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体育中的兴奋剂检测

体育中的兴奋剂检测. 化学 (6) 班 陈金飞 03088001. 什么是兴奋剂. 兴奋剂在医学中原指能刺激人体神经系统，使人产生兴奋从而提高机能状态的药物。后在体育界泛指可作用于人体机能，有助于运动员提高成绩的药物，亦称禁用药物。 兴奋剂的英文为 Dope ，一说原为南非黑人方言中的一种有强壮功能的酒，一说起源与荷兰语 Dop 。该词汇 1889 年首次被列入英语词典，释为“供赛马使用的一中鸦片麻醉混合剂” .   约在公元前 776 年，就有人的竞技比赛中使用兴奋剂。在公元前三世纪古代奥林匹克运动会上，一些运动员曾试图食用由蘑菇中提取的梦幻物质来提高运动成绩。

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体育中的兴奋剂检测

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  1. 体育中的兴奋剂检测 化学(6)班 陈金飞 03088001

  2. 什么是兴奋剂 • 兴奋剂在医学中原指能刺激人体神经系统，使人产生兴奋从而提高机能状态的药物。后在体育界泛指可作用于人体机能，有助于运动员提高成绩的药物，亦称禁用药物。 • 兴奋剂的英文为Dope，一说原为南非黑人方言中的一种有强壮功能的酒，一说起源与荷兰语Dop。该词汇1889年首次被列入英语词典，释为“供赛马使用的一中鸦片麻醉混合剂”.  约在公元前776年，就有人的竞技比赛中使用兴奋剂。在公元前三世纪古代奥林匹克运动会上，一些运动员曾试图食用由蘑菇中提取的梦幻物质来提高运动成绩。 • 兴奋剂的种类不同，功用也不相同。有的可抑制和减轻疼痛，从而增强运动员的自信心；有的可以增加心率、肌肉血流量、肺通气量，从而提高循环系统和呼吸系统的机能，加强能量代谢；有的可以增加肌肉块头和力量，有助于增加训练强度和时间，从而提高速度和耐力；等　

  3. 最早发现的兴奋剂事件是在1960年的罗马奥运会.　本届奥运会起初只对部分运动员如马拉松跑进行兴奋剂检查。后因一名自行车运动员暴死，经尸体解剖，证明系服兴奋剂所致。遂促使以后各届奥运会加强了这方面的检查工作。2004年雅典奥运会有22例兴奋剂事件.涉嫌者包括希腊短跑名将肯特里斯和萨努斯.

  4. 一.兴奋剂的种类及危害 • 二.兴奋剂的检测 • 三.我国目前的兴奋剂检测工作

  5. 兴奋剂的种类及危害 • 1.一。刺激类（stimulants）： 　　此类药物作用于神经系统，提高身体和心理能力，但副作用具有灾难性。挑战性增强和焦虑激动咳导致判断失误，易发生创伤。心跳和血压急剧增高，脱水，有可能发生脑出血和心脏停搏而死亡的危险。 • 　　二麻醉止痛剂（narcotis and analgesics）： 　　此类药物能使运动员产生欣悦感和心理刺激，必胜的错觉和超越自我能力的幻想。痛阈提高而不觉伤痛，常使伤势恶化。判断能力下降导致其他危险。久用成瘾，造成严重的健康和社会问题。(ppA) • 　　三。合成类固醇（anabolic steroids）： 　　包括男性激素睾酮，口服或注射此药可使肌肉增加，肌力和耐力加强。但破坏体内性激素平衡，产生严重副作用。 　　（1）男性，人格改变，肝肾功能障碍，秃发，精子减少，前列腺炎等． 　　（2）女性，男性化，月经紊乱，多毛等。 • 　　四。beta阻滞剂（beta blockers）： 　　此类药物具有镇静作用，减轻肌肉震颤，提高精细控制能力。副作用是可产生血管机能障碍和支气管痉挛。 • 　　五。利尿剂（diuretics）： 　　增加尿量，稀释尿液中违禁药物浓度，以逃避兴奋剂检测，体重减轻，以参加较低体重级别比赛。副作用咳引起脱水电解质紊乱。血栓行成，甚至死亡。 • 　　六。血液回输技术（blood doping）： 　　赛前将储存的自身血液回输，增加循环血中的红细胞数，从而提高血液的携氧能力，提高运动成绩。副作用是咳引起感染和过敏反应。

