱和液质联用检验方法的测量值相对误差均在±2%以内，精密度均＜2%。该方法利用两种不同技术对Δ9-THC进行定量检测，扩充了定量检测范围，为实验室针对工业大麻植株花叶和大麻加工产品中四氢大麻酚的检验提供技术支持。
2.4红外光谱检测法
与当前流行的色谱、质谱等方法相比，红外光谱检测法(NIRS)是一种更快速、经济高效、用途广泛、稳健且可持续的工具。Carmen Jaren等[27]评估了NIRS用于量化大麻中主要大麻素的THC和CBD及其相关光谱峰的功能。此外，结合近红外光谱和化学计量学分析，获得了大麻中大麻素含量的预测模型。使用原始数据获得预测THC和CBD含量的最佳结果，提供了一种更简单的分析形式。对于THC，最好的偏最小二乘(PLS)回归模型实现了0.77的交叉验证决定系数，预测偏差比值＞2，证明了NIRS在测定Kompolti品种工业大麻样品中主要大麻素含量方面的潜力。结果表明，NIR光谱提供了其他传统技术无法比拟的快速和简便性。由于模型和获得结果良好，这项研究可能会扩展到包括更多的样本或具有更广泛的THC浓度的其他工业大麻品种。
2.5拉曼光谱检测法
在植物中，THC以四氢大麻酚的羧化形式存在，称为四氢大麻酚酸(THCA)。加热诱导脱羧后，THCA转化为THC。Lee Sanchez等[28]开发了一种利用手持式拉曼光谱仪(RS)的方法，对大麻中THCA的含量进行检测。该方法证明RS可以在不需要将THCA氧化为THC的情况下预测被分析样品中THC的含量，可应用于区分工业大麻与其他大麻，具有便携性、非侵入性和非破坏性的优点，可以成为警察和大麻育种者的理想工具。
3四氢大麻酚检验方法总结
目前对于THC的检测，主要基于色谱优秀的分离能力和质谱强大的分析手段，以及二者的联用技术，以准确地对THC进行定性定量分析。其中，液相色谱法是分析THC常用检测手段，能够缩短分析时间，分析方法更加简便高效，但是由于基质中其他大麻素物质结构的干扰，存在无法有效分离等问题。近些年来发展的色谱-质谱联用技术，能够大幅度提高分析的灵敏度和特异性，对目前工业大麻中的THC做到准确定性定量分析。近几年，其他检测方法也在随之发展，如红外光谱法等技术，由于其检测速度快、不破坏样品等优点，也逐渐成为研究热点。另外，已经有研究利用电化学表面增强拉曼光谱、便携式生物传感器快速筛选和识别工业大麻和药用大麻等[29-30]。相信随着研究的继续深入，有望将不同的新技术应用到工业大麻中的THC检测中，使THC的检测技术有所实质性的突破，为工业大麻产业提供进一步的检测技术支持。
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