《JOURNAL OF MASS SPECTROMETRY》：The Development of a Simple Liquid Chromatography-Precursor Ion Scan-Mass Spectrometry Screening Method for the Detection of Phytocannabinoids in Plant Extracts
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对来源于大麻的提取物中的主要大麻素进行筛查，是这些提取物应用于药理学和生物学研究时的必要环节。前体离子扫描-质谱法（PIS-MS）凭借特征性MS/MS碎裂行为，是检测和筛查主要大麻素的一种可行方法。研究人员开发了一种PIS-MS方法，采用电喷雾电离（ESI），
对来源于大麻的提取物中的主要大麻素进行筛查，是这些提取物应用于药理学和生物学研究时的必要环节。前体离子扫描-质谱法（PIS-MS）凭借特征性MS/MS碎裂行为，是检测和筛查主要大麻素的一种可行方法。研究人员开发了一种PIS-MS方法，采用电喷雾电离（ESI），在三重四极杆-线性离子阱质谱仪（QTRAP 6500）上以正离子模式运行。根据已建立的MS/MS碎裂模式对三种大麻提取物进行了筛查。研究优化了特征产物离子m/z 193.1和233.1用于PIS-MS分析。此外，采用串联质谱法（MS/MS）辅助推定鉴定未知大麻素，并在可获得时使用认证标准品确认其身份。还使用配备ESI的四极杆-Orbitrap质谱仪（Exploris 240）提供单级和MS/MS分析的精确质量测量，以支持所提出的大麻素及其产物离子结构。PIS-MS结合高分辨质谱（HRMS）分析揭示，两种植物提取物中存在六种主要大麻素，第三种提取物中存在九种。在检出的植物大麻素中，还发现了一种意料之外的大麻素，即倍半萜大麻酚（Sesqui-CBG），且属于丰度较高的成分之一。研究人员首次建立了Sesqui-CBG在正电离和负电离模式下的MS/MS碎裂行为，并得到精确质量测量和二级质谱（MS3）实验的支持。总之，PIS-MS为筛查拟用于治疗用途的植物产品中的丰富大麻素提供了一种有效方法。MS/MS和精确质量测量确认了所检出大麻素的推定鉴定。研究人员对Sesqui-CBG进行了全面研究，阐明了其碎裂途径和产物离子。
近年来，大麻（Cannabis sativa）因其多样化的化学成分和广泛的生物学效应而受到越来越多的科学关注。已鉴定出超过140种不同的植物大麻素，然而多数研究聚焦于两种主要化合物，即Δ?-四氢大麻酚（THC，Δ?-tetrahydrocannabinol）和 cannabidiol（CBD，cannabidiol）。大量其他大麻素尚未在生物学相关性方面得到充分表征，尽管越来越多的证据提示它们可能对大麻植物及其提取物的药理学特性有所贡献。因此，需要合适的分析策略来关联大麻制品的化学多样性与其药理效应。以多反应监测（MRM）模式运行的液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）广泛用于植物大麻素的靶向分析。但MRM对预定目标外的未知大麻素检测能力有限。前体离子扫描-质谱法（PIS-MS）能够基于同一类化合物（即大麻素）在CID-MS/MS中产生特征产物离子的特性来检测待测物，因此适合进行广谱筛查。PIS-MS可快速筛查复杂植物和生物基质中的主要分析物，随后通过MS/MS采集确认结构。然而PIS-MS受限于四极杆质量分析器的低分辨率，需借助高分辨质谱（HRMS）互补。将PIS-MS与HRMS结合，可实现对植物大麻素的快速选择性筛查。本研究正是基于此策略，开发了一套结合PIS-MS筛查（QTRAP 6500）与HRMS确认（Exploris 240）的分析工作流程，用于大麻植物提取物中植物大麻素的轮廓分析。
研究人员首先以六种植物大麻素标准品（11-OH-THC、CBD、CBG、THCV、THC和CBC）的混合物开发了LC-PIS-MS方法，测试了m/z 207、233、193和123四个候选产物离子，最终选择m/z 193作为筛查离子、m/z 233作为辅助确认离子。随后将该方法应用于三种大麻植物提取物：提取物1和2由Cronos Group Inc.（加拿大）提供，采用供应商专利乙醇提取法制备；提取物3来自加拿大萨斯喀彻温大学（University of Saskatchewan）农业与生物资源学院Timothy Sharbel实验室，在萨斯喀彻温大学生物加工中试工厂（Bioprocessing Pilot Plant）采用低温乙醇冷冻提取获得。三种提取物均以甲醇稀释1000倍后进样分析。半定量分析采用单点校准法，使用对应认证标准品（100 ng/mL）在相同LC-MS条件下比较响应，估算THC、CBC、THCV和Sesqui-CBG的浓度。
