De cannabisplant is een complexe plant, onderzoekers hebben er al vele honderden bestanddelen in onderscheiden. In een toenemend aantal Nederlandse laboratoria worden analyses gedaan op zowel ruw plantmateriaal als op extracten van cannabis. Voor alle consumenten van cannabis kan zulk onderzoek belangrijke informatie opleveren, maar vooral voor de groeiende groep medicinale cannabisgebruikers is deze informatie essentieel.

Wanneer is het nu belangrijk om een cannabisproduct in het laboratorium te laten onderzoeken? Dat kan bijvoorbeeld zijn wanneer je kennis wilt krijgen over de concentraties cannabinoïden in een product. Deze informatie is onder andere noodzakelijk voor het bepalen van de juiste dosering. Daarnaast wil je als consument natuurlijk zekerheid over de veiligheid van het product dat je gebruikt. In het bijzonder geldt dit voor patiënten, die vaak al een verzwakt immuunsysteem hebben, maar evengoed zijn recreatieve gebruikers van cannabis hierbij gebaat. Om die reden worden in eerdergenoemde laboratoria ook de gehaltes van verschillende contaminanten (vervuilers) bepaald. Denk bijvoorbeeld aan pesticiden, zware metalen en residuen van oplosmiddelen. Er zijn verschillende methoden waarmee deze componenten opgespoord kunnen worden. De beste methode is niet voor elk bestanddeel hetzelfde. De ene methode levert preciezere resultaten op dan de andere. Daarnaast kunnen methodes elkaar in sommige gevallen aanvullen. In dit artikel gaan we na welke methoden er bestaan voor elk van de genoemde bestanddelen en wat de voor- en nadelen van deze methoden zijn.

Het meten van cannabinoïden

Cannabinoïden zijn de actieve bestanddelen waar planten uit de cannabisfamilie over het algemeen voor gebruikt worden. THC en CBD zijn de twee bekendste cannabinoïden, totaal zijn het er meer dan honderd. Na een analyse op cannabinoïden weet je wat de desbetreffende concentraties en verhoudingen zijn en kun je bepalen of het product geschikt is voor de toepassing die je in gedachten hebt.

Methode 1. HPLC (Vloeistofchromatografie/High Performance Liquid Chromatography)

Bij HPLC wordt een cannabismonster door middel van een loopvloeistof onder hoge druk door een lange dunne kolom geleid. Deze kolom is vet van binnen. De ene cannabinoïde blijft langer aan deze kolom “plakken” dan de ander. Het gevolg is dat de ene cannabinoïde er langer over doet dan de ander om door de kolom heen te bewegen. Aan het eind van de kolom staat een detector waarmee cannabinoïden zichtbaar gemaakt kunnen worden.

Voordelen van HPLC

• Zeer precies en betrouwbaar, hoewel mede afhankelijk van de detectiemethode die gebruikt wordt.

Nadelen van HPLC

• Benodigde oplosmiddelen zijn niet of nauwelijks door particulieren te bestellen. Aanschaf en onderhoud van de apparatuur is kostbaar. HPLC is mede om deze redenen een methode die in de praktijk alleen door professionele laboratoria gebruikt wordt.

Methode 2. GC (Gaschromatografie)

GC werkt feitelijk hetzelfde als de hierboven beschreven HPLC-methode, met als verschil dat er in plaats van een loopvloeistof een draaggas gebruikt wordt. Dit gas wordt door een lange dunne kolom geleid, waarna een detector de verschillende cannabinoïden zichtbaar kan maken. Over het algemeen wordt gaschromatografie voor monsters gebruikt die vluchtig zijn. Voor cannabisproducten ligt HPLC daarom meer voor de hand dan GC.

Voordelen GC

• Afhankelijk van de detectiemethode die gebruikt wordt kan GC zeer precieze en betrouwbare resultaten geven.

Nadelen GC

• De nadelen van GC zijn grotendeels hetzelfde als die van HPLC. Kortgezegd is GC een kostbare methode die in de praktijk alleen door professionele laboratoria gebruikt wordt.
• Om een monster in gasvorm te krijgen moet het verhit worden. Door verhitting kan de molecuulstructuur echter veranderen. Het risico is dat de samenstelling van de damp die ontstaat niet meer overeenkomt met de samenstelling van het product waarvan het monster genomen is.

