Riassunto analitico
L’obbiettivo di questo lavoro di tesi è quello di sviluppare un sensore elettrochimico in grado di rispondere in maniera selettiva ai principali cannabinoidi della cannabis. La necessità di questa tipologia di sensori è aumentata successivamente alla legalizzazione dei prodotti cannabis-light, visto che è necessario verificarne il contenuto di Δ9-tetraidrocannabinolo (THC). I sensori offrirebbero una valida alternativa per eseguire delle analisi preliminari in loco, molto più rapide e semplici rispetto alle classiche analisi cromatografiche. Il lavoro è stato eseguito con due approcci differenti su tipologie di campioni diversi, ma utilizzando sempre gli stessi Screen Printed Electrode (SPE) in grafite, funzionalizzati con carbon black N220 mediante la tecnica del drop casting. Nel primo caso si è valutata la possibilità di riuscire a determinare e quantificare la presenza di THC all’interno di soluzioni standard che contengono anche cannabidiolo (CBD). Quindi sono state eseguite voltammetrie ad impulsi su soluzioni con differente concentrazione di THC e CBD. I voltammogrammi ottenuti sono poi stati utilizzati per l'analisi multivariata mediante Principal Component Analysis (PCA) con lo scopo di capire se è possibile distinguere soluzioni con differente contenuto di entrambi i cannabinoidi. Successivamente, con gli stessi dati, è stata eseguita una Partial Last Square regression (PLS) per valutare la possibilità di prevedere il rapporto THC/CBD delle varie soluzioni. I modelli ottenuti indicano che è possibile determinare la presenza di THC in soluzioni contenenti anche CBD e inoltre è possibile avere anche una stima del rapporto THC/CBD presente. Nella seconda parte del lavoro si è passati ad analizzare campioni reali, costituiti da estratti di cannabis. In questo caso l’obbiettivo è quello di riuscire a distinguere le differenti tipologie di piante in base al voltammogramma acquisito. Le varie tipologie di estratti derivano da cannabis utilizzata per differenti scopi: cannabis da fibra, cannabis per uso medico, cannabis light e cannabis illegale utilizzata come droga. I cannabinoidi presenti in maggiore quantità all'interno degli estratti risultano essere le forme acide di CBD e THC, indicate come CBDA e THCA, in cui è presente un gruppo carbossilico sull'anello aromatico. Le piante di cannabis producono cannabinoidi solamente in queste forme acide, che per vari fattori possono decarbossilare dando origine a CBD e THC. Dal punto di vista elettrochimico si è notata una notevole differenza tra i cannabinoidi in forma acida e non, quindi analizzando gli estratti si ottengono voltammogrammi caratteristici dovuti alla maggiore concentrazione di CBDA e THCA rispettoa a CBD e THC. Anche in questo caso per valutare le differenze tra i voltammogrammi è stato necessario costruire un modello PCA. Questo indica che è possibile distinguere le differenti tipologie di cannabis, in particolare si ha una netta distinzione tra le varietà con elevato contenuto di THC e THCA e quelle con solo CBD e CBDA. Si è provato anche ad utilizzare un materiale elettrodico differente per analizzare gli estratti, ovvero il poly-(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) ma purtroppo i risultati sono peggiori rispetto a quelli ottenuti con carbon black N220. In conclusione è stato possibile verificare che questi SPE funzionalizzati con carbon black N220 sono in grado di individuare la presenza di THC in soluzioni che contengono CBD, inoltre è stato possibile distinguere diverse tipologie di campioni reali rappresentati da estratti in cui sono presenti in prevalenza THCA e CBDA. Gli sviluppi futuri potrebbero quindi portare a SPE anche in grado di quantificare il contenuto dei vari cannabinoidi anche in campioni reali in cui prevalgono le forme acide.
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