色谱质谱检测

在北京冬奥会的精彩的比赛之外，也有一些不和谐的消息传来：作为围观群众，你可能经常在与兴奋剂有关的新闻中听到“血检”“尿检”等字眼，但是，兴奋剂到底是怎么被检测出来的？在2022冬奥会中，北京冬奥组委会又使用了什么检测兴奋剂的新手段呢？兴奋剂检测：色谱+质谱经过与兴奋剂数十年的斗争，目前国际上对兴奋剂分子的检测、甄别技术已经越发健全了。虽然北京冬奥组委会尚没有公布本次奥运会检测兴奋剂的具体方法，但我们可以从历次大型体育赛事的常规检测方法中知晓兴奋剂检测的原理。常规来讲，体育赛事中兴奋剂的检测大多是先将运动员生物样本中的各种分子萃取、分离，然后再依次确定这些分子“身份”。虽然从运动员身上取来的样品一般都是液体样品，如血液，尿液，汗液等，但在检测的过程中，实际上是分了气体、液体两条赛道的。尿液是最常用到的检测标本，而血液样品主要用于检测那些一般不容易进入尿液里的分子，如生长激素、红细胞生成素等蛋白/糖蛋白类激素，以及外源性红细胞等可以提高在赛事中表现力的活性生物制品。尿液中一部分较容易挥发的分子（如一部分小分子类固醇类兴奋剂）会参加气体赛道的检测，而血液以及尿液中剩下的那些分子量比较大且表现较为“老实”的分子则会出现在液体检测的赛道中。目前兴奋剂分析的大致流程检测step 1——色谱分离不同分子虽然赛道不尽相同，但在气体与液体赛道中不同分子的检测过程却殊途同归。这两种检测方式的第一步都是先将复杂样品中所含有的各种分子分隔开，让它们乖乖排队站好。液相色谱/气相色谱技术（A）典型的液相色谱结构示意图，其中横向柱状者为LC分离柱。（B）气相色谱结构简图，其中状如线圈者为GC分离柱。（C）一种以芯片式集成于硅片表面的微型GC分离柱。通过样品中不同分子的分子质量、所带电荷、亲疏水性等物理特征的区别，可以将不同的分子以一定的规律分开，这种方法被称为“色谱”（Chromatography）。这就好比让这些分子跑一个漫长的马拉松，然后通过漫长的路程区分出它们“耐力”的区别。色谱的名字其实是源于百年前用碳酸钙从树叶提取物中分离不同植物色素的俄国植物学家米哈伊尔茨维特（Михаил Семёнович Цвет）。相信这个实验，不少朋友在初高中生物课上就已经学习并体验过了（用滤纸从树叶汁中分离出叶绿素A，叶绿素B，叶黄素和β胡萝卜素）。但在今天，运用色谱技术来分离分子的物理特征中倒是很少包括分子颜色等光学特征了。在现代色谱仪中用来分离分子的原件，叫做分离柱，现在一般被“生化环材实验狗”们称为柱子。一般来讲就是一根细长管道中填满了能与分子发生作用的填料。液相色谱(Liquid Chromatography, LC)中使用的柱子看起来较为短粗（长度一般不超过一米），而在气相色谱(Gas Chromatography, GC)中，由于气体分子与填料的相互作用较弱，分离不同分子所需的填料距离往往需要5-10米甚至更长。因为这个原因，气相色谱的分离柱看起来其实更像一团线圈。一台比较典型的质谱分析仪检测step 2——质谱仪验明正身不管是样品中的液体分子还是气体分子，它们在通过色谱仪实现不同分子的分离之后，面临的下一道关卡都是能够给它们“验明正身”的质谱仪(MS)。质谱仪可以将色谱分离纯化后的分子进行电离，然后分析它们的“特征指纹”——质谱，从而确定这个分子的真实身份。值得注意的是，目前在兴奋剂检测领域里有多种不同且常见的质谱技术，它们都有自己的独门绝技。