赛马检测仪

当今在赛马这项竞技比赛中，用于提高马匹速度的各种兴奋剂层出不穷，针对市场上不断增多的新型药物的出现，化学分析专家们不得不争分夺秒地开发相应的新分析方法，以期达到打击各类禁用兴奋剂的目的。　　最近，我们采访了一位该领域的专家，来自中国香港赛马会的Karen Y. Kwok博士。　　　　Karen Y. Kwok毕业于香港城市大学环境分析化学专业，后就职于香港城市大学海洋污染国家重点实验室。2013年，她开始作为一名化学家在香港赛马会赛事化验所工作。此后，她全身心投入于赛马运动中的兴奋剂控制测试工作。Kwok博士目前是皇家化学学会(MRSC)的成员，至今已出版了两本书，并在国际杂志期刊上公开发表了10篇论文，多次作为报告人参加各种国际会议。　　您受邀在瑞士日内瓦的HPLC 2015大会上做关于检测马鬃中雄激素合成类固醇的报告，请问为什么在赛马中使用雄激素合成类固醇是值得我们关注的问题呢?　　雄激素合成类固醇(AASs)是一种可以用来增加肌肉力量、改善身体物理性能的物质。20世纪60年代以来，该类物质就常被作为兴奋剂在人类体育竞技运动和赛马运动中使用，其实该类物质属于违禁物质。自2014年开始，国际联合会发布的国际协议第6E条款明确规定，对于比赛用马，在其整个参赛生涯中，包括育种、竞赛和赌马，都禁止使用AASs。[1]　　在您看来，分析比赛用马的禁用药物，主要的挑战是什么?　　随着生物科学和医学的快速发展，越来越多的违禁物质被开发出来。不幸的是，针对新兴违禁药物，即使分析专家们能够以最快的速度开发出相应的检测方法，但相对于违禁药物在市场上的应用，不可避免地会存在时间滞后性。另外，赛马比赛中使用的违禁药物种类繁多，有些是用来增强马的运动机能的，而有些是削弱其机能的。而没有一种成熟的方法是可以检测出所有的违禁药物的 我们只能尽可能地充分利用现有的资源，以实现最广泛的药物检测的可能。　　为什么您选择检测比赛用马的马鬃为样品，而不是它们的血液或尿液为首选样品?　　作为药物测试的目标样品，尿液、血液和毛发各有各的优点。毫无疑问，毛发的主要优点是具有宽的检测窗口。毛发分析的一个典型特征是有可能通过分析不同段的毛发，确定其用药的时间。这样的信息对于确定给药的比赛用马来说，是非常有用的。此外，毛发样品不像尿液和血液样品，它很稳定，易于运输和贮存，并且很难掺假，具有非侵入性。当然话虽如此，很多药物是不适合采集毛发样品用来分析的，只能在尿液或血液中检测。因此对于兴奋剂的检测，尿液、血液和毛发样品它们存在互补关系。　　您为什么要开发用于检测马鬃中48种AASs和(/或)其酯类的方法?　　AASs通常是以它们的酯化形式使用，这样它们能够被存储在肌肉中，然后通过缓慢地释放以延长其作用期。对于一些内源性AASs如睾酮，在毛发中鉴别其酯化形式是其外源性的铁证。AASs类药物是赛马运动中任何时候都被禁止使用的药物，其药效的持续作用时间远长于尿液和血液样品的检测时间。因此，毛发就成为了用来追溯赛马中使用AASs的理想样品。　　在使用超高效液相色谱-高分辨质谱(UHPLC-MS)技术测定马鬃中AASs之前，马鬃样品的制备方法有什么特别值得注意的因素吗?　　与尿液和血液不同，毛发是一直暴露在外界环境中的。所以我们需要特别严格的去除污染物的过程，以避免错误的分析结果。其次，毛发中药物的含量通常是很低的(从10-2至10-9级)，所以采用提取药物的方法需要足够高的提取率，这样才能满足UHPLC-MS的分析要求。另外，毛发是一种很复杂的基质，我们需要有效的净化方法，以降低MS分析时的基质效应。　　　　这项工作中，您遇到的主要挑战是什么?您又是怎么克服的呢?相比其他方法，您采用UHPLC-MS的优势是什么?　　主要的挑战是建立一种有效的提取方法来消除一些化学物质干扰，以保证后续UHPLC-MS分析的准确性。