在举世瞩目的奥运会即将召开之际，科研人员推出了一种新的基于离子迁移质谱（ion mobility-mass spectrometry）技术的兴奋剂尿样检测方法。此种方法有望成为相关监管机构手中应对现有和未来“设计”化合物兴奋剂的有力武器。

        该团队已于近期在美国化学学会的春季会议上就相关成果做了专题报告。

        每年，世界反兴奋剂组织（WADA）均会更新违禁物质名录。但其中一些物质——比如类固醇——究竟是运动员身体自然分泌的“内源性”的还是化学合成用于提升运动表现的“外源性”的是很难区分的。

       佛罗里达理工学院的团队希望通过开发一种能区分内源性或外源性类固醇并应对新结构化合物的尿样检测手段以反制那些赛场上的作弊者。

       当前，兴奋剂检测实验室的主力检测手段是串联质谱法（MS）以及气体或液体色谱法。这些方法要将样本中的分子打碎并将这些“碎片”分离开来，形成不同的谱系。再通过对谱系的分析逆推出原始的完整化合物。但对于仅有细微结构差异的分子，比如各种同分异构物的辨析，MS就显得无能为力了。而这种水平的辨析能力也正是区分外源性合成类固醇和内源性类固醇的关键。

       为了能实现对上述细微结构差异的辨别，研究团队在原有MS方法的基础上又引入了离子迁移（IM）质谱法。通过对检测样本进行专门的化学预处理后，IM法可以有效的分辨出样本中各种同分异构体。在2018年建立独立实验室后，团队开始尝试将这一方法用于类固醇样本检测，并确立了紫外线照射下，用臭氧或丙酮处理类固醇样本的预处理方法。这一方法在液态同分异构体的研究中已获广泛应用，但在反兴奋剂领域中的应用还属空白。去年，团队宣称已成功的应用IM-MS法在样本溶液中实现了多种类固醇类物质的同分异构体的分离和定量分析。

       如今，研究人员表示他们已经就WADA禁药名录中类固醇类中的近半数物质进行了IM-MS测试并取得了成功。他们同样正是该方法对识别可的松等糖皮质激素类禁药上同样有效，且检测敏感性可以精确到纳克/毫升（nanogram/ml）级别。

       除了能有效检测到已列入WADA名录的禁药外，该团队还希望能够依靠此方法甄别出新合成的非法类固醇类物质。在佛罗里达理工学院的协助下，该团队构建了相关违禁物质的分子结构、质谱以及其他特征的计算模型和机器学习方法。“若我们能够开发出识别出任何未来理论上可被合成出来的类固醇类物质的方法，就可以极大的减少兴奋剂行为，因为只要这些新种类出现，我们马上就能检测出来，从而摆脱过去40年间反兴奋剂测试领域的时滞问题。”研究团队主要研究院克里斯托弗·乔伊纳德（Christopher Chouinard）说。

       尽管IM检测本身具有快速、简单、低价的优点，相关仪器设备价格却是百万美元起步，十分很昂贵，乔伊纳德表示，但由于此种方法在禁药检测和违禁威慑上的优势十分明显，将有越来越多的实验室会在“纯净竞赛伙伴”（Partnership for Clean Competition）等反兴奋剂资助机构的资助下实现对相关设备的采购。