### 3.1 LC-PIS-MS方法开发
通过标准品混合物测试，产物离子m/z 207和123在植物基质中产生较高背景干扰，不具备所需选择性；而m/z 233和193具有高信噪比和良好选择性。最终以m/z 193作为LC-PIS-MS的筛查离子、m/z 233作为确认离子。该方法可同时检出共流出的CBD（m/z 315.0）和CBG（m/z 317.1），后者虽在同一保留时间洗脱，但可凭不同m/z值区分。
### 3.2 LC-PIS-MS植物提取物分析
将方法应用于三种大麻提取物。提取物1的TIC色谱图显示CBD、CBG、THC、Sesqui-CBG和CBC等峰；其中THCV因峰强度低，未在TIC中明显显现，通过提取离子色谱图（XIC）以m/z 287.1在预期保留时间检出。结合标准品保留时间比对、DDMS2数据与已建立的大麻素通用碎裂模式，共对五种化合物进行了鉴定，另有一种可能的大麻素经HRMS精确质量测量和MS/MS推定鉴定。三种提取物中，提取物1和2各检出六种主要植物大麻素，提取物3检出九种，差异归结于定向育种富集特定大麻素（如THC和CBC）以及提取程序对回收率和相对丰度的影响。半定量结果：THC在三种稀释样品中分别为7.8、3.7和7.1 μg/mL；CBC分别为1.3、11.6 μg/mL和193 ng/mL；THCV分别为103、17和52 ng/mL；Sesqui-CBG分别为10、20和66 ng/mL。提取物3中另推定鉴定出cannabigerovarinic acid、cannabichromanone、8,9-dihydrocannabidiol、tetrahydrocannabinolic acid A和cannabicyciolic acid等化合物，均为推定鉴定（无相应标准品）。
### 3.3 Sesqui-CBG的鉴定与MS/MS分析
在三种提取物中均检测到一个m/z 385.2的潜在大麻素峰，保留时间8.66 min，不匹配任何数据库。HRMS给出精确质量m/z 385.3100，对应元素式C??H??O?。文献检索发现一种名为Sesqui-CBG的植物大麻素，分子量为384，与该未知物一致。经与认证标准品的LC-PIS-MS保留时间及MS/MS谱图比对，确认该化合物为Sesqui-CBG。研究人员首次系统阐明了其在正离子和负离子模式下的碰撞诱导解离（CID-MS/MS）碎裂途径。正离子模式下，Sesqui-CBG的碎裂遵循已建立的植物大麻素六条通用碎裂路径中的四条，缺失路径1（水丢失）和路径5（烷基侧链部分丢失），这与其15碳脂肪族侧链的结构特征有关。负离子模式下，[M-H]?产生m/z 245.1、203.1、191.1、136.0和122.0等产物离子，其中m/z 136.0和122.0为通过均裂键断裂形成的自由基阴离子，MS3实验在负离子模式下未产生进一步碎片，因此未对该模式提出具体离子来源机制。HRMS精确质量测量的误差均低于6 ppm，支持所提出的碎裂途径。
讨论部分指出，LC-PIS-MS结合HRMS是一种有效的大麻素类选择性筛查策略。LC-PIS-MS能够快速捕获植物提取物中丰富的大麻素类成分，HRMS则通过精确质量测量和MS/MS数据对筛查结果进行确认或推定鉴定。该方法对多种提取方式制备的大麻提取物均适用，但存在共流出导致微量组分检测受限的不足，需通过进一步色谱优化加以改进。此外，将方法扩展到血液等复杂生物基质时，需进行额外的样品前处理和方法优化。
研究结论：本研究成功开发了一种新型LC-PIS-MS方法，用于大麻植物提取物中植物大麻素的筛查。该方法能够鉴定和推定鉴定主要植物大麻素，证明了其在常规分析中快速、简便地绘制丰富代谢物图谱的有效性。HRMS是确认所鉴定植物大麻素的理想互补分析工具。一个值得注意的发现是Sesqui-CBG的存在，其正、负离子模式下的MS/MS碎裂行为首次得到研究和明确。总之，本文所述LC-PIS-MS方法可有效应用于植物提取物，但将分析扩展到血液等复杂生物基质将需要额外的方法开发和优化。未来方向上，针对当前方法观察到的植物大麻素共流出局限，可能需要进一步优化色谱条件以改善分离并促进化合物鉴定；此外，未来研究将使用认证标准品来表征推定鉴定异构体的保留时间和MS/MS碎裂行为，以确保其推定结构指认的准确性。