试验发现通过组合使用固相萃取(SPE)和液-液萃取技术，可以获得满意的样品净化结果。然后在选择性反应监测(SRM)模式下，我们采用具有高分辨能力的轨道阱(质量窗仅± 10 ppm)来进一步降低化学干扰。质量数测定的准确性通过在柱后添加质量参考物苄基二甲基苯胺来校准目标分析物可能存在的质量偏移来保证。　　据我们所知，我们给出的关于马鬃中48种AASs和(/或)其酯类物质测定的方法是首次的。　　该方法适合使用的领域有哪些呢?接下来您的研究内容是什么?　　答：目前，我们的方法可用于检验AASs和(/或)其酯类化合物(含量从10-12到10-9级)，方法灵敏度、准确度高。由于方法中添加的目标类固醇，方法可用于马鬃样品的筛选以及马鬃样品中AAS酯类物质的确认。实际上，随着我们研究工作的完成，采用我们建立的方法可用于更多的目标物的筛选。接下来的工作将是进一步验证我们所建立的方法，对于给药后的马鬃样品中AASs和(/或)其酯类物质代谢物测定的适用性。　　马匹使用兴奋剂和人类使用兴奋剂之间有相似之处吗?分析方法可以通用吗?　　比赛用马和人类运动员所使用的兴奋剂中所含的禁用物质可能是相似的，也可能是不同的。这不仅是由于药物在不同的群体上的作用机理不同(例如，人体运动是不受非甾体抗炎药控制的) 而且也由于对于不同的群体，一些药物产生的效果是不同的。此外，赛马中违禁药物不仅仅局限于机能增强药物(包括使狂躁的马平静下来的镇静剂)，而且还包括削弱机能的药物。因此，相较之人类运动员的违禁药物，马的药物范围更广。　　另外，马和人所采用分析方法也不是可以直接通用的。相较之人类，马的生物样品尤其是尿液，要复杂得多，测定之前样品需要更全面的净化过程。此外，马和人的药物代谢机理也是不同的。　　如果一个年轻的化学分析师将开始该领域的研究，您会给一些什么建议呢?　　首先兴奋剂检测是一个非常有意义并具有挑战性的领域。对于一个年轻的化学分析师，首先从思想上要认识到，无论是人类运动还是赛马比赛，诚信和公平都是基石，兴奋剂控制测试则是维护这一价值观的重要因素。由于检测结果是具有法律效力的，所以兴奋剂的控制测试需要按法医鉴定过程实施。除了挑战科学技术上的难题，年轻的科学家们也必须精通法医分析的各方面能力，如保证适当的物证保管链、作为专家证人在法庭上作证等。我们需要不断地向经验更丰富的化学家们学习和借鉴经验，以增强我们自己处理不同困难的能力。　　此外，兴奋剂控制测试是相当苛刻的，新兴的违禁药物只会不断地增多 因此，我们需要不断掌握新的兴奋剂发展趋势和不同领域的科技进步。　　最重要的一条建议就是，我们要赋予我们这份工作最高的热情，面对挑战时永不放弃。在兴奋剂控制测试领域工作，我相信年轻人们会获得巨大的成就感。　　参考文献：　　[1] http://www.horseracingintfed.com/resources/2015Agreement.pdf　　[2] K.Y. Kwok, T.L.S. Choi, W.H. Kwok, and T.S.M. Wan, “Detection of Anabolic Steroids and/or Their Esters in Horse Hair Using Ultra High Performance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry,” poster presented at HPLC 2015, Geneva, Switzerland, 21–25 June 2015.　　作者：Karen Y.Kwok　　原文出处：《The Column》第12卷第6期2-5页　　译自：chromatographyonline

