追踪兴奋剂违规使用者 - 真空质谱计检测违禁物质

追踪兴奋剂违规使用者 - 真空质谱计检测违禁物质

兴奋剂在各种高层次体育运动中使用非常普遍,但很难证实。要检测血液和尿液样本中的运动增强剂,需要进行复杂的衡量分析。真空泵是该技术的一个重要部件。
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1988 年汉城奥运会上,当 Ben Johnson 以 9.79 秒的成绩冲刺 100 米时,这位加拿大运动员不仅赢得了一枚金牌, 他还创造了一项新的世界纪录,并最终击败了他的强劲对手—美国短跑运动员 Carl Lewis。然而,短短 68 小时后,Johnson 不得不归还他的奖牌。他服用了兴奋剂,在他的尿液中检测出合成类固醇斯坦诺唑。

不断探索未知

Ben Johnson 案例只是高层次体育运动中众多兴奋剂服用案例之一。那时和现在一样,运动员面临着巨大的比赛压力,有些人认为服用违禁运动增强药物是获得成功的可靠途径。尽管会定期检查和进行高科技分析,但要检测出血液和尿液样本中的这些物质,仍是一项挑战。很多物质代谢速度很快,能够被检测出的时段很短。此外,新药物或已知药物变体不断流入市场。例如,环法自行车赛七冠王 Lance Armstrong 多年来都逃过了测试仪的检测。

真空实现最佳分析

通过世界反兴奋剂机构 (WADA) 认证的各大实验室主要是依靠气相色谱和质谱联用技术检测可疑物质。利用真空,这项技术甚至可检测出每毫升尿液中几皮克或几飞克的微量可疑物质。

从样本中萃取的物质首先在高真空中蒸发,然后在气相色谱仪中分离成不同的物质。然后,这些物质逐个进入质谱仪,质谱仪再根据质量和电荷对其进行分类。未知组分首先发生电离,通常是通过电子碰撞电离方法进行电离。有些分子分解成带电荷的碎片。此时,产生的离子加速穿过一个电场和磁场,最终到达检测仪。

整个过程都是在高真空中进行,因此,离子不会因为与空气分子碰撞而分散,也不会偏离前往检测仪的路径。真空系统可保证整个分析过程中保持最大为百万分之一毫巴的恒定负压。

一旦检测仪发出信号,即会记录与分子和碎片的特定质量相对应的光谱。使用专用软件和数据库帮助解读。这样即可根据不同峰值和这些待计算物质的浓度得出有关样本中所含物质的结论。然后,即可据此推断是否超过限值。

尿液样本如此重要有两个原因。第一,运动员使用的大多数违禁药物都是由肾脏排出,因此它们在尿液样本中的浓度相对较高。这更便于检测,因为即使是具有最高分辨率的最先进分析仪器,可测定的物质数量也只能达到某个下限阈值。

此外,很多兴奋剂尿液检测时限要比血液检测时限长。有些物质一天之后即从血液中消失,但七到十天后仍可从尿液中检测出。合成代谢类固醇摄入量现在可以在停止摄入后长达四周时间内检测出来。血液检测主要是检查运动员是否通过输血或 EPO(促红细胞生成素)等生长因子操纵了血液的输氧能力。


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