《Forensic Chemistry》:Unintentional doping through presence of WADA-prohibited stimulants in nutritional supplements: a review on detection and identification approaches
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•总结了支持营养补充剂中存在世界反兴奋剂机构禁用兴奋剂的科学研究。•深入分析了营养补充剂中被掺入兴奋剂的普遍情况。•评估了用于检测和确认禁用兴奋剂的分析技术。引言营养补充剂是一类成分多样、功效各异的制品,运动员们会出于不同目的服用它们。由于在各类体育赛事中广泛使用这些补充剂,加之
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总结了支持营养补充剂中存在世界反兴奋剂机构禁用兴奋剂的科学研究。
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深入分析了营养补充剂中被掺入兴奋剂的普遍情况。
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评估了用于检测和确认禁用兴奋剂的分析技术。
引言
营养补充剂是一类成分多样、功效各异的制品,运动员们会出于不同目的服用它们。由于在各类体育赛事中广泛使用这些补充剂,加之其中可能含有世界反兴奋剂机构禁止的物质,全球范围内出现了许多兴奋剂违规案例。尽管反兴奋剂机构和体育组织长期以来一直关注补充剂的使用问题,但与补充剂使用相关的违规行为究竟有多严重仍不清楚。曾有多名运动员在体育仲裁法院声称,导致检测出违规物质的禁用物质来自受污染的营养补充剂[1]、[2]。十多年来,有研究指出,大约15%到25%的营养补充剂可能因污染而含有未标注的禁用物质,从而导致运动员无意间违反反兴奋剂规则[3]。近年来,各种补充剂的使用量显著增加,有些运动员每天会使用二十多种不同的产品进行训练[4]。据估计,在所有国际性的兴奋剂违规案例中,有6%到9%是由于使用了受污染的营养补充剂所致[5]。由于营养补充剂被归类为食品的子类,其生产者无需向监管机构证明产品的有效性和安全性,也无需获得许可即可销售[6]。缺乏相关监管使得消费者面临极大风险,这一问题已被多位研究者证实,Duiver等人的研究便是明证。他们在研究中检测了66种宣称能提升运动表现、促进肌肉生长和减少脂肪的营养补充剂,以确定每款产品的实际成分,结果发现38%的补充剂含有兴奋剂成分。尽管有这些发现,营养补充剂的污染问题仍未得到解决[7]。除了意外污染外,一些制造商可能故意在营养补充剂中添加禁用成分,以提高产品效果和商业吸引力,进而增加运动员无意间违反反兴奋剂规则的风险[8]。
兴奋剂是最古老且最常被检测出的禁用物质类别,占所有违规检测结果的10%以上,是体育药物检测工作的重点对象[9]、[10]。在世界反兴奋剂机构的禁用清单中,兴奋剂在比赛期间是被禁止使用的,该清单将兴奋剂分为两类:非特定兴奋剂和特定兴奋剂[11]。这类物质的作用机制是提高儿茶酚胺水平,增强肾上腺素受体的活性,从而带来更高的能量水平、愉悦感、性欲提升以及认知功能改善[12]。这类禁用物质包含多种化合物,存在于粉末、胶囊、滴丸等多种形式中,给反兴奋剂检测实验室带来了很大挑战[10]、[13]。许多兴奋剂违规案例都是因为运动员误食了受污染或标签错误的营养补充剂中的禁用兴奋剂。著名的案例包括牙买加短跑运动员阿萨法·鲍威尔和谢罗恩·辛普森,他们因服用了名为Epiphany D1的营养补充剂而检测出禁用兴奋剂奥西洛弗林(甲基辛弗林)阳性[14]、[15]。2009年,牙买加全国锦标赛上,约汉·布莱克也因检测出禁用兴奋剂甲基己烷胺(DMAA)而呈阳性,后来调查显示他实际上服用的是一种名为Muscle Speed的维生素补充剂[16]。印度顶尖体操运动员、2016年里约奥运会选手及英联邦运动会铜牌得主迪帕·卡玛卡尔也检测出了希根胺阳性,她表示自己是在不知情的情况下摄入了这种禁用物质,且无法确定其来源[17]。俄罗斯全国锦标赛上,德米特里·穆塞尔斯基也检测出甲基己烷胺阳性,他表示这种物质可能是通过受污染的食物进入他体内的[18]。这些案例都凸显了市售营养补充剂中未标注兴奋剂的持续风险。世界反兴奋剂机构使用非比赛样本进行的研究显示,0.36%的样本中含有兴奋剂成分,这一比例相当可观,因为每年的兴奋剂违规案例比例约为2%[19]。
