Developing Cannabis Chemovar Maps Using Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography with High Performance Time-of-Flight Mass Spectrometry (GCxGC-TOFMS)

Význam tématu

Komplexní chemická charakterizace konopí je klíčová pro přesné stanovení jeho terapeutického potenciálu a bezpečnosti. Konopí obsahuje stovky látek – terpeny, kanabinoidy, mastné kyseliny, steroly či aldehydy – jejichž vzájemné interakce ovlivňují účinek i rizika. Díky novým analytickým technikám lze rozlišit chemovary konopí a optimalizovat výrobky pro medicínské i průmyslové aplikace.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavními cíli studie bylo využít komplexní chromatografická a hmotnostně spektrometrická data k detailnímu profilování konopí. Autoři usilovali o maximální výtěžnost analytických informací, zavedení metody GCxGC-TOFMS pro kvantitativní stanovení účinných látek a vytvoření chemického “mapování” pomocí pokročilého softwaru pro třídění sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda kombinovala dvoudimenzionální plynovou chromatografii (GCxGC) s vysokovýkonnou časem-proletovou hmotnostní spektrometrií (TOFMS). GCxGC umožnila výrazně vyšší chromatografické rozlišení a eliminaci interferencí, zatímco TOFMS poskytla bohatá spektrální data pro dekonvoluci a vyhledávání ve spektroskopických databázích. Software zajišťoval neřízené zpracování pro klasifikaci skupin sloučenin (terpeny, kanabinoidy, alkany).

Použitá instrumentace

• Gas Chromatograph: LECO GCxGC Quad Jet Thermal Modulator & L-PAL 3 Autosampler
• Injektor: 1,0 μL (split 100:1, 250 °C)
• Carrier gas: helium, 1,5 mL/min konstantní průtok
• Kolony: 1st dim. Rxi-5 ms (30 m × 0,25 mm × 0,25 μm), 2nd dim. Rxi-17 sil ms (0,6 m × 0,25 mm × 0,25 μm)
• Teplotní program: 40 °C (1 min) → 10 °C/min na 300 °C (3 min); sekundární pec +5 °C
• Modulace: 3 s, +15 °C vůči sekundární peci
• MS: LECO Pegasus BT 4D, EI, ion source 250 °C, rozsah m/z 45–510, 200 spektr/s

Hlavní výsledky a diskuse

Studie ukázala, že GCxGC-TOFMS výrazně zlepšuje rozlišení složek a odstraňuje artefakty (např. zeslábnutí septa). Konturové grafy odhalily separaci i těžko oddělitelných seskviterpenů ve druhém rozměru. Pomocí dekonvoluce se identifikovaly stovky látek, jejichž spektrální podobnost s databázemi dosahovala vysokých hodnot. Kalibrační křivky pro Δ9-THC a další terpeny vykázaly r2 > 0,998. Porovnání sedmi různých vzorků pomocí konturových zobrazení a PCA umožnilo jasné rozlišení vlákenných a léčebných chemovarů.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní screening konopných výtažků s vysokým rozlišením a spolehlivou kvantifikací
• Rychlá klasifikace chemovarů pro medicínské, průmyslové nebo výzkumné účely
• Možnost neřízeného vyhledávání nových nebo vzácných látek v komplexních matricích
• Podpora QA/QC procesů v konopném průmyslu a regulaci terapeutických přípravků

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další integrace pokročilých datových analýz a strojového učení pro automatizované chemické mapování. Miniaturizace a online připojení GCxGC-TOFMS systémů do výrobních linek by mohlo přinést real-time kontrolu kvality. Dále se rozvíjejí metody pro simultánní profiling lipidů, fenolů a dalších bioaktivních skupin v rámci jediné analýzy.

Závěr

GCxGC-TOFMS představuje vysoce výkonný nástroj pro detailní charakterizaci komplexních matric, jako je konopí. Umožňuje odhalit a kvantifikovat klíčové kanabinoidy i doprovodné terpeny a poskytuje možnost rychlé klasifikace chemovarů. Díky robustnímu softwaru a pokročilému zpracování dat se otevírají nové cesty pro výzkum, kontrolu kvality a vývoj terapeutických přípravků.