不同储存条件对大麻化学稳定性的影响

孙维来 赵彦彪 郑晓雨 曾令华 高利生 刘耀 郑珲

摘要： 為探讨光照和温度对大麻植物中大麻酚类稳定性的影响，该研究将大麻植物检材以固体粉末和甲醇提取溶液的形式分别在室温（22 ± 2）℃见光、室温（22 ± 2）℃避光、4 ℃避光、-20 ℃避光条件下储存20 d后，采用超高效液相（UPLCPDA）检测分析样本中Δ9四氢大麻酚（Δ9THC）、大麻二酚（CBD）和大麻酚（CBN）的含量变化情况。结果表明：3种大麻酚类在不同化学表型大麻中的含量变化趋势相同，固体粉末样本的Δ9THC、CBD含量在室温光照条件下显著下降，CBN含量基本不变；甲醇提取样本中Δ9THC、CBN和CBD含量在室温光照条件下均显著下降。避光条件下的室温（22 ± 2）℃及低温（4 ℃、-20 ℃）可稳定保存两种形式的大麻样本。大麻中的精神活性成分Δ9THC的降解满足一级反应动力学规律，光照是影响Δ9THC降解的重要因素，如果在室温避光条件下储存，大麻或其甲醇提取物可稳定保存，可以更好地指导司法实践活动中短期内大麻检材的取证、运送、保存及鉴定。

关键词： 大麻， Δ9四氢大麻酚， 大麻酚， 大麻二酚， 稳定性， 降解动力学

中图分类号： Q946文献标识码： A文章编号： 10003142（2017）09120409

Abstract： Cannabis is one of the most common drugs of abuse worldwide. The major cannabinoids in cannabis plants are relatively unstable and their contents may vary in different storage conditions. The aim of the present study was to investigate the effects of light and temperature on the stability of cannabinoids in Cannabis plants. The levels of Δ9tetrahydrocannabinol （Δ9THC）， cannabinol （CBN） and cannabidiol （CBD） in different chemical phenotypes cannabis powders and methanol extracts were respectively measured for up to 20 d storage in natural light at laboratory temperature （22 ± 2）℃ and in darkness at laboratory temperature （22 ± 2）℃， 4 ℃ and -20 ℃， using the method of ultrahigh performance liquid chromatography （UPLCPDA）. The results showed that the changes in contents of the three cannabinoids in different chemical phenotypes were the same. The degradation of Δ9THC and CBD were pronounced and the content of CBN was almost unchanged for the solid samples exposed to light at （22 ± 2）℃. The contents of Δ9THC， CBN and CBD in methanol extracts exposed to light at （22 ± 2）℃ were significantly decreased. Cannabis plants and Cannabis extracts can be stored in darkness at laboratory temperature （22 ± 2）℃， 4 ℃ and -20 ℃. The degradation of the main psychoactive component Δ9THC in Cannabis satisfied the rule of firstorder reaction kinetics， and the abovementioned regular pattern was used to study the change of the contents of Δ9THC in different storage conditions. It is concluded that light is an important factor affecting the degradation of Δ9THC. Cannabis powders or extracts are reasonably stable if stored in the dark at room temperature. It is better to guide the collection， transportation， preservation and identification of Cannabis materials in judicial practice in a short period of time.

Key words： Cannabis， Δ9tetrahydrocannabinol （Δ9THC）， cannabinol （CBN）， cannabidiol （CBD）， stability， degradation kinetics

大麻是最常见的滥用毒品之一。大麻植物是一种毒品原植物，是大麻及其制剂的主要原材料。大麻植物中的主要大麻酚类有Δ9四氢大麻酚（Δ9THC）、大麻二酚（CBD）和大麻酚（CBN）。Δ9THC是主要精神活性物质成分，并以其含量来评价量化大麻的化学效力；CBD和CBN具有一定的生物活性，如调节免疫应答、抗炎和抗菌活性。通过计算检材中Δ9THC的含量或根据表型指数Δ9THC/CBD和（Δ9THC+CBN）/CBD，可对大麻的化学表型进行区分（Trofin et al， 2011），并以此来区分毒品型和纤维型大麻植物，为司法鉴定和刑事量刑提供科学参考和证据佐证。

大麻植物中的主要精神活性化合物Δ9THC相对不稳定，其含量在不同储存条件下可能会发生变化。在环境因素的作用下，Δ9THC可以通过双键的迁移转化为异构的（-）Δ8反式THC，也可通过醚键的水解转化为大麻二酚（CBD）。此外，Δ9THC在空气中还会被氧化成大麻酚。大麻酚类的稳定性对储存形式和储存条件具有高度依赖性，当大麻酚类从植物材料或树脂中提取至有机溶剂中时，温度和光照等储存条件也会影响其稳定性（Taschwer et al， 2015； Franz et al， 2005）。图1所示为大麻中几种主要大麻酚类的反应途径（Backer et al， 2009）。近年来，国外学者分别对大麻植物中的大麻酚类的长期稳定性进行了研究，如Turner et al（1973）采用GC技术对大麻植物材料大麻酚类的稳定性进行研究，将大麻在各种温度下储存104周后进行分析检测。此外，研究了在4 ℃避光和22 ℃见光的条件下长期贮存对大麻酚类稳定性的影响（Trofin et al， 2012a，b； Lindholst et al， 2010）。为了更好地指导司法实践活动中短时间内对于大麻检材的取证、运送、保存及鉴定，本研究采用超高效液相色谱技术，避免了气质检测时的高温衍生化对大麻酚类造成的影响，同时完善实验影响条件对不同化学表型大麻植物中的三种大麻酚类在20 d短期内的稳定性进行研究，以期提供更多的信息来阐明大麻酚类对时间、光照和温度条件的依赖性。

本研究针对不同化学表型的大麻植物及其提取物中大麻酚类在不同储存条件下的稳定性展开研究。根据三种主要大麻酚类化合物（Δ9THC、CBN和CBD）的含量变化，探讨储存条件如温度和光照对不同储存形式的大麻酚类的影响，为司法实践中大麻检材的时效性操作提供参考。同时，确定样品中大麻酚类的相对组成为司法鉴定提供有用的信息，如对大麻检材成熟时期、化学效力以及可能的地理来源的推断，从而有助于大麻毒品原植物相关案件的侦缉和对大麻毒品原植物的区域性监控和管制，有效预防大麻毒品的滥用。

1仪器、材料与方法

1.1 试剂与仪器

甲醇为色谱纯（美国Fisher Scientific公司）；实验用水均为超纯水 （美国Millipore公司超纯水装置制备）；Δ9THC、CBN、CBD标准品（1.0 mg·mL1，美国Cerilliant公司），均避光保存于-20 ℃环境下。ACQUITY UPLC HClass超高效液相色谱仪（Waters EmpowerTM3数据处理系统，美国Waters公司）；超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；台式高速冷冻离心机（德国Sigma公司）；电子天平（Mettler ToledoXS105，美国Mettler公司）；高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）。

1.2 大麻样本的处理

称取10 mg缴获的大麻毒品检材置于15 mL塑料离心管中，加入甲醇5 mL，水浴超声萃取30 min后，以6 000 r·min1的转速离心5 min，取上清液过0.22 μm滤膜，采用超高效液相色谱（UPLCPDA）进行检测分析。在同一天内检测分析所有实验样品，以避免其中大麻酚类的分解。

1.3 样本储存形式和条件选择

在大麻植物粉末的稳定性研究中，选择大麻酚类含量相同的样本分成四组。随后将上述组分别在室温（22 ± 2）℃光照、室温（22 ± 2）℃避光、4 ℃避光和-20 ℃避光的条件下储存。实验开始阶段，测定样本中三种大麻酚类的初始浓度，后续实验中按照时间安排定时取样。

在大麻提取物的稳定性研究中，称取一定量的大麻植物粉末，在甲醇中进行超声提取，将上清液转移至有塞的离心管中以避免溶剂的挥发。将提取溶液分成四组，并在室温（22 ± 2）℃光照、室温（22 ± 2）℃避光、4 ℃避光和-20 ℃避光的条件下储存，储存时间持续20 d并进行定期取样。根据如下1.4项所述检测分析Δ9THC、CBN和CBD的含量变化情况。

1.4 UPLCPDA分析条件

色谱柱为Waters ACQUITYTM UPLC BEH C18柱（2.1 × 50 mm，1.7 μm）；色谱柱温度为35 ℃；样品室温度为20 ℃；进样体积为2 μL；流动相为甲醇（0.1%甲酸）—水（87∶13， v/v），等度洗脱，流速为0.2 mL·min1；检测器为光电二极管阵列检测器PDA，在220 nm波长处进行检测；密封圈清洗使用10%甲醇的MilliQ水溶液；运行时间7 min。

