도핑 (doping) 이란 금지약물 등을 복용하는 부정행위를 말합니다.

금지약물을 복용했는지 알아보기 위해 도핑테스트를 합니다.

도핑테스트는 선수들의 소변이나 혈액 중에 미량의 금지약물을 분석하는 것입니다.


연합뉴스) IOC "베이징·런던 올림픽 45명 도핑 추가 확인"
https://www.pgr21.com/?b=8&n=66500
http://sports.news.naver.com/sportsetc/news/read.nhn?oid=001&aid=0008560388


이런 기사가 있었어요. 지난 올림픽때 선수들의 소변시료를 보관했다가 다시 검사한다는 것인데 도대체 뭐하는 시츄에이션인지 궁금하셨을 거에요.
반도핑기구 ( World Anti-Doping Agency, WADA, www.wada-ama.org) 에서 금지약물을 지정하는데 선수들이 경기력 향상을 위해 사용되는 약물의 수도 증가하고  약물을 사용하는 방법도 지능화되어 실제 무슨 약물이 불법으로 사용되는지 꾸준히 모니터링하여 금지 약물의 리스트도 늘어나고 분석기술도 발전하고 있습니다.

CSI 같은 미드를 보면 약간의 시료만으로 "마법의 기계"를 통해 단 몇 분만에 무슨 물질인지 무슨 제품의 흔적인지 알아냅니다. (과장이 너무 심하죠. 거의 신급으로 분석하는지라...물론 DNA를 통한 유전자 감식은 다른 방법으로 하죠. Noncoding DNA 와 유전자 감식 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65679 ) 만약 그렇다면 도핑테스트에도 선수들의 소변시료를  이 "마법의 기계"로 분석하여 모든 물질을 전부 분석해내면 되는 것 아닌가요?

하지만 현 분석 기술로는 시료의 양이 많지 않고 여러가지 물질이 미량으로 혼합되어있는 경우라면 그 시료에 무슨 물질들이 들어있는지 전부 알아내는 것은 거의 불가능에 가깝습니다. 특히 유기물을 포함해 미량의 물질들이 혼합되어있는 혈액이나 소변 같은 생체 시료의 경우는 더더욱 어렵습니다.

그럼에도 불구하고 그 시료에 무슨 물질들이 들어있지는 전부를 알지 못하지만 분석기술이 확립되어있는 특정 물질을 분석하고자 하면 미량이더라도 분석해낼 수 있습니다. 분석하고자 하는 물질의 순수한 standard가 존재하고 질량분석기 Mass spectrometry 라는 놀라운 분석기기 (마법의 기계) 가 있다면 가능한 일이죠. 소변 중 금지약물 리스트에 올라가 있는 물질들은 분석해낼 수 있고 다음에 그 리스트가 추가되고 분석기술이 추가되면 그 과거 시료로부터 업데이트 된 금지약물을 추가로 분석해 낼 수 있다는 이야기 입니다. 따라서 위의 기사는 지난 올림픽에서는 당시 금지약물 리스트에 있는 물질들만 분석을 했고 추후 경기력을 향상을 위해 선수들이 사용하는 약물이 추가로 확인되면 금지약물리스트에 추가하고 이에 대한 분석법도 추가되어 과거 시료로부터 추가로 분석하였다는 것으로 보입니다.

질량 분석기에는 여러 종류가 있는데 이번에는 미량분석에 사용되는 Tandem Mass Spectrometer 에 대해서 알아보겠습니다. 미드 CSI 에서 사용되는 기기도 이로 추정되는데 주로 scan만 하는 걸 보니 single mass로만 사용되는 걸로 추정됩니다.




혼합물 시료에 수백가지의 물질이 들어있고 이 중 금지약물만 분석해내는 기술로

1. 우리가 원하는 물질 M이라고 하면 우선 혼합물에 강력한 전기에너지를 주어 분석하고자하는 물질 M+을 이온화하고 (경우에 따라 M-가 되기도 합니다.)

2. 자기장을 이용하여 진공상태의 분석기기로 끌어들인다음 질량별로 분류하여 다른 물질들은 버리고 우리가 원하는 물질M+만 분석기기를 지나가게합니다. (MS1)

3. 실제 질량은 같으나 조성식과 구조식이 다른 물질을 구분하기 위해서 물질M+에 더 강력한 전기에너지를 주어 물질을 쪼개고 (M+ = M1+,M2+로 쪼개진다고 가정하면) 물질 M+에서 기인한 물질 M1+만 분석기기를 지나가게 합니다. (MS2)

혼합물 시료에서 물질M, M+, M1+로 이어지는 시그널 신호와 농도를 아는 순수물질 standard M, M+. M1+에서 나온 시그널 신호와 비교하여 (농도별로 분석하고 regression하여) 시료 중 금지약물인 M 의 농도를 알아냅니다.