例如主要用于检测痕量兴奋剂的DFS 高分辨双聚焦磁质谱和主要用于区分内源性和外源性睾丸酮的DELTA V 同位素质谱等（人工合成的睾丸酮往往具有更高的碳同位素一致性，而人体自己产生的睾丸酮分子内的碳原子会含有一部分C13或C14）。说到睾丸酮，其实还有一段很惊险的旧事，就发生在我们非常熟悉的“不懂球的胖子”——刘国梁身上。1999年世乒赛上，刘国梁被查出血清表睾酮（一种睾丸酮变体）偏高，被怀疑是服用了外源性的兴奋剂，险些被禁赛。但实际上，他的血清睾丸酮水平异常是他自己的生理情况导致的（也许天生骨骼清奇？），并非服用兴奋剂。当时正是靠同位素质谱这一新技术以及国际乒联的多次飞行抽检，才让刘国梁洗清了冤屈。虽然目前色谱+质谱(LC-MS/GC-MS)联用法仍然是兴奋剂检测的黄金标准，但其它一些技术也在这些年逐渐崭露头角。如基于微流控免疫分析的汗液中特殊分子（毒品、兴奋剂等）快检技术（可在20-30分子内完成测试），针对一些常见兴奋剂（如麻黄碱类）的ELISA免疫分析试剂盒，走电化学、毛细管电泳等技术路线的兴奋剂检测技术等等。北京冬奥会：干血点技术首次正式使用不光是检测技术，运动员样品的运输保存技术、样品提取技术对非法兴奋剂的有效检出也有很大的影响。正如前文所说，传统意义上运动员的生物检材一般包括血液/血清以及尿液。为了防止尿样/血样中的兴奋剂分子被水解或在酶的影响下失活，样本的储存运输条件相当苛刻，比如，样本需要在冷藏（4︒C）的环境下尽快送检，而需要长期储存的样品则必须被维持在-20︒C之下。2020年，国际兴奋剂检测机ITA还专门设立了一个用以长期储存样品的保存设施，可将运动员身上采集的各类标本保存十年以上。此外，样品运输到实验室之后，还需要经过比较复杂的萃取流程，在排除掉细胞与蛋白的干扰后，才能进入色谱/质谱检测的流程。在三种不同滤纸上的干血点。血液滴在试纸上后会在30分钟左右的时间内逐渐干燥。但一般为保险起见，风干时间至少为2小时在经过东京奥运会的试验之后，北京冬奥会的兴奋剂检测流程中正式纳入了一种新的样本采集/运输技术——干血点（Dry Blood Spot, DBS）技术。其实这个技术说起来非常容易理解。就是将运动员的一滴血液（可为静脉血/指尖血）滴在滤纸（或硝酸纤维素膜）上，待其自然风干两三个小时即可制成。干血点技术并不是什么新技术，它曾在人类与艾滋病、乙型/丙型肝炎、疟疾等传染病的斗争中起到了很大的作用，尤其是在欠发达地区病人的样本采集活动中被广泛应用。单纯针对兴奋剂检测而言，在干血点风干的过程中，不仅样品中兴奋剂小分子的浓度可以得到浓缩，同时血液中所含的细胞也会失水而死。由于没有了水和酶的干扰，干血点样品便非常稳定，可以在室温条件下保存数日乃至数周。也就是说，在未来的奥运会中，甚至可以不用携带保温设备，仅通过信封这种简单的封装方式就能运输样品。与此同时，由于干血点样品中几乎不含水份，因此在使用甲醇等特殊有机溶剂时更有利于一些疏水性有机物的萃取。这些技术优点都有助于提高兴奋剂在后续气相色谱/液相色谱/质谱等测试中的检出能力。结语俗话说，道高一尺魔高一丈，即便是拥有了这么多反兴奋剂的先进技术和设备，还是有少数运动员会铤而走险服用兴奋剂。要想保证竞赛完全公平，仍然是一项非常难做到的任务，反兴奋剂还需要各方共同努力。

