Non-Targeted Profiling of Nepeta Cataria Using Multidimensional Gas Chromatography and High-Performance Time-of-Flight Mass Spectrometry

Význam tématu

Nepeta cataria (kočičí máta) je rostlina známá svými biologicky aktivními sloučeninami, zejména nepetalaktony, které mají využití v tradiční medicíně a ochraně proti hmyzu.
Metoda non‐targeted profilování s využitím GCxGC a vysokorozlišovací TOFMS umožňuje komplexní identifikaci sekundárních metabolitů a aromatických látek v rostlinných extraktech.

Cíle a přehled studie

1. Fytochemické profilování produktů Nepeta cataria zaměřené na iridoidní terpeny (např. nepetalaktony) a aromatické terpeny.
2. Rozlišení klíčových sloučenin odlišujících různé vzorky pomocí statistik.
3. Zvýšení jistoty identifikace kombinací GCxGC a HRTOFMS.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (100–200 mg) extrahovány HS-SPME z nasyceného roztoku NaCl a analýza provedena dvoustupňovou GCxGC s modulátorem QuadJet.
Pro GC-TOFMS použit LECO Pegasus BTX (rozlišení >1100, rychlost až 500 spekter/s), pro HRTOFMS LECO Pegasus HRT+ (rozlišení až 50 000, přesnost 1 ppm, rychlost až 200 spekter/s).

1. Autosampler LECO L-PAL 3 s vláknem DVB/Carbon WR/PDMS: 10 min inkubace, 30 min extrakce při 60 °C.
2. Kolony Rxi-5ms (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm) a Rxi-17Sil ms (0,60 m × 0,25 mm × 0,25 µm).
3. Teplotní program: 40 °C (1 min), rampu 10 °C/min do 300 °C, hold 13 min; sekundární kolona +5 °C vůči primární.
4. Modulace 2 s (+15 °C nad druhou kolónou), přenosová trubice 300 °C.
5. Ionizace EI (250 °C), PCI (165 °C), NCI s CH4.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Identifikace α-dihydronepetalaktonu, hexahydrofarnesyl acetonu, heterocyklických sloučenin a různých terpenů.
2. GCxGC-TOFMS nabídla výrazně lepší separaci složek než jednorozměrná GC.
3. PCA ukázala jasné rozlišení mezi vzorky A–D a kontrolním U na základě relativních ploch signálů.
4. Kombinace EI a PCI zvýšila spolehlivost identifikace a ověření molekulárních vzorců pomocí mass delta výpočtů.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní screening a charakterizace sekundárních metabolit v rostlinných extraktech.
• Uplatnění ve vývoji farmaceutik, potravinových doplňků a aromaterapeutických produktů.
• Statistické metody (PCA, F-poměr) podporují robustní rozlišení a kvantifikaci významných komponent.
• HRTOFMS minimalizuje omyly při identifikaci analogů a izomerů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dalších chromatografických technik (např. LCxGC-HRMS) pro detailnější separaci.
• Využití strojového učení pro predikci biologické aktivity a identifikaci markerů.
• Rozšíření neřízeného profilování na další rostliny a komplexní matrice (potraviny, kosmetika).
• Automatizace datové analýzy pro vývoj nových pracovních postupů.

Závěr

Non‐targeted přístup založený na GCxGC-TOFMS a HRTOFMS se ukázal jako efektivní nástroj pro detailní fytochemickou analýzu Nepeta cataria, umožňující spolehlivou identifikaci primárních a sekundárních metabolit s potenciálem širokého praktického využití.

Reference

• Alonso D.E., Hayes J., Humston-Fulmer E., Binkley J.E. Non-Targeted Profiling of Nepeta cataria Using Multidimensional Gas Chromatography and High-Performance Time-of-Flight Mass Spectrometry, LECO Corporation, Saint Joseph, Michigan, USA.