  6. 兴奋剂的检测 • 兴奋剂检测是一项难度很高，责任十分重大的工作。其难度表现在以下几个方面：（1）药物及其代谢物的种类多，变化大，禁用的百余种药物以原体或一个或多个代谢产物的形式存在与人体体液中，因此，需要检测和确证的化合物多达几百种。除此以外，用药后的不同时间，这些化合物的浓度不断的发生变化，直到排出体外。 • 　　（2）药物在人体体液中的浓度很低，药物在人体体液中的浓度常常是豪微克（即十亿分之一克）或更低的水平，因此对检测的灵敏度要求很高。打一个比方，如果在一个25*50m的标准游泳池中加入一勺糖，要求在池子的任何一处都可以测到糖的存在。 • 　　（3）要求准确的定性和定量，不能有丝毫的疏漏和差错。性奋剂的检测工作对运动员的运动寿命负有法律责任。检测者要对每一种药的药物代谢动力学及光普分析有全面娴熟的了解及足够的分析参考资料。所以，要准确的定量及判断是否超出了允许的水平，是一项难度较大的工作。

  7. 检测的主要体液是尿液，但对个别单纯用尿液检查难以确定结果的物质目前正在探索采用血样分析来予以弥补。检测的主要体液是尿液，但对个别单纯用尿液检查难以确定结果的物质目前正在探索采用血样分析来予以弥补。 • 　　（1）尿样检测：尿样检测是兴奋剂检测的理想样本。其优点在于：取样方便；对人无损害；尿液中的药物浓度高于血液中的药物浓度；尿液中的其他干扰少。 • 　　分析大体分筛选和确认两个过程。筛选即对所有的样本进行过筛，当发现某样本可疑有某种药物或其代谢产物时，再对此样本进行该药物的确认分析。在进行药物的确认分析时，尿样要重新提取，此提取过程与空白尿（即肯定不含有此药物的尿液）和阳性尿样（即服用过该药物后存留的尿样）同时进行，以保证确认万无一失。 • 　　分析过程中按药物的化学特征和分析方法将所有药物分成四类，即：第一类：尿中以游离形式排泄的易挥发性含氮化合物（主要是刺激剂）；第二类：尿中以硫酸或葡萄糖醛酸结合的难挥发性含氮化合物（主要是麻醉止痛剂，beta阻滞剂和少数刺激剂）；第三类：化学结构和特性特殊的刺激剂（咖啡因，匹莫林）和利尿剂；第四类：合成类固醇及睾酮。 • 　　尿样进入实验室，首先进行尿样ph和尿比重测定，然后按以上四类药物分成四组进行筛选分析，主要是化学提取和仪器分析两步，最后由计算机打出检测报告。 • 　　（2）血样分析：血样检测的目的主要是补充尿样分析方法的不足，目前尚处于研究探索阶段，目前仅用于血液回输，红细胞生成素，生长激素，绒毛膜促性腺激素，睾酮等的测量。

  8. 例子:检测尿液中的盐酸麻黄碱 • 1994年美国世界杯球王马拉多纳被查出服用了禁药---麻黄碱.其中比较有名的是盐酸麻黄碱. 若被检测的样品中的盐酸麻黄 碱的含量超过10mg/L便会被认为服用兴奋剂．盐酸麻黄碱(EphedrineHydrochloide) 的结构:

  9. 检测方法 • 盐酸麻黄碱的测定可用中和法和非水滴定法.中和法以酚酞与麝香草酚蓝为指示剂, 但方法终点变色不明显, 结果误差大. 非水滴定法的结果较准确, 但操作很烦琐、费时,试剂消耗量大. 两种方法均不甚理想. 检测人员根据极弱酸碱固定pH 法滴定原理, 直接用N aOH 溶液滴定其至某一固定pH 值, 利用N aOH 溶液消耗的体积与盐酸麻黄碱含量成正比关系来进行测定.本法在滴定过程中不需确定化学计量点, 不需标定滴定剂准确浓度．该方法简单, 结果准确.

  10. 盐酸麻黄碱是麻黄碱的共轭酸. 水溶液中共轭酸碱形体的分布系数在溶液pH 值固定时 为一常数, 其数学表达式为: • δHA＝[HA + ]／([HA]+ [A ])＝[H ]／([H ]+ K a) • δA＝[A ]／([HA ]+ [A ] )＝K a／([H ]+ K a) 式中,δHA 为盐酸麻黄碱分布系数, δA 为麻黄碱的分布系数, K a 为盐酸麻黄碱的离解常数.

  11. 由上可见, 只要溶液温度、离子强度和pH 值固定, 盐酸麻黄碱和麻黄碱在溶液中的分布系数是只与K a 有关的常数. 测定时, 当用N aOH 溶液滴定盐酸麻黄碱溶液到某一固定pH 时, 盐酸麻黄碱转化为麻黄碱分子, 其在溶液中的分布系数为: • δA＝ [A ]／C ＝([A ]×V )／(C×V) ＝nA／n ＝(CB × VB)／n • 得：n ＝(CB × VB)／δA 这里,A 为麻黄碱, C 为盐酸麻黄碱溶液分析浓度; V 为滴定至某一固定pH 值时的溶液总体积, nA 为溶液中麻黄碱毫摩尔数, n 为原有盐酸麻黄碱总毫摩尔数, CB为N aOH 溶液浓度, VB为滴定至某一固定pH 值时消耗的N aOH 溶液体积.