11月4日1时35分，一辆由韩国首尔飞来广州的大型货机划破漆黑的夜空，在众多期盼中安全降落在广州白云国际机场。广州亚运会特殊而尊贵的“客人”——— 第16届广州亚运会马术比赛首批入境的9匹参赛马匹抵达，早已等候在此的广东检验检疫局口岸现场检疫人员各就各位，立即进入紧张的口岸检疫查验工作中。　　为了确保亚运马术比赛顺利进行，自2008年始，广东检验检疫局做了大量前期准备工作。目前，马匹检疫180项工作中已经完成148项。而首批参赛马匹入境标志着亚运马匹检疫工作由筹备转入实战。　　11月2日上午，马术比赛马匹检疫工作团队誓师大会在广州马术运动场举行，广东检验检疫局局长李延辉授发“中国检验检疫第16届亚运会马匹检疫团队”队旗，马匹检疫团队全体成员面对队旗庄严宣誓：“忠于职守，排除万难，团结拼搏，服务亚运”。　　为保证参赛马匹健康安全，广东检验检疫局设置了多道检疫防线，严格把关，于10月26日派出两名经验丰富的检验检疫官员赴韩国执行出口前检疫监督任务。9匹参赛马在经国家质检总局认可的韩国隔离检疫场实施了为期7天的隔离检疫，并经抽血检验合格后准予启运。　　各项工作都已准备就绪，马匹检疫团队也已整装待发，当时针指向11月3日0时，离首批马匹到达还有1个半小时之际，广东检验检疫局副局长黄伟明到达现场，就参赛马匹口岸检疫工作流程和可能出现的突发情况以及应对措施做最后的推敲。　　11月4日1时20分，参赛马专用运输车抵达，广州机场检验检疫局马匹检疫团队防疫消毒组随即对其进行防疫消毒 1时40分，马匹按期入境，广州机场检验检疫局马匹检疫团队各个小组各司其职，有条不紊地开始马匹口岸检疫工作 1时45分，飞机舱门打开，单证审核组和现场检疫组立即登机，单证审核组收取马匹卫生证书、马匹护照以及其他资料，并与《动植物入境审批许可》及代理报检单位预先提供的资料进行仔细核对，确保无误后，填写马匹护照交接记录单，并签发通关单。现场检疫组兵分两路：一队立即与随行兽医交流，询问马匹健康状况、运输过程中马匹有无异常等 另一队穿好防护服认真细致地对飞机内马匹开展临床检疫，从马匹精神状态到体温监测，从马厢剩余饲料、废弃物到货舱环境，都做到一丝不苟、一个不漏。　　1时53分，现场检疫组完成9匹参赛马的检疫，确认所有马匹符合入境检疫要求，并将上述检疫结果向广州机场检验检疫局马匹检疫团队负责人李养调汇报，李养调发出确认同意马匹卸运指令。随后，现场检疫组一直在现场对马匹的装卸做到全程监督。　　3时10分，运输押运组提前与单证审核组做好马匹护照交接，并为运输押运做好准备 3时15分，所有参赛马匹顺利装上两辆香港赛马会专用运输车辆，整个过程安全顺利，且各环节均符合参赛马SOP要求。综合整个口岸流程，广州机场检验检疫局马匹检疫团队同意装载首批入境的9匹参赛马运输车辆驶离口岸现场。　　5时，经现场检疫合格后的9匹马按指定的生物安全路线被押运至广州从化马术运动场。从化马术运动场以“卫生标准园区”的姿态迎接“嘉宾”的到来。广东检验检疫局亚运马匹检疫团队马场监管部的检疫官按照预定工作方案，做好马匹交接工作。有的与押运人员办理相关手续，有的核对马匹数量和身份，有的对运马车进行消毒，有的站在通道两旁密切监视每匹马的一举一动，检疫马匹健康状况……　　虽然深秋的广州气温降低，但每个检验检疫官都被汗水湿透了衣服。经过数个小时的紧张工作，所有马匹终于顺利进入隔离检疫马厩实施入境后隔离检疫。检验检疫官们没有时间休息，马上又投入后续工作中，在24小时内完成马匹的采血和送检工作。此后，他们还将每天定期测量马匹体温和检查马匹健康状况，经隔离检疫合格后马匹方可参加比赛。

