Terpenes Analysis in Cannabis Products by Liquid Injection using the Agilent Intuvo 9000/5977B GC/MS System

Význam tématu

Terpeny představují širokou skupinu těkavých a semitěkavých přírodních sloučenin, které definují aroma a chuť rostlin, včetně konopí. Profil terpenů je zásadní pro charakterizaci odrůd a kvality konopných produktů, a to jak v medicínském, tak v rekreačním využití. Přesná a reprodukovatelná analýza terpenů podporuje jak vývoj nových odrůd, tak kontrolu kvality a dodržování regulačních standardů.

Cíle a přehled studie

Cílem této aplikace bylo vyvinout robustní metodu pro kvantitativní stanovení 40 běžných terpenů v cannabis a cannabinoidních produktech. Metoda využívá přímou kapalnou injekci do plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (GC/MS) a je optimalizována pro citlivost, selektivitu a vysokou opakovatelnost. Studie porovnávala výkon vůči tradičním technikám headspace GC/FID nebo GC/MS.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly extrahovány v etylacetátovém roztoku s interním standardem (2-fluorobiphenyl). Pro kalibraci se použily osmivrstvé matricově vázané standardy v rozsahu 3,8–487 µg/mL, z nichž byly vypočteny koncentrace v % (wt/wt).

• GC/MS: Agilent Intuvo 9000 s multimode inletem (MMI) a mid-column backflush Flow-Chip.
• Autosampler: Agilent 7650A 50-pozicový s 10 µL stříkačkou a možností umístění hlavy 7697A headspace systému.
• Kolony: dvě DB-Select 624 Ultra Inert (30 m × 0,25 mm × 1,4 µm), split liner s nízkou tlak. ztrátou.
• Detektor: Agilent 5977B MSD s elektronovou ionizací (EI Extractor) a režimem SIM/SCAN.
• Softwarové vybavení: MassHunter B.10 Acquisition, Quantitative B.10.1 a Unknowns Analysis 10.1 s NIST spektrální databází.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala vysokou liniaritu (R² > 0,99) pro všechny 40 terpenů při použití váhy 1/x a osmivrstvých kalibračních křivek. Detekční limity (LOD definované jako MDL, 99 % konfidence) se pohybovaly mezi 0,0005 % a 0,0091 % (wt/wt). Kvantitační limity (LOQ, 10× SD) byly ve všech případech nižší než 0,03 % (wt/wt).

Intraday i interday přesnost se většinou pohybovala mezi 80 % a 120 % a opakovatelnost (%RSD) byla pod 10 % pro většinu terpenů. Interní standard vykázal stabilitu (RSD 3,6–6,1 %) po dobu pěti dnů. Analýza komerčního vzorku terpenové směsi odhalila drobné odchylky od deklarovaných hodnot – např. β-myrcen byl vyšší než uvedených 17 %, zatímco α-humulen byl pravidelně nižší.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje spolehlivou chemotypizaci konopných vzorků v QC laboratořích, ověřování deklarovaných koncentrací při výrobě terpenových doplňků i formální testy v regulačních režimech. Kapilární backflush minimalizuje akumulaci matrice a prodlužuje životnost kolony.

Budoucí trendy a možnosti využití

Možnosti rozšíření zahrnují chirální rozlišení enantiomerů terpenů za pomoci chirálních kolon, vysokopropustné screenování (HTS) většího počtu látek, integraci s vysokorozlišovací HRMS pro strukturální potvrzení a vývoj standardizovaných referenčních materiálů.

Závěr

Vyvinutá metoda kapalné injekce GC/MS na systému Agilent Intuvo 9000/5977B nabízí rychlé, citlivé a selektivní stanovení 40 terpenů v konopných produktech. Dosahuje vynikající reprodukovatelnosti, nízkých LOD/LOQ a přímé matrix-matched kalibrace, což umožňuje široké uplatnění v analytické praxi.

Použitá instrumentace

• Agilent Intuvo 9000 GC (MMI, mid-column backflush Flow-Chip)
• Agilent 5977B MSD s EI Extractor zdrojem
• Agilent 7650A ALS s 10 µL stříkačkou
• DB-Select 624 Ultra Inert kolony
• MassHunter B.10 Acquisition a Quantitative B.10.1
• NIST 14 spektrální databáze v MassHunter Unknowns Analysis

Reference

1. California Bureau of Cannabis Control. Text of Regulations Title 16 Division 42. 2019.
2. Jansen D. J.; Ryan A.; Shenvi R. A. Future Med. Chem. 2014, 6(10), 1127–1148.
3. Booth J. K.; Bohlmann J. Plant Science 2019, 284, 67–72.
4. Mandrioli M. et al. Molecules 2019, 24, 2113.
5. Booth J. K.; Page J. E.; Bohlmann J. PLoS ONE 2017, 12(3), e0173911.
6. Thomas B. F.; Elsohly M. The Analytical Chemistry of Cannabis, Elsevier 2016, p. 27–41.
7. Fellermeier M. et al. Eur. J. Biochem. 2001, 268, 1596–1604.
8. Gagne S. J. et al. PNAS 2012, 109, 12811–12816.
9. Juaristi E. Stereochemistry & Conformational Analysis, Wiley 1991.
10. Moss G. P. Pure Appl. Chem. 1996, 68(12), 2193–2222.
11. NIST/EPA/NIH Mass Spectral Database (NIST 14), NIST, 2014.