Henrique和Vinícius的一项重要研究详细探讨了在兴奋剂检测中面临的诸多分析难题。研究表明,兴奋剂分子结构的多样性给设计出能够检测世界反兴奋剂机构列出的所有物质的单一检测方法带来了很大困难。这些物质的pKa值各不相同,这会导致某些化合物的检出率下降,而其他化合物的检出率则相对上升。此外,黑市上出现了一些新的违禁物质,它们能带来愉悦感,但却没有已知的临床用途,这也进一步增加了兴奋剂检测的难度[20]。尽管这些“设计型药物”的性能增强效果存疑,但它们所带来的健康风险仍让运动员在使用时面临危险[21]。另外,营养补充剂是由草药提取物、糖分、维生素、风味添加剂、药品等多种成分组成的复杂混合物,这使得识别未标注的成分变得更加困难[22]。世界反兴奋剂机构制定的禁用物质清单中包含了60多种能够提升运动表现的兴奋剂。因此,为了能够在不同类型的营养补充剂中同时检测这些物质,就需要开发出能够同时检测多种不同基质中世界反兴奋剂机构禁用兴奋剂的可靠分析方法,而这些补充剂正是运动员们经常服用的。本文综述了目前用于检测和定量营养补充剂中兴奋剂的分析方法,并探讨了未来的分析发展方向。
章节摘要
材料与方法
2025年7月2日,作者进行了多次文献检索,查找有关营养补充剂中世界反兴奋剂机构禁用兴奋剂检测的相关文献,包括研究论文、简报、信件和综述。作者检索了PubMed、Google Scholar和Scopus等电子数据库,筛选出2010年至2024年间发布的所有相关文献,之后又进行了进一步检索,以了解最新的检测技术进展。具体的检索关键词如下
兴奋剂及其在营养补充剂中的存在情况
虽然目前没有统一的标准来分类兴奋剂,但在体育领域,“兴奋剂”通常指的是那些能够通过刺激中枢神经系统,提高运动能力、降低疲劳感、带来兴奋感和愉悦感,同时影响心理功能和行为的物质[23]。世界反兴奋剂机构的清单中将兴奋剂分为两类:特定兴奋剂和非特定兴奋剂。特定兴奋剂则是明确列在清单中的
样品制备
在分析之前对样品进行净化/预浓缩处理的效果,直接决定了分析方法的成败。这是识别任何分析物或药物成分的关键步骤。样品制备的目标就是分离并浓缩目标分析物,同时使样品适合直接检测。大多数研究都采用单相萃取技术来提取分析物,因为这种方法操作简便,无需复杂的步骤
面临的挑战与未来方向
在营养补充剂中检测兴奋剂面临着诸多挑战,包括补充剂基质的复杂性和多样性、禁用物质的浓度较低,以及可能出现一些新型或“设计型”兴奋剂,这类兴奋剂可能难以被常规检测方法识别。此外,产品标签不统一以及新化合物的不断出现也增加了检测的难度。未来的研究应致力于开发更加灵敏、快速且全面的分析方法
结论
运动员们广泛使用营养补充剂来提升运动表现、加速恢复并保持身体健康。然而,营养补充剂受到禁用兴奋剂污染或产品标签不准确的问题,仍然可能导致运动员无意间违反反兴奋剂规则。本文概述了营养补充剂中兴奋剂掺假的现象,并对过去十四年间用于检测这类兴奋剂的分析方法进行了深入评价
作者贡献说明
阿坎克莎·索尼:负责初稿撰写、软件应用、方法设计、数据整理以及概念构思。阿尼鲁达·迪克西特:负责审稿与编辑工作、正式分析。阿斯塔·潘迪:负责数据可视化、结果验证、研究监督以及概念构思。
利益冲突声明
作者声明,他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
阿坎克莎·索尼|阿尼鲁达·迪克西特|阿斯塔·潘迪