  12. 　固定pH 值选择 由于样品溶液实际上就是盐酸麻黄碱水溶液, 故可用 标准盐酸麻黄碱溶液作条件试验,用KCl溶液作溶液 离子强度稳定剂.在7份20 mL 2 mol/LKCl溶液中加 2mL 的1 mol/L HCl溶液, 分别加入0. 00, 2. 00,4. 00, 6. 00,8. 00, 10. 00, 12. 00 mL 的0. 5000 mol/L盐酸 麻黄碱标准溶液, 加蒸馏水至50 mL ,然后用１mol/L N aOH 溶液滴定, 绘制滴定曲线.

  13. 由附图中可见, 在pH = 10. 80～ 12. 00范围 内, 曲线呈等间距平行, 这说明在这一pH 范内, 滴定剂消耗体积与溶液中盐酸麻黄碱含量 成正比关系. 我们取pH = 11. 20为固定pH 值, 在这一点上作被测物毫摩尔数对$V B 标准曲线,其一元回归方程为: • ∆V B= 0. 0046+ 0. 9691n 式中∆V B = V - V 空白. 曲线相关系数r=0.999 说明选此PH为固定点是正确的.

  14. 821型pH 离子计; 231型玻璃电极; 232型饱和甘汞电极; 5. 00mL 微量 滴定管78- 1型磁力加热搅拌器. KCl, 配成2mo l/L 水溶液; 盐酸麻黄碱 要配成0. 5000mo l/L标准溶液; 浓HCl, 配成1mo l/L溶液; N aOH, 配成1mo l/L 溶液. .

  15. 仪器与试剂 • 取3个100mL 烧杯, 编号１２３、1号杯加7.00mL 样液; 2 号杯加7. 00mL 样液和2.00mL 的0. 5000mo lL 盐酸麻黄碱标准液. 3号杯分别加入20mL 的2mo lL KCL溶液, 2mL 的1mo lL HCl 溶液, 加蒸馏水至50mL. 在磁力搅拌器搅拌下, 分别用1mo lL N aOH 溶液滴定, 记录pH - VB数据. 用内插法求出pH = 11. 20这一点消耗滴定剂体积, 分别记为V b,V x ,V x + s.

  16. 试样分析： 将空白液, 样液和样液加一定量的标准盐酸麻黄碱按实验方法分别测得V b, V x , V x + s. 由标准曲线相关系数可知, 溶液中盐酸麻黄碱与滴定剂消耗体积呈线性关系, 故可直接用单标准法计算结果: (V x - V 空白)/nx= (V x + s- V x)/ns 得： nx = (V x - V 空白) ns/ (V x + s- V x) C=201. 70 nx/Ｖ试液．, nx 为试液中盐酸麻黄碱mmol 数, ns 为标准加入的盐酸麻黄碱mmol 数, 201. 70是盐酸麻黄碱分子量.

  17. 我国目前的兴奋剂检测工作 • １９９５年１０月１日开始施行的《体育法》对禁止兴奋剂有明确规定。以《体育法》为基本依据，１０年来我国政府体育主管部门先后制定颁布了３０项法规性文件，构成了中国反兴奋剂法律体系框架。如《国家体委关于加大反兴奋剂工作力度的意见》、《关于严格禁止在体育运动中使用兴奋剂行为的规定暂行条例》、《对使用兴奋剂运动员的教练员处罚暂行办法》、《严肃处理违反兴奋剂检查规定的实施细则》等。另外，我国现行的其他法律法规，如《药品管理法》、《保健食品管理办法》、《海关法》和《执业医师法》等也直接或间接为反兴奋剂工作提供了有效的法律支持。

  18. 成立于1987年7月14日的 中国兴奋剂检测中心座落在北京国际奥林匹克体育中心内,自1989年得到国际反兴奋剂机构(WADA)的承认后，连续15年通过资格考试。该中心掌握了目前最先进的检测技术，包括高分辩率质谱、同位素质谱、EPO血检、尿检等方法，同时承担WADA赛外检测任务和周边国家的抽样检测任务，检测数量达到每年8000份.无庸置疑, 这个实验室将在2008年北京奥运会中发挥重大作用 .

  19. 参考资料:<<中华人民共和国药典>>;<<固定PH滴定法>>(徐刚著);<<分析测试通报>>参考资料:<<中华人民共和国药典>>;<<固定PH滴定法>>(徐刚著);<<分析测试通报>> Thank you !

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