สารโด๊ป (Doping drugs) เป็นสารที่ถูกห้ามใช้ในนักกีฬาตามข้อกำหนดของ World Anti-Doping Agency (WADA) เนื่องจากส่งผลต่อความสามารถในการแข่งขันและความปลอดภัยของร่างกาย การตรวจวิเคราะห์สารต้องห้ามในระดับต่ำมากจึงต้องอาศัยเทคนิคขั้นสูงที่ให้ความแม่นยำและความจำเพาะสูง เพื่อแยกแยะสารสเตียรอยด์ที่ร่างกายสร้างเองออกจากสารสังเคราะห์อย่างชัดเจน
สารต้องห้ามในนักกีฬา หรือสารโด๊ป (Doping drugs) หมายถึงสารที่มีคุณสมบัติช่วยเพิ่มสมรรถนะในการแข่งขันของนักกีฬา เพิ่มความแข็งแกร่งของร่างกาย และช่วยฟื้นฟูสภาพกล้ามเนื้อจากการบาดเจ็บ สารเหล่านี้ถูกกำหนดให้ห้ามใช้ในนักกีฬาไม่ว่าจะเป็นการใช้โดยเจตนาหรือไม่เจตนาก็ตาม ตามข้อบังคับขององค์การต่อต้านการใช้สารต้องห้ามโลก (World Anti-Doping Agency; WADA) ซึ่งสามารถจำแนกประเภทของสารต้องห้ามออกเป็นหลายกลุ่ม ได้แก่ กลุ่มยาหรือฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์กระตุ้น ทำให้เกิดความรู้สึกตื่นตัว ลดความเหนื่อยล้าและอาการอ่อนเพลีย กลุ่มยาที่ออกฤทธิ์ระงับปวดและมีฤทธิ์เสพติด ซึ่งช่วยให้นักกีฬาสามารถออกกำลังกายได้มากขึ้นโดยลดอาการปวดของกล้ามเนื้อ กลุ่มยาสเตียรอยด์ชนิด Anabolic ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรง เพิ่มสมรรถนะในการแข่งขัน และเพิ่มมวลกล้ามเนื้อ รวมถึงกลุ่มยาสเตียรอยด์ที่ออกฤทธิ์ลดการอักเสบ
การตรวจวิเคราะห์สารต้องห้ามทางด้านเคมีวิเคราะห์ตามวิธีมาตรฐานที่ได้รับการรับรองจาก WADA นิยมใช้เทคนิคโครมาโทกราฟี เช่น Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS), High Performance Liquid Chromatography (HPLC), Liquid Chromatography–Ultraviolet Detection (LC-UV) และ Liquid Chromatography–Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS) ซึ่งสามารถใช้ตรวจวัดสารต้องห้ามในกลุ่มยาสเตียรอยด์ชนิด Anabolic ยาขับปัสสาวะ (diuretics drugs) และสารปกปิด (masking agents) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม บทความนี้มุ่งนำเสนออีกหนึ่งเทคนิคที่เป็นวิธีมาตรฐานซึ่งได้รับการยอมรับเช่นเดียวกัน และมีศักยภาพสูงในการตรวจวัดสารต้องห้ามในกลุ่มสเตียรอยด์ในตัวอย่างปัสสาวะ (urine) ได้ในระดับความเข้มข้นที่ต่ำมาก แม้สารจะมีปริมาณเพียงเล็กน้อยก็สามารถตรวจวัดได้อย่างถูกต้องและแม่นยำ เนื่องจากเป็นเทคนิคที่มีทั้งความไว (sensitivity) และความจำเพาะ (specificity) สูง นั่นคือเทคนิค Gas Chromatography–Combustion–Isotope Ratio Mass Spectrometry (GC-C-IRMS)
โดยทั่วไป สารโด๊ปในกลุ่มสเตียรอยด์มักมีแหล่งที่มาจากสเตียรอยด์ที่สังเคราะห์จากพืช เช่น ถั่วเหลือง ซึ่งอยู่ในรูปของ stigmasterol และ sitosterol สเตียรอยด์จากแหล่งดังกล่าวจะมีอัตราส่วนของไอโซโทปที่แตกต่างจากสเตียรอยด์ที่ร่างกายมนุษย์สามารถสังเคราะห์ขึ้นเองตามธรรมชาติ เทคนิค GC-C-IRMS จึงมีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบและจำแนกว่าสเตียรอยด์ที่ตรวจพบนั้นเป็นสเตียรอยด์ที่ร่างกายสร้างขึ้นเอง หรือเป็นสเตียรอยด์สังเคราะห์ที่ได้รับจากภายนอก