이 분석기술로 보통 ng/ml ~pg/ml 수준으로 분석해내는데 이는 차스푼 하나 정도인 1g의 물질을 1,000~1,000,000톤의 물에 녹인 용액의 농도를 분석해 내는 수준입니다. 질량분석기를 이용하면 며칠 전 동료가 담배를 피워서 그 연기를 마신 사람의 혈중 니코틴 농도를 분석할 수 있을 만큼 대단한 수준입니다.




실제는 질량분석기에 물질을 들어가기 전에 물질의 지용성이나 수용성의 수준에 따라 분리해내는 LC (Liquid Chromatography) 를 통과시켜 대충 시료를 분리해내고 전기에너지를 이용해 물질을 이온화시키고 진공상태의 질량분석기로 시료가 들어갑니다.

청와대에서 구입한 리도카인은 뭐하는 물건인고?   https://www.pgr21.com/?b=8&n=68862
줄기세포치료와 빈부격차 https://www.pgr21.com/?b=8&n=68742
대마초, 마리화나 https://www.pgr21.com/?b=8&n=68718
불안과 향정신성의약품  https://www.pgr21.com/?b=8&n=68694
프로포폴과 IV infusion  https://www.pgr21.com/?b=8&n=68654
화병과 우울증 https://www.pgr21.com/?b=8&n=68591
혈우병과 무당 라스푸틴  https://www.pgr21.com/?b=8&n=68230
링컨대통령과 파란알약    https://www.pgr21.com/?b=8&n=68176
신내림 약물과 무당, 주술가, 버서커   https://www.pgr21.com/?b=8&n=68120
자백약 (나바론 요새, 켈리의 영웅들)  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67987
억울한 인플루엔자와 타미플루  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67948
뱀독과 고혈압치료제 (ACE inhibitor)  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67717
금연과 챔픽스  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67626
엔돌핀 vs 모르핀 https://www.pgr21.com/?b=8&n=67604
헤로인과 모르핀 이야기  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67598
니코틴과 히로뽕 이야기  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67580
기면증과 Modafinil (왜 감기약을 먹으면 졸릴까?) https://www.pgr21.com/?b=8&n=67195
과민성방광증후군 (OAB, Overactive Bladder Syndrome) https://www.pgr21.com/?b=8&n=67062
똥, 설사 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=66727
도핑테스트와 질량분석기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=66674
음주에 대한 수학적이고 과학적인 접근 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65690
보톡스 (Botox) https://www.pgr21.com/?b=8&n=65392
조현병, 정신분열증, Schizophrenia 에 사용되는 약물 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65307
항생제와 항생제 내성 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65264
코카인과 코카콜라 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64989
콜레라와 Cholera toxin 이야기 (설사하면 왜 죽을 먹어야하나?) https://www.pgr21.com/?b=8&n=64943
커피 이야기 - Caffeine https://www.pgr21.com/?b=8&n=64908
소주 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64887
비아그라와 시알리스 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64842
타이레놀과 울트라셋 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64724
판피린 3형제 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64605
게보린 3형제 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64581
이부프로펜, Cyclooxygenase, 아스피린 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64555
적록색맹과 비타민씨 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64511

세월호와 와스프급 강습상륙함    https://www.pgr21.com/?b=8&n=68302
미군과 대한민국 공군의 대레이더 미사일 (Anti-Radiation Missile)  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67746
미군의 제공권 장악 시나리오 https://www.pgr21.com/?b=8&n=67695
미군의 전략폭격기 (B-1, B-2, B-52)  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67649
베트남전 최고의 에이스  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67479
선동과 날조로 승부하는 프로파간다 - 나폴레옹  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67118
후장식 드라이제 소총과 아름답고 푸른 도나우강 https://www.pgr21.com/?b=8&n=67088
"국왕" 대신 "국가와 조국" 위해 싸운 나폴레옹의 프랑스군 https://www.pgr21.com/?b=8&n=67042
페라리와 프란체스코 바라카 https://www.pgr21.com/?b=8&n=66992
2차대전 이탈리아 전투차량은 전부 병맛? https://www.pgr21.com/?b=8&n=66979
괴물폭탄 (블록버스터, 톨보이, 그랜드슬램, MOP) https://www.pgr21.com/?b=8&n=66954
세상에서 가장 큰 대포 https://www.pgr21.com/?b=8&n=66917
배틀크루저와 자연선택 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65055
지헬슈니트 (낫질) 작전 - 1940년 독일-프랑스 전투 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64736

