Development of Mass Spectrometric Methods for Analysis of Anabolic Androgenic Steroids

Näytä kaikki kuvailutiedot

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-4682-3
Julkaisun nimi: Development of Mass Spectrometric Methods for Analysis of Anabolic Androgenic Steroids
Tekijä: Hintikka, Laura
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, farmasian tiedekunta
Lääketutkimuksen tohtoriohjelma
Opinnäytteen taso: Väitöskirja (artikkeli)
Kuuluu julkaisusarjaan: URN:ISSN:2342-317X
Tiivistelmä: Anabolic-androgenic steroids (AAS) are synthetic compounds that are structurally related to testosterone. AAS are an important class of drugs that are commonly abused in sport and are classified as prohibited substances according to the World Anti-Doping Agency (WADA). AAS are metabolized extensively in the human body and excreted to urine mostly as glucuronides or sulphates. These conjugated compounds are present in human specimens in low concentrations and for a limited period. Sensitive and specific analytical methods are thus highly important to be able to detect these compounds for an extended time period in athletes. These compounds are usually analyzed from biological matrixes after cleavage of the glucuronide or sulfonate moiety. Direct analysis of intact conjugated steroid metabolites is an attractive option that involves more straightforward sample preparation. Nonetheless, the commercial availability of the conjugated reference material is limited. The first aim of this study was to produce glucuronide-conjugated metabolites of AAS to be used in the development of methods for doping control. Glucuronide-conjugated metabolites of anabolic androgenic steroids were produced by in vitro enzyme-assisted synthesis. The method offers a simple and stereospecific procedure of producing small amounts of reference material, which are needed in the development and application of analytical methods for AAS metabolites. Secondly, these AAS glucuronides were utilized in the development of a liquid chromatography – mass spectrometry (LC-MS) method for detection of glucuronide-conjugated AAS metabolites in human urine. Novel method was validated, and the robustness and transferability of the developed method was studied in an interlaboratory comparison among seven laboratories. The developed method offers simpler and a more straightforward as well as sensitive approach to the analysis of exogenous steroids, without a hydrolysis process and time-consuming sample preparation. Another approach for a more sensitive and specific method for analysis of anabolic steroids from urine, was to combine gas chromatography (GC) featuring good resolving power to softer ionization in atmospheric pressure (API). A microchip-based miniaturized heated nebulizer provides easy interfacing for GC-API-MS with high ionization efficiency. Two sensitive and selective gas chromatography - microchip atmospheric pressure photoionization - tandem mass spectrometry (GC-µAPPI-MS/MS) methods were developed, validated and successfully applied to the analysis of anabolic steroids in authentic excretion urine samples. These methods offer valuable tools for anti-doping laboratories where new analytical strategies are needed to be able to detect an increasing number of prohibited compounds with various physico-chemical properties.Anaboliset steroidit ovat synteettisiä testosteronin johdannaisia, joiden käytön uskotaan tehostavan lihasmassan kasvua sekä urheilusuorituksesta palautumista. Anaboliset steroidit ovat yksi eniten väärinkäytetty dopingaineryhmä kilpaurheilussa. Anabolisten steroidien laboratorioanalytiikka on haastavaa, sillä mittaukset tehdään biologisesta matriisista, tutkittavia aineita on paljon ja mitattavat ainemäärät ovat pieniä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin uudenlaisten massaspektrometristen mittausmenetelmien soveltuvuutta anabolisten steroidien dopinganalytiikkaan tarkoituksena parantaa nykyisten analyysien herkkyyttä ja tehokkuutta. Elimistön aineenvaihduntareaktiot muokkaavat steroideja, jotka erittyvät virtsaan pääasiassa glukuronihappoon konjugoituneena. Nämä konjugaatit esiintyvät virtsassa pieninä pitoisuuksina ja rajoitetun ajan. Anabolisten steroidien väärinkäytön toteaminen vaatiikin herkkiä ja spesifisiä analyysimenetelmiä. Perinteiset menetelmät steroidien dopingkäytön toteamiseksi perustuvat pääosin metaboliittien entsymaattiseen hajottamiseen ja epäsuoraan määrittämiseen. Nestekromatografis-massaspektrometrisilla (LC-MS) -menetelmillä on mahdollista analysoida myös suoraan steroidiglukuronideja. Suora määrittäminen nopeuttaa analyysejä näytteen esikäsittelyvaiheiden vähentymisen myötä. Uusien menetelmien kehittämiseen tarvitaan kuitenkin vertailuaineita ja metaboliittien kaupallinen saatavuus voi olla rajoitettua. Tämän työn ensimmäisessä vaiheessa tuotettiin entsyymiavusteisella synteesimenetelmällä anabolisten steroidien glukuronidikonjugaatteja ja kehitettiin LC–MS-menetelmä näiden yhdisteiden määrittämiseksi ihmisen virtsasta. Kehitetty menetelmä validoitiin ja testattiin useassa laboratoriossa. Menetelmä osoittautui erittäin toimivaksi ja laboratorioiden välisen testin perusteella sen siirtäminen toisiin laboratorioihin onnistuu hyvin. Työn toisessa vaiheessa testattiin kuumasumutus-mikrosirua, jonka avulla voitiin helposti yhdistää kaasukromatografi ilmanpaineionisaatio-massaspektrometriin. Ionisaatiomenetelmänä käytettiin hellävaraista ja herkkään fotoionisaatiota normaalissa ilmanpaineessa. Laiteyhdistelmällä kehitettiin kaksi uutta herkkää analyysimenetelmää anabolisten steroidien määrittämiseksi virtsanäytteistä. Menetelmien toimivuutta testattiin autenttisilla virstanäytteillä ja saatuja tuloksia verrattiin myös perinteisten analyysimenetelmien tuloksiin. Kehitetyt analyysimenetelmät osoittautuivat erittäin käyttökelpoisiksi dopinganalytiikassa ja niiden avulla pystytään tehostamaan anabolisten steroidien toteamista virtsanäytteistä.
URI: URN:ISBN:978-951-51-4682-3
http://hdl.handle.net/10138/255638
Päiväys: 2018-11-16
Avainsanat: Farmaseuttinen kemia
Tekijänoikeustiedot: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
Developm.pdf 2.869MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot