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Tipp des Monats 12
Frage: Ich habe gehört, dass Dopingsünder durch Beimischung eines besonderen Moleküls zum Dopingmittel seitens des Herstellers überführt werden. Wie funktioniert das?
Antwort: Dopinganalytik funktioniert durch eine Kombination aus der Isolierung einer chemischen Substanz aus einem Gemisch und der Identifikation der verbotenen Komponente, meist durch Massenspektrometrie.
Hintergrund:
In der Dopingkontrollstation geben die Athleten eine Urinprobe ab. Die Probe wird dann zunächst vorbehandelt. Dies geschieht beispielsweise durch die Extraktion mit einem Lösemittel. Jetzt kann die Probe analysiert werden.
Dazu wird das Gemisch durch Gas- oder Flüssigkeitschromatographie getrennt. Danach werden die einzelnen Komponenten mit einem Massenspektrometer identifiziert. Die verbotenen Substanzen hinterlassen dabei im Massenspektrum einen charakteristischen Fingerabdruck. Dieser wird zur Identifikation der Komponente verwendet. Selbst wenn diese Substanzen mittels maskierender Chemikalien verunreinigt sind, kann durch chemische Kunstgriffe (Derivatisierung) oder Weiterentwicklungen der Analysentechnik (hochauflösende Massenspektrometrie, Isotopenmassenspektrometrie) eine eindeutige Identifizierung erfolgen.
Die eingesetzte Analysenmethode ist mit dem Detektor in einem kommerziellen Helium-Lecksuchgerät übrigens eng verwandt. Welches massenspektrometrische Verfahren aber auch jeweils eingesetzt wird – es ist immer Vakuumtechnik mit im Spiel.
Glossar
Analytik: Die Analytik ist ein Teilbereich der Chemie, der die Untersuchungstechniken zur Zusammensetzung von Stoffen umfasst.
Chromatographie: Die Chromatographie ist ein chemisches Verfahren, das die Auftrennung eines Stoffgemisches durch unterschiedliche Verteilung seiner Einzelbestandteile zwischen einer stationären (z. B. einer Schüttung) und einer mobilen Phase (z. B. einem Lösungsmittel) erlaubt.
Derivatisierung: Als ein Derivat wird in der Chemie ein abgeleiteter Stoff ähnlicher Struktur zu einer entsprechenden Grundsubstanz bezeichnet. Derivate sind Stoffe, die an Stelle eines H-Atoms oder einer funktionellen Gruppe ein anderes Atom oder eine andere Atomgruppe besitzen bzw. bei denen ein oder mehrere Atome/Atomgruppen entfernt wurden. Die Herstellung eines Derivates bezeichnet man als Derivatisierung. Als funktionelle Gruppen bezeichnet der organische Chemiker mehratomige Bestandteile von Molekülen, die die chemischen Eigenschaften des Moleküls maßgeblich bestimmen.
Doping: Doping ist die Einnahme von unerlaubten Substanzen oder die Nutzung von unerlaubten Methoden zur Steigerung der sportlichen Leistung.
Extraktion: Die Extraktion ist ein Stofftrennverfahren, bei dem mit Hilfe eines Lösemittels eine Komponente aus einem festen oder flüssigen Stoffgemisch herausgelöst wird. Das Lösemittel zieht den in ihm besser löslichen Stoff aus dem Gemisch.
Isotop: Isotope sind Atomkernsorten (Nuklide) mit gleicher Ordnungszahl (also gleicher Anzahl an Protonen), aber unterschiedlicher Massenzahl (unterschiedlicher Neutronenzahl).
Massenspektrometrie: Die Massenspektrometrie ist ein Verfahren zur Messung des Masse-zu-Ladung-Verhältnisses von Teilchen. Ist im einfachsten Fall die Ladung der Teilchen = 1, kann daraus direkt die Masse der jeweiligen Teilchen bestimmt werden.