(쇼생크 탈출을 보고 필 받아 작성한) 모차르트의 독일어 오페라  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67916
고대 그리스를 오마쥬한 로마  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67813
스트라디바리우스 (Stradivarius) 와 소빙하기 (Little Ice Age)  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67731
1497년 바스코다가마의 인도항로  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67385
보스턴홍차사건 (Boston Tea Party) https://www.pgr21.com/?b=8&n=66148
흑인 최초 근대 독립국 아이티 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65470
절해의 고도 - 이스터섬 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65421
지구에 복잡한 생명체가 살 수 있게 해주는 다양한 요소들 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65336
외계로부터의 생명 전달 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65333
지구의 온난화와 빙하기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65221
육두구 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64818

제노사이드 (Genocide) https://www.pgr21.com/?b=8&n=68764
솔뤼트레인 (Solutrean) 와 말타 (Mal'ta) 의 소년  https://www.pgr21.com/?b=8&n=68071
클로비스 화살촉과 발사무기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=68051
나이아의 소녀와 자연계의 덫 https://www.pgr21.com/?b=8&n=68040
어린 데니소바인 (Denisovan) 소녀의 치아 2개  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67975
오메가3/오메가6 균형 https://www.pgr21.com/?b=8&n=67884
오스트로네시아어와 피부색 https://www.pgr21.com/?b=8&n=67842
혼외 정사 (Extramarital Sex, EMS) 의 과학  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67675
핸디캡 이론 (흡연과 음주의 이유)  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67559
일본인은 어디에서 왔는가? - 재레드 다이아몬드 https://www.pgr21.com/?b=8&n=66511
불멸의 세포 - 우리는 영생할 수 있을까? https://www.pgr21.com/?b=8&n=65724
쓰레기 유전자 (Noncoding DNA) 와 유전자 감식 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65679
기생충에 대한 또다른 인간의 방어법 IgE https://www.pgr21.com/?b=8&n=65672
X염색체 - 인간의 기본형은 여성? https://www.pgr21.com/?b=8&n=65668
포유동물의 각인 - 애들은 엄마, 아빠 누구 머리를 닮나? https://www.pgr21.com/?b=8&n=65648
생명체의 과밀화로 인한 폭력성 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65295
섹스의 진화 - 인간의 배란신호와 일부일처제 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65128
보쌈, 면사포, 결혼반지 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65080
미토콘드리아 (Mitochondria) 와 인류의 여정  https://www.pgr21.com/?b=8&n=64967

아르마딜로와 한센병 https://www.pgr21.com/?b=8&n=68006
가지뿔영양 (Pronghorn) 과 수렴진화   https://www.pgr21.com/?b=8&n=67930
산호초와 진딧물 (무성생식과 유성생식)  https://www.pgr21.com/?b=8&n=67905
판다와 비만 https://www.pgr21.com/?b=8&n=67861
플로레스섬에서의 왜소화 vs 거대화 https://www.pgr21.com/?b=8&n=67829
모차르트와 돼지선모충 https://www.pgr21.com/?b=8&n=67766
세상에서 가장 강력한 독 - 황금독화살개구리 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65242
유전자조작식물 (GMO, Genetically Modified Organism) https://www.pgr21.com/?b=8&n=66880
천연두 바이러스 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65754
밑에 유전자 드라이브(Gene drive) with TED talk 설명글 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65646
암살자 리신 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65201
세상에서 가장 놀라운 생물들, 동물들의 신비한 능력 https://www.pgr21.com/?b=8&n=65189
토마토는 과일인가? 채소인가? https://www.pgr21.com/?b=8&n=64700
정자왕 침팬지 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64675
가축화된 포유류는 어떤게 있나? https://www.pgr21.com/?b=8&n=65034
쌀, 보리, 밀 이야기 (자화수분-자웅동주식물) https://www.pgr21.com/?b=8&n=65012
기생충 이야기 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64765

진료비통계지표 - 국민건강보험 (보험진료 통계) https://www.pgr21.com/?b=8&n=64863
각국의 의료보험 https://www.pgr21.com/?b=8&n=64650

정치인들 다 나빠..   https://www.pgr21.com/?b=8&n=68282
미르+K = 미륵?     https://www.pgr21.com/?b=8&n=68200