2结果与分析

2.1 大麻化学表型分析

根据精神活性成分Δ9THC的不同，可将大麻植物分为毒品型或纤维型大麻。對来自不同地区大麻样本中三种主要大麻酚类的初始浓度进行检测分析，如表1所示，Δ9THC含量的百分比在0.29%和1.19%之间变化，CBN和CBD中的百分含量分别为0.01%～2.94%和0.03%～3.84%。C5样本的Δ9THC含量低于0.3%（来自区域C5），可划分为纤维型大麻；而来自C1-C4区域的大麻样本为毒品型大麻）。

根据表型指数Δ9THC/CBD的不同，可将大麻植物区分为三种化学表型。化学表型I即毒品型，Δ9THC/CBD比值较高（远高于1）；化学表型II即中间型，Δ9THC/CBD比值接近1；化学表型III即纤维型，Δ9THC/CBD比值较低（远小于1）。以表型指数Δ9THC/CBD对大麻样本进行化学表型分析，结果如表1。来自区域C5的大麻样本可划分为纤维型（Δ9THC/CBD比值为0.08），来自区域C2（Δ9THC/CBD比值为1.11）以及来自C3（Δ9THC/CBD比值为1.46）的大麻样本可以划分为中间型。其他地区的大麻植物样本可划分为毒品型。

此外，還可采用表型指数（Δ9THC+CBN）/CBD对不同的大麻植物进行化学表型的区分。如表1所示，来自C1-C4地区的大麻植物的表型指数大于1.0，可划分为毒品型；而来自C5地区的大麻植物的表型指数小于1.0，可划分为纤维型。

参照不同表型指数， 同一大麻样本可能具有不同的化学表型。当根据Δ9THC含量或表型指数（Δ9THC+CBN）/CBD来区分大麻样本的化学表型时，来自区域C5的大麻样本属于纤维型。当根据表型指数Δ9THC/CBD来区分化学表型时，来自区域C2和C3的样品为中间型（表型指数比值接近1.0）；但对Δ9THC含量的分析表明，来自区域C2和C3的样品是毒品型大麻（Δ9THC含量值高于0.3%）。

2.2 不同储存条件对大麻酚类稳定性的影响

根据不同化学表型大麻样本中的大麻酚类在不同储存条件下随时间的含量变化情况，研究光照和温度对大麻化学稳定性的影响。将大麻样本以固体粉末形式在不同条件下储存20 d，大麻样本C1（毒品型）在室温（22 ± 2）℃避光、4 ℃避光和-20 ℃避光条件下储存时，Δ9THC含量均显著高于室温（22 ± 2）℃见光条件下储存的大麻样本（从1.19%减少至0.203%）；将大麻样本以甲醇提取液形式在不同条件下储存时，室温（22 ± 2）℃见光条件下大麻样本中的Δ9THC、CBN、CBD含量均显著下降，表明光照是影响大麻化学效力的主要因素。大麻样本UPLCPDA分析色谱图如图2所示。

图3至图5为不同化学表型的大麻样本以两种不同储存形式在四种不同储存条件下，三种大麻酚类的含量随时间的变化情况。在四种不同的储存条件下，不同化学表型大麻样本中大麻酚类的含量具有相同的变化趋势。以固体粉末形式储存时，Δ9THC、CBD含量在室温 （22 ± 2）℃及低温 （4、-20 ℃）避光储存条件下基本保持不变，而室温（22 ± 2）℃见光条件会导致Δ9THC、CBD含量的显著降低；CBN含量在储存期间保持不变。以甲醇提取液形式储存时，在室温光照下储存的样品中Δ9THC、CBN和CBD含量均显著低于避光下储存的样品，受温度影响较小。

