Chemovar Typing of Cannabis Strains with MarkerView™ Software and the SCIEX X500R QTOF System
Aplikace | 2020 | SCIEXInstrumentace
Historická klasifikace konopí na indicu, sativu či hybridy vychází převážně z pozorovaných fyziologických znaků a předpokládaných účinků. Moderní právní a regulační požadavky však vyžadují přesnější chemickou charakterizaci, zejména v klinické, farmaceutické či průmyslové praxi. Chemovarový přístup, založený na detailním chemickém otisku odrůd, nabízí spolehlivější metodu pro kontrolu kvality, metabolomické profilování, ochranu duševního vlastnictví a detekci padělků.
Cílem článku je představit nenásilný (nontargeted) přístup k chemotypizaci konopných odrůd pomocí vysokorozlišovací QTOF hmotnostní spektrometrie a statistického softwaru MarkerView™. Studie ukazuje, jak bez předem definovaného seznamu sloučenin odhalit chemické markery odrůd a vytvořit chemovarovou klasifikaci.
Vzorky: Sedm komerčních odrůd, každá ve třech paralelách, extrahováno acetonitrilem dle upraveného vMethod™ protokolu a naředěno methanolem.
LC podmínky:
MS podmínky:
Datové zpracování:
PCA model spolehlivě oddělil všechny sedm odrůd do skupin podle chemického profilu. Replikáty každé odrůdy se shlukovaly ve svých kategoriích, což svědčí o reprodukovatelnosti extrakce i analýzy. T-testy a volcano ploty identifikovaly klíčové rozdíly: např. určitá m/z funkce byla významně zvýšená v odrůdě Negro Bonita, jiná byla unikátní pro Nepal. Pomocí MS/MS knihoven byly některé vrcholy identifikovány jako kanabinol či xanthorrizol. Vrcholy bez shody v knihovně dostaly empirické vzorce, které vedly k návrhům struktur z databáze ChemSpider (např. kandidát myrsinoová kyselina), jež je však nutné potvrdit standardem.
Metoda poskytuje:
Očekává se rozšíření databází chemovarů, integrace metabolomiky s genomikou pro predikci účinků, standardizace chemotypech pro regulační účely, zdokonalení in silico predikce fragmentace a rozšíření přístupu na další rostlinné druhy a komplexní přírodní matrice.
Nontargeted QTOF-SWATH přístup kombinuje vysokou citlivost a přesnost hmotnostní spektrometrie s pokročilou statistickou analýzou, což umožňuje detailní rozlišení konopných odrůd na úrovni chemovarů. Workflow šetří čas i náklady a otevírá cestu k novým objevům v chemotypizaci.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceSCIEX
Souhrn
Význam tématu
Historická klasifikace konopí na indicu, sativu či hybridy vychází převážně z pozorovaných fyziologických znaků a předpokládaných účinků. Moderní právní a regulační požadavky však vyžadují přesnější chemickou charakterizaci, zejména v klinické, farmaceutické či průmyslové praxi. Chemovarový přístup, založený na detailním chemickém otisku odrůd, nabízí spolehlivější metodu pro kontrolu kvality, metabolomické profilování, ochranu duševního vlastnictví a detekci padělků.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem článku je představit nenásilný (nontargeted) přístup k chemotypizaci konopných odrůd pomocí vysokorozlišovací QTOF hmotnostní spektrometrie a statistického softwaru MarkerView™. Studie ukazuje, jak bez předem definovaného seznamu sloučenin odhalit chemické markery odrůd a vytvořit chemovarovou klasifikaci.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky: Sedm komerčních odrůd, každá ve třech paralelách, extrahováno acetonitrilem dle upraveného vMethod™ protokolu a naředěno methanolem.
LC podmínky:
- Kolona: Phenomenex Kinetex 2.6 µm Biphenyl (150×4,6 mm) při 30 °C
- Systém: SCIEX ExionLC™ AD
- Mobile fáze A: voda + 5 mM acetát amonný + 0,1% kyselina mravenčí
- Mobile fáze B: methanol/voda (98:2) + 5 mM acetát amonný
- Gradient: 30 minut, průtok 0,8 mL/min
MS podmínky:
- Zařízení: SCIEX X500R QTOF s APCI ionizačním zdrojem v pozitivním módu
- SWATH® Acquisition: variabilní okna optimalizovaná pro maximální informaci MS/MS
- Rozsah skenu: 50–1 000 m/z
- Parametry zdroje: NC=1 µA, TE=625 °C, CUR=35 psi, CAD=11, GS1=37 psi
Datové zpracování:
- MarkerView™: nontargeted PCA, t-test, výběr „Peaks of Interest“
- SCIEX OS Analytics: vyhledání MS/MS v knihovnách, FormulaFinder, ChemSpider
Hlavní výsledky a diskuse
PCA model spolehlivě oddělil všechny sedm odrůd do skupin podle chemického profilu. Replikáty každé odrůdy se shlukovaly ve svých kategoriích, což svědčí o reprodukovatelnosti extrakce i analýzy. T-testy a volcano ploty identifikovaly klíčové rozdíly: např. určitá m/z funkce byla významně zvýšená v odrůdě Negro Bonita, jiná byla unikátní pro Nepal. Pomocí MS/MS knihoven byly některé vrcholy identifikovány jako kanabinol či xanthorrizol. Vrcholy bez shody v knihovně dostaly empirické vzorce, které vedly k návrhům struktur z databáze ChemSpider (např. kandidát myrsinoová kyselina), jež je však nutné potvrdit standardem.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda poskytuje:
- Komplexní chemický otisk bez nutnosti předdefinovat cílové analyty
- Objev nových markerů neznámých sloučenin
- Rychlou integraci dat do statistických modelů s minimálním vývojem metody
- Podporu pro QA/QC a ochranu duševního vlastnictví
- Možnost aplikace v klinických studiích, při vývoji léčiv i v potravinářské průmyslu
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření databází chemovarů, integrace metabolomiky s genomikou pro predikci účinků, standardizace chemotypech pro regulační účely, zdokonalení in silico predikce fragmentace a rozšíření přístupu na další rostlinné druhy a komplexní přírodní matrice.
