Determining Terpene Profiles of Cannabis Strains Using GC and GCxGC with High Performance TOFMS

Význam tématu

Konopí obsahuje stovky bioaktivních látek, přičemž terpeny významně ovlivňují synergii s kanabinoidy (entourage efekt). Detailní profilace terpenů je klíčová pro chemokategorizaci odrůd a pro zajištění konzistentní kvality v medicínském a průmyslovém kontextu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout metodiku pro rychlou a přesnou charakterizaci terpenových profilů 23 různých odrůd konopí pomocí jednorozměrné GC-TOFMS a komplexní dvourozměrné GCxGC-TOFMS. Součástí bylo sestavení interní knihovny a statistická analýza dat pro posouzení rozdílů mezi odrůdami.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: destiláty konopí a standardy terpénů ředěné isopropanolem.

• Gázová chromatografie GCxGC: LECO Pegasus BT 4D, Quad Jet termo-modulátor, L-PAL 3 autosampler
• Kolony: Rxi-5 Sil MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 μm) a Rxi-17 Sil MS (0,6 m × 0,25 mm × 0,25 μm)
• Teplotní program: 40 °C (1 min) → 325 °C @ 10 °C/min; sekundární piecka +5 °C, modulace 2 s (+15 °C nad primární)
• TOFMS: rozsah m/z 45–600, EI, přenosová linka 300 °C, zdroj 250 °C, 10 spekter/s (1D) a 200 spekter/s (2D)

Hlavní výsledky a diskuse

• GCxGC-TOFMS detekovala >4× více signálů a identifikovala o více než 50 % více terpénů než GC-TOFMS.
• Odstranění koelučních interakcí umožnilo separaci složitých seskviterpenů (dendrasaline vs β-calacorene).
• Průměrné hodnoty spektrální podobnosti se zvýšily z 548 (GC-TOFMS) na 869/1000 (GCxGC-TOFMS).
• Profil terpenů v indika-dominantním vzorku dosáhl průměrné podobnosti 916/1000 a zahrnoval více než 50 kompromisních látek (terpeny, terpenoidy, alifatické uhlovodíky, heterocykly).
• PCA a heat map analýza ukázaly, že komerční názvy a deklarované poměry odrůd nekorelují s terpenovým složením.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a reprodukovatelné „fingerprinty“ pro QA/QC v konopném průmyslu.
• Vyšší citlivost a selektivita umožňují detailní chemotaxonomii a identifikaci odrůd.
• Vhodné pro vytváření interních knihoven a robustní kontrolu kvality medicínských produktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Optimalizace extrakčních postupů pro zachycení širšího spektra kanabinoidů a pomocných látek.
• Integrace s pokročilými statistickými a strojovými učícími metodami pro predikci farmakologického účinku.
• Rozšíření metodiky na jiné komplexní matrice (potraviny, kosmetika).

Závěr

Komplexní GCxGC-TOFMS na platformě Pegasus BT 4D významně zlepšuje separaci a identifikaci terpénů v konopí. Metoda nabízí rychlé, vysoce reprodukovatelné výsledky a podporuje přesnější chemickou klasifikaci, přičemž odhalila, že komerční označení odrůd nemusí odpovídat skutečnému terpenovému profilu.

Reference

• LECO Corporation, Determining Terpene Profiles of Cannabis Strains Using GC and GCxGC TOFMS, Application Note, 2019.
• NIST 17 Spectral Library
• Wiley Registry 11th Edition