Methode 3. TLC (Dunne laagchromatografie/Thin Layer Chromatography)

TLC is een relatief eenvoudige vorm van chromatografie. Als eerste wordt op een plaatje met silica (een wit poeder dat vrijwel onoplosbaar is in water) het monster opgebracht. Vervolgens wordt dit plaatje in een bodempje vloeistof met daarin het monster gezet. De verschillende cannabinoïden kruipen op dit plaatje met verschillende snelheden omhoog, waardoor ze van elkaar onderscheiden kunnen worden.

Voordelen van TLC

• Relatief eenvoudig in vergelijking tot andere methoden.
• Relatief goedkoop in vergelijking tot andere methoden.

Nadelen van TLC

• TLC geeft vooral kwalitatieve resultaten, wat wil zeggen dat wel duidelijk wordt welke cannabinoïden er in een sample zitten, maar niet in welke concentratie ze aanwezig zijn.
• De chemicaliën die nodig zijn om cannabinoïden zichtbaar te maken zijn niet of nauwelijks verkrijgbaar voor particulieren.

Conclusie

Voor het meten van concentraties cannabinoïden is HPLC een goede optie die zeer precieze resultaten geeft. HPLC heeft de voorkeur boven GC omdat de molecuulstructuur bij GC kan veranderen als gevolg van verhitting. De precisie van HPLC wordt nog verder verbeterd als de detector die gebruikt wordt een massaspectrometer is. Er wordt dan gesproken van HPLC-MS. Het gebruik van TLC als enige methode is af te raden omdat het geen goede kwantitatieve resultaten oplevert. Eventueel kan TLC wel als aanvulling op andere methoden gebruikt worden.

Het meten van pesticiden

Pesticiden zijn bestrijdingsmiddelen die gebruikt worden bij het verbouwen van allerlei gewassen, zo ook bij cannabis. Een te hoge concentratie van bepaalde pesticiden kan serieuze gezondheidsrisico’s met zich meebrengen, zeker wanneer je ze gedurende langere tijd binnenkrijgt. In wetenschappelijke studies zijn duidelijke aanwijzingen gevonden voor het verband tussen pesticiden en bepaalde gezondheidsklachten, zoals leukemie bij kinderen, hersentumoren bij volwassenen, astma, de ziekte van Parkinson en verschillende problemen in de geestelijke ontwikkeling. Er zijn honderden pesticiden die potentieel in cannabis kunnen zitten en het is lastig om met één analyse op al deze pesticiden te testen.

Methode 1. GC-MS-MS (Gaschromatografie)

GC-MS-MS is gaschromatografie zoals we dat eerder in dit artikel besproken hebben, maar dan met een uitgebreide massaspectrometer. Het MS-MS-gedeelte van het apparaat wordt ook wel triple quadrupole genoemd. Doordat er in elk van de vier gedeeltes van deze detector een ander soort scan wordt gemaakt wordt de nauwkeurigheid van de metingen sterk verbeterd. Met een MS-MS kunnen daardoor ook pesticiden die in slechts hele kleine concentraties aanwezig zijn gedetecteerd worden. Ook kan er met een MS-MS beter gekwantificeerd worden (bepaald worden hoeveel er van een bepaalde pesticide in het sample zit).

Voordelen van GC-MS-MS

• Zeer gevoelige meting, waarmee ook pesticiden in kleine concentraties worden gedetecteerd.
• Er kan nauwkeuriger bepaald worden hoeveel er van een bepaalde pesticide in het sample zit.

Nadelen van GC-MS-MS

• Niet alle pesticiden zijn meetbaar met GC-MS-MS, onder andere omdat gaschromatografie zich het beste leent voor vluchtige verbindingen, een aanvullende methode is daarom noodzakelijk.
• Alleen mogelijk door van dure apparatuur gebruik te maken, daarom vaak kostbaar.

Methode 2. LC-MS-MS (Vloeistofchromatografie)

LC-MS-MS is vloeistofchromatografie zoals we dat eerder in dit artikel besproken hebben, maar dan met een uitgebreide massaspectrometer (zoals ook gebruikt wordt voor GC-MS-MS). Het MS-MS-gedeelte van het apparaat wordt ook wel triple quadrupole genoemd. Met een MS-MS kunnen daardoor ook pesticiden die in slechts hele kleine concentraties aanwezig zijn gedetecteerd worden. Ook kan er met een MS-MS beter gekwantificeerd worden (bepaald worden hoeveel er van een bepaalde pesticide in het sample zit).