Thermo Scientific™ GC IsoLink II™ IRMS System
เทคนิค GC-C-IRMS
GC-C-IRMS เป็นเทคนิคที่เชื่อมต่อการทำงานระหว่าง Gas Chromatography (GC), Combustion (C) และ Isotope Ratio Mass Spectrometry (IRMS) โดย GC ทำหน้าที่แยกองค์ประกอบของสารในกลุ่มสเตียรอยด์ออกจากกันในรูปของแก๊สเฟส เพื่อให้ได้โปรไฟล์ของสเตียรอยด์แต่ละชนิด (steroid profile) จากนั้นสารที่แยกได้จะถูกส่งต่อไปยังส่วนของ micro combustion reactor ซึ่งทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 900 °C โดย reactor จะปลดปล่อยออกซิเจนที่ใช้ในกระบวนการเผาไหม้ ทำให้คาร์บอนในโมเลกุลของสารถูกออกซิไดซ์จนกลายเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ปริมาณของ CO₂ ที่เกิดขึ้นจะแปรผันตามปริมาณของสารแต่ละชนิดที่ถูกเผาไหม้
แก๊ส CO₂ ที่ได้ทั้งหมดจะถูกส่งต่อไปยังส่วนตรวจวัดของ IRMS เพื่อทำการวิเคราะห์อัตราส่วนของไอโซโทปคาร์บอน ¹³C/¹²C ของโมเลกุลต่าง ๆ หากเป็นสเตียรอยด์สังเคราะห์หรือสเตียรอยด์ที่สกัดจากพืชซึ่งร่างกายได้รับจากภายนอก ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็ตาม อัตราส่วนของไอโซโทปคาร์บอนดังกล่าวจะแตกต่างจากสเตียรอยด์ที่ร่างกายสร้างขึ้นเองอย่างชัดเจน
นอกจากนี้ เทคนิค IRMS ยังสามารถประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์อัตราส่วนของไอโซโทปเสถียรของธาตุอื่นที่เป็นองค์ประกอบของสารอินทรีย์ ได้แก่ ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ ออกซิเจน และไฮโดรเจน เพื่อใช้ในการสืบหาแหล่งที่มาของสาร และยืนยันที่มาของผลิตภัณฑ์ เช่น แหล่งเพาะปลูก ลักษณะของดิน ปุ๋ยที่ใช้ รูปแบบการสังเคราะห์ของพืช รวมถึงกระบวนการผลิตและการเติมส่วนประกอบเฉพาะในผลิตภัณฑ์ ความแตกต่างของลักษณะดังกล่าวสามารถใช้เป็นข้อมูลบ่งชี้แหล่งกำเนิดของผลิตภัณฑ์ได้ว่าเป็นผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตที่แท้จริงหรือไม่
เอกสารอ้างอิง
- Pieter Van Renterghem, Michael Polet, Lance Brooker, Wim Van Gansbeke, Peter Van Eenoo. Development of a GC/C/IRMS method – Confirmation of a novel steroid profiling approach in doping control. Steroids, 77 (2012), 1050–1060.
- Sandra Reinnicke, Dieter Juchelka, Sibylle Steinbeiss, Armin Meyer, Andreas Hilkert, Martin Elsner. Gas chromatography/isotope ratio mass spectrometry of recalcitrant target compounds: performance of different combustion reactors and strategies for standardization. Wiley Online Library, 26 (2012), 1053–1060.