APPLICAZIONE DELL'EXPERIMENTAL DESIGN NELLO SVILUPPO DI UN METODO QUANTITATIVO PER LA DETERMINAZIONE DEL DELTA-9-THC TRAMITE HPLC-DAD

Abstract

Il presente lavoro di tesi, svoltosi presso il laboratorio chimico dell’Agenzia delle Dogane e dei Monopoli, si pone l’obiettivo di sviluppare e ottimizzare un metodo per quantificare il Δ9-THC, tramite tecnica HPLC-DAD. Al fine di ridurre il numero di prove sperimentali, è stata applicata la metodologia dell’Experimental Design (DoE); nello specifico si è scelto il metodo Full Factorial Design per valutare l’interazione tra i parametri critici analizzati: temperatura (30°C e 40°C), volume di iniezione (2 μl e 6 μl) e tipologia di eluente (acido fosforico (H3PO4) e acido formico (CH2O2)). Dall’analisi statistica è emerso che la temperatura influisce significativamente nella risposta sperimentale indentificata nel tempo di ritenzione del Δ9-THC (tR), in particolare all’aumentare della temperatura si assiste a una diminuzione dei tR, come dimostrato dal coefficiente negativo (-0.1300). Il volume di iniezione e la tipologia di eluente non sono risultati rilevanti. Per quanto riguarda le interazioni tra fattori, l’unica rilevante è volume-eluente: utilizzare l’acido fosforico e un volume di iniezione a livello basso comporta un aumento nella risposta sperimentale. La scelta di utilizzare l’acido fosforico è stata confermata anche considerando il coefficiente di determinazione (R2) che non risulta ottimale nelle rette di regressione ottenute utilizzando l’acido formico. In conclusione, le condizioni ottimali per quali-quantificare il Δ9-THC sono utilizzare un volume di iniezione a livello basso, una temperatura di 40°C e l’acido fosforico per acidificare la fase mobile. Il risultato ottenuto permette di escludere l’utilizzo dell’acido formico garantendo anche una maggior sicurezza per l’operatore.

This work, carried out at the chemical laboratory of the Agenzia della Dogana e dei Monopoli, aims to develop and optimize a method for the quantification of Δ9-THC using the HPLC-DAD technique. In order to minimize the number of experiments the Experimental Design (DoE) methodology was applied; specifically, a Full Factorial Design was selected to evaluate the interaction among the critical parameters analyzed: temperature (30°C and 40°C), injection volume (2 μL and 6 μL), and type of eluent (phosphoric acid (H₃PO₄) and formic acid (CH₂O₂)). Statistical analysis revealed that temperature significantly affects the experimental response, identified as the retention time (tR) of Δ9-THC. As temperature increases, a decrease in tR is observed, as demonstrated by the negative coefficient (-0.1300). Injection volume and type of eluent were not found to be significant factors. With respect to the interactions, only the one between injection volume and type of eluent was found to be significant; in particular, the use of phosphoric acid with a low injection volume resulted in an increase in the experimental response. The choice of phosphoric acid was also confirmed by the coefficient of determination (R²), which did not show an optimal value in the regression curves obtained using formic acid as an eluent instead. Finally, it can be stated that the optimal conditions for the qualitative and quantitative determination of Δ9-THC are a low injection volume, a temperature of 40°C and the use of phosphoric acid to acidify the mobile phase. The results obtained allow the exclusion of formic acid as an eluent, therefore ensuring greater safety for the operator.