Voordelen van LC-MS-MS

• Zeer gevoelige meting, waardoor ook pesticiden in kleine concentraties worden gedetecteerd.
• Er kan nauwkeuriger bepaald worden hoeveel er van een bepaalde pesticide in het sample zit.

Nadelen van LC-MS-MS

• Niet alle pesticiden zijn meetbaar met LC-MS-MS, een aanvullende methode is daarom noodzakelijk.

Methode 3. NMR (Kernspinresonantie/Nuclear Magnetic Resonance)

Het principe van NMR is gebaseerd op het feit dat atoomkernen elektrisch geladen deeltjes zijn die om hun as draaien. Doordat de atoomkernen zowel draaien als elektrisch geladen zijn ontstaat er een magnetisch veld. Wanneer hierbij een uitwendig magnetisch veld wordt aangelegd reageren de verschillende atoomkernen hier allen op een andere manier op. Door dit te meten kan opheldering over de molecuulstructuur worden verkregen, waarmee verschillende pesticiden gekarakteriseerd kunnen worden.

Voordelen van NMR

• Slechts één methode nodig.
• NMR geeft veel informatie over de molecuulstructuur. Dit is een voordeel ten opzichte van massaspectrometrie, waarbij wordt gekarakteriseerd aan de hand van massa. Deze manier van karakteriseren kan problemen opleveren omdat sommige pesticiden dezelfde massa hebben als sommige cannabinoïden.

Nadelen van NMR

• Benodigde apparatuur en software zijn kostbaar, wat NMR een dure methode maakt.
• Mengsels kunnen niet al te complex zijn, dan moeten de moleculen eerst van elkaar gescheiden worden.

Conclusie

Zojuist hebben we drie methoden beschreven waarmee pesticiden gemeten kunnen worden. Al deze methoden zijn kostbaar, zodat het financiële aspect in dit geval niet de doorslag geeft. Een combinatie van GC-MS-MS en LC-MS-MS zal voor het meten van pesticiden in de meeste gevallen de beste optie zijn. Door deze twee methoden te combineren kan een sample op het grootste spectrum aan pesticiden worden geanalyseerd.

Het meten van zware metalen

Cannabis kan zware metalen bevatten doordat de grond waarop het op vervuilde grond verbouwd is, denk hierbij bijvoorbeeld aan arseen, cadmium of kwik. Klachten hoeven niet altijd onmiddellijk op te treden, maar kunnen zich ook na langere tijd aandienen. Zware metalen kunnen zich door de jaren heen ophopen in het lichaam. Mogelijke gevolgen zijn onder andere kanker en allerlei neurologische aandoeningen.

Methode 1. ICP-MS (Inductief gekoppeld plasma massa spectrometrie)

Voor ICP-MS wordt argon gebruikt, een zogenaamd inert gas dat geen reacties aangaat met het cannabismonster. Een speciale oven wordt verhit tot circa 5000 graden, waarin het monster uiteenvalt in de atomen waaruit het bestaat. In de massaspectrometer kunnen deze atomen vervolgens geïdentificeerd worden en kan de concentratie ervan bepaald worden.

Voordelen van ICP-MS

• Extreem lage detectielimieten, waardoor ook zware metalen die slechts in hele lage concentraties aanwezig zijn kunnen worden opgespoord.

Nadelen van ICP-MS

• Hoge kostprijs.
• Veel vakkennis nodig om de procedure goed uit te voeren.

Methode 2. AAS (Atomaire Absorptie Spectrometrie)

Bij AAS worden de atomen in het monster bestraald met monochromatisch licht (licht van één enkele golflengte). Dit licht wordt door de atomen in bepaalde mate geabsorbeerd. De intensiteit van het licht wordt voor en na de bestraling gemeten. Op basis van deze metingen kan bepaald worden hoeveel atomen van een bepaalde soort er in een sample aanwezig zijn. Het sample wordt van te voren tot hoge temperatuur verhit om de atomen van elkaar te kunnen scheiden. Dit verhitten gebeurt bijvoorbeeld door middel van een vlam (Vlam-AAS) of in een grafietoven (grafietoven-AAS).

Voordelen van AAS

• Voor vlam-AAS is relatief weinig vakkennis nodig om de procedure goed uit te kunnen voeren.
• Grafietoven-AAS heeft lage detectielimieten, vergelijkbaar met die van ICP-MS.

