Identifizierung und quantitative Bestimmung des Plasmavolumenexpanders Dextran und des Diuretikums Mannitol in Humanurin mittels Flüssigkeitschromatographie / Massenspektrometrie und Gaschromatographie / Massenspektrometrie zu Dopingkontrollzwecken

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung empfindlicher Nachweismethoden zur Bestimmung des Plasmavolumenexpanders Dextran und des Diuretikums Mannitol in Humanurin zu Dopingkontrollzwecken. Die Anwendung beider Substanzen ist von der World Anti-Doping Agency verboten worden, da sie im Sport zur Manipulation missbraucht werden können.<br /> Für den eindeutigen Nachweis einer verbotenen intravenösen Dextranapplikation wurde eine LC-MS/MS Methode entwickelt, die eine Identifizierung und quantitative Bestimmung des Analyten in Humanurin ermöglicht. Dazu wurde das Polymer mit Hilfe einer Dextranase enzymatisch hydrolysiert und die entstehenden Isomaltoseuntereinheiten anschließend derivatisiert (acetyliert). Die Methode wurde verwendet, um physiologische Konzentrationen an polymer 1,6-verknüpfter Glukose in 238 Dopingkontrollproben zu bestimmen. Außerdem wurde der Dextrangehalt in 7 Urinproben von Patienten, denen Dextran im Rahmen einer klinischen Therapie intravenös verabreicht wurde, ermittelt. Es konnte gezeigt werden, dass sich physiologisch in Urin auftretende Konzentrationen an polymer 1,6-verknüpften, dem Dextran analogen Glukosestrukturen, signifikant von Gehalten an polymer 1,6-verknüpfter Glukose unterscheiden, die nach intravenöser Applikation von Dextran auftreten. Auf Grundlage der durchgeführten Untersuchungen wurde der World Anti-Doping Agency ein Grenzwert von 500 Mikrogramm Dextran pro Milliliter Urin vorgeschlagen, der den eindeutigen Nachweis eines Dopingvergehens ermöglicht.<br /> Im Fall von Mannitol wurde eine empfindliche Methode entwickelt, mit der Mannitol nach Derivatisierung (Acetylierung) neben den anderen Hexitolen Allitol, Dulcitol, Altritol, Iditol und Sorbitol in Humanurin mittels GC/MS identifiziert und quantitativ bestimmt werden kann. Im Rahmen einer Ausscheidungsstudie wurde diese Methode verwendet, um die resultierende Mannitolkonzentration in Urin nach oraler Zufuhr des Zuckeralkohols zu bestimmen. Dabei wurden im Mittel 39 % des verabreichten Mannitols im Urin wiedergefunden. Eine Differenzierung zwischen einer erlaubten oralen und einer verbotenen intravenösen Zufuhr von Mannitol als Voraussetzung für den Nachweis eines Dopingvergehens ist daher aufgrund der festgestellten, hohen urinären Konzentrationen nach oraler Aufnahme schwierig.<br /> Die entwickelten Methoden zeichnen sich durch ein hohes Maß an Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit aus und können daher sicherlich auch für eine Anwendung in anderen Bereichen der klinischen, pharmazeutischen oder lebensmittelchemischen Analytik eingesetzt werden.