在20 d的实验时间内，毒品型大麻C1以固体粉末形式存储时，Δ9THC、CBD含量在室温光照下均显著降低（Δ9THC从1.190%降至0.203%、CBD从0.27%降至0.16%），而在（22 ± 2）℃室温及低温（4、-20 ℃）避光条件下基本保持不变；以甲醇提取溶液形式存储时，在室温光照条件下Δ9THC、CBN和CBD的含量均显著降低（Δ9THC从1.190%降至0.28%、CBD从0.27%降至0.07%、CBN从2.94%降至1.63%）。中间型大麻C2以固体粉末形式存储时，Δ9THC、CBD含量在室温光照下均显著降低（Δ9THC从0.49%降至0.1%、CBD从0.44%降至0.17%），而在室温（22 ± 2）℃及低温（4、-20 ℃）避光条件下基本保持不变；以甲醇提取溶液形式存储时，在室温光照条件下Δ9THC、CBN和CBD的含量均显著降低（Δ9THC从0.49%降至0.02%、CBD从0.44%降至0.1%、CBN从0.01%降至0.002%）。纤维型大麻C5以固体粉末形式存储时，Δ9THC、CBD含量在室温光照下均显著降低（Δ9THC从0.29%降至0.1%、CBD从3.84%降至2.38%），而在室温（22 ± 2）℃及低温（4、-20 ℃）避光条件下基本保持不变；以甲醇提取溶液形式存储时，在室温光照条件下Δ9THC、CBN和CBD的含量均显著降低（Δ9THC从0.29%降至0.098%、CBD从3.84%降至0.44%、CBN从2.86%降至1.81%）。三种不同化学表型的大麻样本以甲醇提取液形式储存在室温光照条件下时，会导致Δ9THC、CBN和CBD含量的减少，表明三种大麻酚类在甲醇溶液中相对不稳定。固体粉末形式存储的大麻样本中， CBN含量不受光照和温度的影响，Δ9THC和CBD的降解受存储条件如温度和光照的影响。

在室温光照下样本中的CBD含量随着储存时间的增加而降低，并且在甲醇提取液形式的样品降低更显著。CBD可能在一些条件下（在CBD环化酶的作用下）通过环化反应生成Δ9THC，可对其在储存期间的含量变化进行解释（Smith et al， 1977； Jenkins et al， 1973； Fairbairn et al， 1976）。文献报道表明，长期存储时Δ9THC的降解会导致CBN含量会增加。Δ9THC的降解不会完全生成CBN，可能存在其他降解途径（化学降解）。

2.3 Δ9THC的降解动力学分析

使用一级动力学来计算Δ9THC降解的动力学参数，例如在不同储存条件下的速率常数（k）和半衰期（t1/2）（史先敏等， 2011； 李玮， 2010； 王贵芳等， 2011； 汪志慧等， 2011）。从表2可以看出，室温见光条件下样品的t1/2参数值低于在室温（22 ± 2）℃及低温4 ℃、-20 ℃避光下存储的样品，室温光照条件下以甲醇提取溶液形式存储时样品的t1/2参数值低于以固体粉末形式存储的样品，表明在正常储存条件（光照和室温）下比在特殊储存条件（避光和低温）下，大麻中Δ9THC降解速率更高，大麻在室温光照下以甲醇溶液存储时具有更高的不稳定性。光照是影响Δ9THC降解的重要因素，如果在室温避光条件下储存，大麻或其甲醇提取物可稳定保存。

另一方面，半衰期参数（t1/2）表征样品的反应性或Δ9THC对环境因素的响应强度。该响应是样品稳定性的量度，并且可以被认为是考虑样品活力和化学效能的新标准。例如，根据Δ9THC的含量高低（表1），样品C1的化学效力为高于样品C5。但是，以半衰期参数作为评估样品化学效力的标准时，样品C5的半衰期高于样品C1，具有更长的储存期（表2）。t1/2为化学效力和药物损害的评价提供了一些不同的信息，还可以用于评估样本的近似年龄。然而，利用更精确的动力学方程描述Δ9THC的降解动力学，收集准确可靠的动力学实验数据，对评价大麻化学效力及研究大麻酚类的稳定性是必要的。

3讨论与结论

大麻中大麻酚类含量的差异可能是不同的环境条件（例如气候、光照强度和时间、土壤质量和海拔等）作用的结果（Stefanidou et al， 1998； Oliveira et al， 2008； Tipparat et al， 2012）。不同化学表型的大麻样本在不同的储存条件及储存形式下，大麻中的主要大麻酚类Δ9THC、CBN和CBD的含量变化不同。主要精神活性成分Δ9THC的降解受光照影响显著，大麻样品中的Δ9THC在室温见光下比在室温（22 ± 2）℃及低温4 ℃、-20 ℃避光下有更短的t1/2和更大的k值。

基于一级动力学的参数计算结果表明，在正常储存条件（光照和室温）下比在特殊条件下（避光和低温）具有更高的Δ9THC降解速率。CBD含量在储存期间降低，特别是在室温见光下的样品，可通过在CBD环化酶的作用下CBD环化生成Δ9THC来解释。基于对Δ9THC一级反应评估的动力学参数，建议了对大麻化学效力评价的新标准。同时，三种大麻酚类的稳定性研究对司法实践活动中短期内大麻检材的取证、运送、保存及鉴定具有参考价值。

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