Avec la légalisation du cannabis au Canada et dans de nombreux États américains, la nécessité de quantifier la puissance du cannabis est devenue plus urgente. Si le cannabis est utilisé à des fins médicinales, il faut mesurer le CBD. En revanche, à des fins récréatives, il faut mesurer le THC. Difficile d'imaginer un autre médicament dont le dosage n'est pas mesuré avec précision, puis prescrit ? Il existe de nombreuses variations pour le cannabis cultivé dans différentes conditions, à différents endroits et même à partir de différentes parties d'une plante. Des techniques comme la chromatographie en phase gazeuse (GC) et la chromatographie liquide haute performance (CLHP) sont certes très précises pour une seule mesure, mais elles présentent les inconvénients suivants :
· Ils sont plus chers
· Ils prennent 30 à 45 minutes
· Nécessite un personnel hautement qualifié
· Ils détruisent l'échantillon
· Les solutions utilisées doivent être jetées et peuvent potentiellement polluer l'environnement
environnement
D'autre part, la variabilité intrinsèque de la puissance d'une plante nécessite de la mesurer plusieurs fois et à différents endroits afin de pouvoir établir une moyenne et obtenir un résultat plus réaliste. Les techniques analytiques ne permettent pas cette variabilité, et les scientifiques se sont donc tournés vers la spectroscopie proche infrarouge, qui permet des mesures beaucoup plus rapides (1 à 2 minutes). Bien que la précision soit bien inférieure à celle des techniques analytiques, on peut compenser cette faible précision en effectuant plusieurs mesures et en calculant la moyenne.
Figure 1 : montre une fleur de cannabis typique
Figure 1 : Une fleur de cannabis typique contient du CBD et du THC
Comme le montre la figure 1, la détermination du CBD et du THC implique l'absorption de la lumière par de nombreuses liaisons CH. Un spectromètre proche infrarouge est très performant pour mesurer les harmoniques de la liaison CH dans le proche infrarouge. Grâce à la spectroscopie proche infrarouge, les scientifiques peuvent corréler l'intensité d'une bande d'absorption à la quantité d'ingrédient à mesurer. La figure 2 illustre le spectre proche infrarouge du cannabis obtenu à l'aide de deux instruments : un instrument proche infrarouge dispersif et un instrument proche infrarouge à transformée de Fourier [référence 1].
Figure 2 : Mesure proche infrarouge des spectres du cannabis [Réf. 1]
L'instrument dispersif a mesuré le spectre de réflectance dans la plage de 400 à 2 498 nm, tandis que l'instrument FT-NIR l'a mesuré dans la plage de 800 à 2 500 nm (12 500 cm-1 à 4 000 cm-1). Les deux instruments présentent des caractéristiques similaires, notamment des pics d'absorption là où leurs plages spectrales se chevauchent. Il convient de noter les bandes d'absorption d'eau à 1 450 nm et 1 930 nm, qui sont des harmoniques de la liaison OH. Les échantillons ayant été broyés et séchés, ces bandes doivent être dues à l'eau résiduelle présente dans la plante. D'autres caractéristiques importantes de la plante, telles que les lipides (autour de 1 730 nm et 2 310 nm), les protéines (autour de 2 100 nm) et les hydrocarbures aromatiques à 1 666 nm, peuvent également être observées.
La méthode proche IR présente les avantages suivants par rapport aux méthodes analytiques :
· La mesure ne prend que quelques minutes plutôt que des heures
· Les échantillons ne sont pas détruits
· Le personnel avec une formation minimale peut effectuer le travail
· Il n’existe aucune solution nocive susceptible d’endommager le
environnement (c'est-à-dire mesure sèche)
Cependant, ils présentent les inconvénients suivants :
· Ils ont moins de précision que les techniques analytiques telles que la HPLC
et CG.
· Il existe un besoin urgent de corréler les spectres avec la HPLC et
CG.
· Ils testent une surface limitée, donc si la fleur n'est pas mise à la terre, alors
la surface d'essai qui n'a que quelques mm de diamètre peut ne pas
représenter l'ensemble de la plante.
Les instruments proches infrarouges nécessitent souvent que les échantillons soient broyés et séchés avant les mesures. Cependant, certains instruments spécifiques au cannabis mesurent la puissance de la fleur elle-même. Ces instruments utilisent un grand réflecteur en or et plusieurs détecteurs mesurent les spectres réfléchis sur différentes surfaces, puis font la moyenne des résultats. L'utilisation d'un algorithme d'apprentissage automatique et l'analyse visuelle de la plante permettent d'améliorer considérablement la précision. La figure 3 montre la plante de cannabis montée dans l'un de ces instruments, proposé par Gemmacert et distribué par Allied Scientific Pro.
Figure 3 : Plante de cannabis montée dans un spectromètre proche infrarouge (réf. 2)
Cette méthode garantit que la plante d’un lot n’est pas détruite par les processus de broyage et de séchage et peut toujours être utilisée sous sa forme originale.
Comme mentionné précédemment, la corrélation des données spectrales avec les bandes d'absorption est indispensable pour que les spectromètres NIR puissent fournir une solution raisonnable à la variabilité de la puissance du cannabis. Des techniques statistiques telles que l'analyse en composantes principales (ACP) et la méthode des moindres carrés partiels (PLS) sont intégrées aux logiciels des analyseurs de cannabis. Ces méthodes statistiques permettent aux scientifiques d'élaborer une équation d'étalonnage qui sera utilisée pour quantifier la puissance du cannabis.
Allied Scientific Pro distribue un analyseur de cannabis qui mesure la puissance (THC et CBD) de la plante sous forme de fleur, sans broyage ni séchage. Pour plus d'informations, veuillez consulter le lien suivant :
La méthodologie de quantification du cannabis par la technique NIR n'est pas une mince affaire, mais elle a fait des progrès considérables ces dernières années pour remplacer les techniques d'analyse lourdes, coûteuses et lentes. La rapidité de la méthode a permis de réaliser de nombreuses mesures en peu de temps, et le calcul de la moyenne des résultats a compensé la faible précision. Même la réalisation de nombreuses mesures par NIR est plus rapide qu'une seule mesure avec les techniques d'analyse. Aucune préparation d'échantillon n'est nécessaire. Le résultat final est une solution plus économique, de haute qualité et à la vitesse de mesure plus élevée.
Références :
1- Le potentiel de la spectroscopie proche infrarouge pour estimer la teneur en cannabinoïdes de Cannabis sativa L : une étude comparative, C.Sanches-Carnerero Callado et.al, Talanta 190 (2018).
2- Site Web de GemmaCert ( https://gemmacert. com/).