Nadelen van AAS

• Vlam-AAS heeft hogere detectielimieten dan grafietoven-AAS en ICP-MS.
• Grafietoven-AAS is minder gunstig voor wat betreft onder andere analysesnelheid en herhaalbaarheid.
• Vlam-AAS kan risico’s met zich meebrengen afhankelijk van het gas dat gebruikt wordt. Bij verschillende gassen kan explosiegevaar ontstaan.

Conclusie

Voor het detecteren van zware metalen in cannabismonsters is ICP-MS de meest geschikte methode. Het is een kostbare methode, maar dat geldt eigenlijk voor alle bruikbare methoden voor het bepalen van zware metalen. De procedure moet worden uitgevoerd door een professional, maar levert vervolgens wel de meest precieze resultaten op door de lage detectielimieten.

Het meten van residuen van oplosmiddelen

Om cannabisextracten te maken worden verschillende oplosmiddelen gebruikt, waaronder (isopropyl)alcohol, nafta, hexaan en butaan. Met name door particulieren worden deze middelen vaak gebruikt. Het proces van extractie kan bijvoorbeeld uitgevoerd worden door een stappenplan te volgen dat op internet is gevonden. Ook worden er workshops gegeven waarin mensen aan de hand van enkele eenvoudige stappen leren hoe je een cannabisextract kunt maken. Het moet echter gezegd dat zelfs wanneer deze stappenplannen volledig en correct worden doorlopen er toch residuen van oplosmiddelen kunnen achterblijven in het eindproduct. Zowel op korte als op lange termijn kan de consumptie van deze residuen ernstige klachten tot gevolg hebben. Helaas ontbreekt het particulieren aan de methoden om de genoemde residuen te kunnen detecteren. Het risico is dat men vervolgens aanneemt dat deze residuen er niet zijn of er niet toe doen.

Methode 1. GC-MS-MS headspace (Gaschromatografie)

Voor het meten van residuen van oplosmiddelen (ook wel solventen genoemd) kan dezelfde methode gebruikt worden als de methode die we eerder in dit artikel besproken hebben voor het meten van pesticiden, namelijk GC-MS-MS. Het MS-MS gedeelte staat hierbij voor een uitgebreide massaspectrometer die de nauwkeurigheid van de metingen sterk verbetert en die noodzakelijk is voor het kunnen detecteren van zeer kleine concentraties, in dit geval van residuen van oplosmiddelen. Het headspace-gedeelte van deze methode slaat op hetgeen dat geanalyseerd wordt. Dat is in dit geval namelijk niet het monster zelf maar de lucht boven het monster. Door bepaalde berekeningen op de verkregen data toe te passen kan vervolgens bepaald worden wat de concentraties van oplosmiddelen in het oorspronkelijke monster zijn.

Voordelen van GC-MS-MS

• Zeer precieze methode.
• Zeer lage detectielimieten, wat wil zeggen dat ook de residuen van oplosmiddelen die in zeer lage concentraties aanwezig zijn gedetecteerd kunnen worden.

Nadelen van GC-MS-MS

• Dure methode.

Conclusie

Voor het meten van residuen van oplosmiddelen kom je al snel uit bij GC-MS-MS headspace, ondanks dat dit een kostbare methode is. Andere voor de hand liggende methoden voor het meten van deze componenten zijn er eigenlijk niet. Natuurlijk is het alleen nodig om een sample op oplosmiddelen te onderzoeken als het gaat om een geëxtraheerd product (bijvoorbeeld cannabisolie). In principe kunnen alle oplosmiddelen waarvan bekend is dat ze gebruikt worden om cannabisextracten mee te maken met deze methode geïdentificeerd worden.

Tot slot

Heeft u een olie in huis waarvan u de samenstelling wilt weten? Dan kunt u bijvoorbeeld terecht bij New Agro Research, een in Nederland gevestigd laboratorium dat zich gespecialiseerd heeft in het testen van cannabisproducten.
New Agro Research biedt bezoekers van Stichting VMO website een sterk gereduceerd tarief aan op hun cannabinoïden-analyse. Stuur een kort mailtje naar info@newagroresearch.nl en vermeld dat u gebruik wilt maken van de VMO-korting. U ontvangt een mailtje terug met een opdrachtformulier dat u kunt gebruiken om uw sample (monster) aan te leveren. U betaalt voor deze cannabinoïden-analyse € 50,- in plaats van de gebruikelijke € 75,-. New Agro Research kan tegen een meerprijs eventueel ook de verschillende contaminanten in uw sample bepalen.