Závěr
Nontargeted QTOF-SWATH přístup kombinuje vysokou citlivost a přesnost hmotnostní spektrometrie s pokročilou statistickou analýzou, což umožňuje detailní rozlišení konopných odrůd na úrovni chemovarů. Workflow šetří čas i náklady a otevírá cestu k novým objevům v chemotypizaci.
Reference
- P. Henry (2017) Cannabis chemovar classification: terpenes hyper-classes and targeted genetic markers for accurate discrimination of flavours and effects. PeerJ Preprints.
- Quantitation of Oregon List of Pesticides and Cannabinoids in Cannabis Matrices by LC-MS/MS. SCIEX Technical Note RUO-MKT-02-6729-B.
- Comprehensive Cannabis Analysis: Pesticides, Aflatoxins, Terpenes, and High Linear Dynamic Range Potency from One Extract Using One Column and One Solvent System. SCIEX Technical Note RUO-MKT-02-7218-A.
- Elzinga S., Fischedick J., Podkolinski R., Raber J. (2015) Cannabinoids and Terpenes as Chemotaxonomic Markers in Cannabis. Natural Products Chemistry & Research 3(4):181.
- Improved Data Quality Using Variable Q1 Window Widths in SWATH Acquisition. SCIEX Application Note RUO-MKT-02-2879-C.
- A. Schreiber, N. Pace (2010) Identifying Unexpected Environmental Contaminants with High-Resolution, Accurate Mass LC–MS-MS. LCGC Chromatography Online.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Two Nontargeted Screening Approaches for Examination of Drinking Water Before and After Treatment
2019|SCIEX|Aplikace
Two Nontargeted Screening Approaches for Examination of Drinking Water Before and After Treatment KC Hyland1, Amy Heffernan2 1SCIEX, USA 2SCIEX, Australia Two workflows based on liquid chromatography coupled to a quadrupole-time-of-flight mass spectrometer (LC-MS) were applied to detect and identify…
Klíčová slova
features, featuresmarkerview, markerviewpwtp, pwtpnontargeted, nontargetedsuspect, suspectscreening, screeningwhich, whichtreatment, treatmentlist, listcandidate, candidatewater, waterpca, pcatentatively, tentativelysoftware, softwarethose
Next Generation Quality Control in Pharma Applications
2019|SCIEX|Aplikace
Next Generation Quality Control in Pharma Applications The General Unknown Comparative Screening (GUCS) Workflow for Detection of NDMA and Other Impurities in Valsartan using the SCIEX X500R QTOF System Axel Besa SCIEX, Germany Valsartan is a prescription drug used to…
Klíčová slova
ndma, ndmagucs, gucsworkflow, workflowimpurity, impuritypharma, pharmabatch, batchdetected, detectedchemspider, chemspiderstatistical, statisticalgeneric, genericswath, swathreference, referencevalsartan, valsartancompounds, compoundsrelated
Authentication and Geographical Origin Analysis of Plant - Derived Edible Oil Using the SCIEX X500R QTOF System
2019|SCIEX|Aplikace
Authentication and Geographical Origin Analysis of PlantDerived Edible Oil Using the SCIEX X500R QTOF System Yang Zong1, Rui Gong2, Cheng Haiyan1, Li Lijun1, Guoli Hai1 1 SCIEX Asia Pacific Application Support Center, Shanghai; 2Wuhan Institute for Food and Cosmetic Control…
Klíčová slova
oil, oilmarkerview, markerviewauthenticity, authenticityoils, oilsolive, olivegeographical, geographicaltags, tagslipidview, lipidviewfatty, fattyorigin, originedible, ediblelipid, lipidtag, tagmarkers, markersdbs
Strategies for Targeted and Non-Targeted Screening and Differentiation of Cannabis Cultivars Using UPLC and APGC with Quadrupole Time of Flight Mass Spectrometry
2021|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Strategies for Targeted and Non-Targeted Screening and Differentiation of Cannabis Cultivars Using UPLC and APGC with Quadrupole Time of Flight Mass Spectrometry Marian Twohig, 1 Douglas Stevens,1 Steven Lai, 2 and Christopher J. Hudalla3 1 Waters…
Klíčová slova
cultivars, cultivarscannabis, cannabislogh, loghtargeted, targetedheadb, headbacai, acaidifferentiation, differentiationdtch, dtchmendop, mendophump, humpstrategies, strategiescannabinoid, cannabinoidsourh, sourhapgc, apgcwedcrsh