2009年3月4日，服务科学、世界领先的赛默飞世尔科技宣布在Kenneth L. Maddy分析化学实验室用液相色谱串联质谱成功检测合成雄性类固醇。该系统由Thermo Scientific Aria TLX-2涡流色谱系统和三重四级杆质谱仪组成，可以对来源于马的尿液和血浆中的同化雄性类固醇实现高准确和高灵敏的检测。 总部设在加利福尼亚州戴维斯国家高级实验室是经过授权的药物检测实验室，负责加利福尼亚州六个常任赛马场地以及九个季节赛场和其他一些相关赛事。 准确定量生物体中合成雄性类固醇的最大困难在于样品的制备。在生物体内，内源性的磷脂含量很高，有很强的基质干扰效应。这些干扰物影响待分析物的离子化，降低质谱定量分析的精密度和重现性（因为有离子抑制效应）。赛马的测试实验室一般用传统免疫测定法筛选，然后用气相色谱法质谱法进行确认，以减少干扰物的影响。然而，这些方法灵敏度差，需要复杂的样品制备过程，也不可能去除掉所有的基质干扰。 Kenneth L. Maddy分析化学实验室需要高准确度的分析方法和简单的样品制备过程，这样才能实现对大量的样品进行检测。Dr Scott Stanley教授是分析化学和药理学实验室主任， 用Thermo Scientific TurboFlow技术结合TSQ Vantage三重四级杆质谱仪开发出了相应的检测方案。非法服用合成雄性类固醇后，能够检测到血液中低至ppt(low parts per trillion)含量的物质。而且不需要复杂的固相萃取和液液萃取步骤。 Dr.Stanley 评价说，“该系统简化了我们检测方法的开发过程，除去了冗长和高成本的样品制备步骤，提高了样品检测通量，提高了检测灵敏度和准确性。此外，跟以前方法相比，该方法的定量限也提高了5-10倍。新系统已经成为我们研究合成雄性类固醇的一个基石，估计会节省十万美元的花费。如果仪器寿命按照最少5-7年来算，将最初成本投资收回大约在18-20个月。 若需了解更多关于Aria TLX-2涡流色谱系统和三重四级杆质谱，请邮件sales.china@thermofisher.com，也可以访问我们的网站www.thermo.com/turboflow or www.thermo.com/tsqvantage. Thermo Scientific是Thermo Fisher Scientific,的一部分，是全球科学服务领域的领导者。 关于赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific） 赛默飞世尔科技有限公司（Thermo Fisher Scientific Inc.）（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界变得更健康、更清洁、更安全。公司年度营收达到105亿美元，拥有员工34,000多人，为350,000多家客户提供服务。这些客户包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、研究院和政府机构以及环境与工业过程控制装备制造商等。该公司借助于 Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 这两个主要品牌，帮助客户解决从常规测试到复杂的研发项目中所面临的各种分析方面的挑战。Thermo Scientific 能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室工作流程综合解决方案。Fisher Scientific 则提供了一系列用于卫生保健，科学研究，以及安全和教育领域的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，并提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。欲获取更多信息，请登陆：www.thermofisher.com（英文），www.thermo.com.cn （中文）。