近年来，国家对农产品质量安全检验检测工作给予了高度重视，农业部在4月份全国农产品质量安全检测技术能力验证工作中对农产品质检机构提出了严格要求，对农产品质量安全检测技验证项目及对应检测方法标准给出了详细的明文规定。　　近日，河南省农科院农业质检研究所就果蔬产品检测仪器设备进行了招标采购，采购仪器为液相色谱多级质谱联用仪、液相色谱三重四级杆串联质谱仪、气相色谱三重四级杆串联质谱仪、全自动消解仪4种仪器设备，最终中标企业为AB SCIEX、岛津、安捷伦、Milestone等仪器行业大品牌，中标总额为534万元。　　采购公告正文如下：河南省农业科学院果蔬产品质量安全风险监测能力建设项目(华中)仪器政府采购结果公告招标编号：豫财招标采购2016-522号　　河南省机电设备国际招标有限公司受河南省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所的委托，就“河南省农业科学院果蔬产品质量安全风险监测能力建设项目(华中)仪器政府采购项目”进行公开招标，按规定程序进行开标、评标、定标，本项目的中标结果如下：　　一、招标项目名称: 河南省农业科学院果蔬产品质量安全风险监测能力建设项目(华中) 仪器政府采购项目　　招标项目简要说明：本次招标采购的货物为：液相色谱多级质谱联用仪、液相色谱三重四级杆串联质谱仪、气相色谱三重四级杆串联质谱仪、全自动消解仪4种仪器设备，　　二、招标公告媒体及日期：本项目于2016年06月20日在“河南省政府采购网”和“中国采购与招标网”上发布了招标公告。　　三、评标日期：2016年07月13日　　四、评标地点：河南省机电设备国际招标有限公司11楼评标室　　评委成员：朱茜、李艳红、贺以乐、王志民、范慧鹤、贾 斌、钟红舰　　五、中标信息如下：　　包1：液相色谱多级质谱联用仪　　中标人：河南省中徕恒达进出口贸易有限公司　　中标金额：261.9万元　　规格型号：AB SCIEX/QTrap　　包2：液相色谱三重四级杆串联质谱仪　　中标供应商：河南省科学器材进出口公司　　中标金额：199.5万元　　规格型号：岛津/LCMS-8050　　包3：气相色谱三重四级杆串联质谱仪　　中标供应商：河南粮油食品进出口集团裕德科贸有限公司　　中标金额：118万元　　规格型号：安捷伦科技/7890B-7010型(美国)、安捷伦科技1260型(德国)　　包4：全自动消解仪　　中标供应商：河南省中徕恒达进出口贸易有限公司　　中标金额：34.98万元　　规格型号：Milestone/ETHOS UP　　七、本次招标联系事项：　　联系人：董丽君　　联系电话：0371-65949196　传 真：0371-65944075　　地 址：郑州市东明路187号金成大厦B座10楼　　招标人：河南省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所　　详细地址：郑州市花园路116号　联系人： 祁老师　　联系电话： 0371- 65732532　　各有关当事人对中标结果有异议的，可以在中标公告发布之日起七个工作日内，以书面形式同时向采购人和河南省机电设备国际招标有限公司提出质疑(加盖单位公章且法人签字)，由法定代表人或其原授权代表亲自携带企业营业执照副本原件及本人身份证件(原件)一并提交(邮寄、传真件不予受理)，并以质疑函接受确认日期作为受理时间。逾期未提交或未按照要求提交的质疑函将不予受理。　　谨对参与本项目投标的各投标人表示衷心的感谢!河南省机电设备国际招标有限公司2016年07月13日

2015年9月2日，质检总局发布关于2015年第三批103项出入境检验检疫行业标准的通知，其中20余项涉及色谱、质谱及光谱仪器检测方法，仪器信息网编辑特别摘录如下：　　详细目录请查看附件。　　附件：国质检认〔2015〕402号+发布2015年第三批103项SN标准的通知.pdf