Analysis of Anabolic Steroids for Doping Control Purposes by GC-TOFMS and GCxGC-TOFMS

Význam tématu

Analýza anabolických steroidů v biologických vzorcích je klíčová pro kontrolu dopingu ve sportu. Metody s vysokou selektivitou a citlivostí umožňují odhalovat známé i nové látky v nízkých koncentracích, což je požadavek WADA (World Anti-Doping Agency).

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo porovnat výkonnost jednorozměrné GC-TOFMS a komplexní dvourozměrné GC×GC-TOFMS při stanovení pěti anabolických steroidů v lidské moči na úrovni 2 ng/mL. Hodnocena byla dosažitelná detekční mez, kvalita spektrální identifikace a chování v komplexní matriči.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: QC vzorek lidské moči s přídavkem clenbuterolu, 19-norandrosteronu, epimethendiolu, metabolitu methyltestosteronu (M2) a 3′OH-stanozololu; interní standard: methyltestosteron (50 ng/mL). Derivaty: trimethylsilylové.
GC-TOFMS: kolona BP-5 (30 m×0,25 mm×0,25 µm), splitless injekce 1 µL, tok He 1 mL/min, TOFMS LECO Pegasus HT (EI 70 eV), 4 spektra/s, rozsah 35–600 u. Software: ChromaTOF v4.24.
GC×GC-TOFMS: Agilent 7890N s CFM LECO modulator, sekundární kolona BPX-50 (2,5 m×0,1 mm×0,1 µm), modulace 3 s, sekundární troubě offset +10 °C, TOFMS 200 spekter/s. Teplotní programy primární a sekundární trouby optimalizované pro rozlišení píků.

Hlavní výsledky a diskuse

1D GC-TOFMS detekovala čtyři ze pěti steroidů na úrovni 2 ng/mL s S/N poměry 77–299 a spektrálními shodami 677–957. Epimethendiol nebyl spolehlivě identifikován. Vysoká komplexita moči omezovala správnou identifikaci při ultra-stopových koncentracích.
GC×GC-TOFMS přinesla až desetkrát vyšší S/N poměry, lepší oddělení signál/matrix, všechny analyty byly potvrzeny s match faktory 863–970. Odhadované LOD se pohybují v sub-pg úrovni.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednorozměrná GC-TOFMS: rychlý screening známých anabolik s dostatečnou citlivostí.
• GC×GC-TOFMS: rozšířená schopnost detekovat neočekávané či nové látky, vyšší spolehlivost potvrzovacích výsledků.
• Možnost aplikace v laboratořích dopinku pro obě fáze: screening i confirmaci.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj vysokorychlostních a přesnějších modulátorů v GC×GC i vylepšené detektory TOFMS otevře prostor pro ještě nižší detekční meze a rychlejší zpracování dat. Integrace umělé inteligence a strojového učení v dekonvoluci spekter může zkrátit dobu analýzy a zvýšit objektivitu identifikace nových anabolik.

Závěr

Jednorozměrná GC-TOFMS splňuje požadavky pro základní screening anabolických steroidů, ale u ultra-stopových koncentrací a komplexních matric dává přednost komplexní GC×GC-TOFMS. Ta poskytuje výrazně lepší citlivost, separaci a spolehlivost potvrzení, což je klíčové pro moderní dopinkovou kontrolu.

Reference

• Mitrevski et al.: Application of comprehensive two-dimensional gas chromatography to sterols analysis, J. Chromatogr. A, 1214 (2008) 134–142.
• Mitrevski et al.: Evaluation of World Anti-Doping Agency criteria for anabolic agent analysis by using comprehensive two-dimensional gas chromatography–mass spectrometry, Anal. Bioanal. Chem. 396 (2010) 2503–2511.