Предложен новый метод, который позволит ускорить поиск допинга у спортсменов
Ученые Сколтеха нашли новый способ определения допинга в организме спортсменов. Помимо стандартных процедур, специалисты предложили проводить два дополнительных анализа, основанных на реакциях обмена легкого и тяжелого изотопов водорода (водорода и дейтерия) и легкого и тяжелого изотопов кислорода. Это позволит ускорить поиск нужного вещества.
Работу исследователи провели совместно с Центральной химико-токсикологической лабораторией Минздрава — головной организацией по скринингу запрещенных препаратов. Статья опубликована в журнале AnalyticalChemistry. Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда.
Вы когда-нибудь задумывались, что именно делают в лабораториях с допинг-пробой спортсмена? Каким образом выясняется, что велосипедист или пловец употребил запрещенный препарат? Поиск в крови или моче соединений, которых там быть не должно — это как поиск иголки в стоге сена, только вы не знаете, что ищете именно иголку, а не, допустим, нитку или пуговицу, и вообще заранее не понимаете, есть ли в огромном стоге хоть что-то (а хозяин «стога» сотрудничать с вами не намерен).
Чтобы определить химический состав какого-либо вещества, вам пригодится масс-спектрометрия — техника, при которой компоненты этого вещества ионизируются (то есть нейтральные молекулы и атомы превращаются в заряженные ионы), а затем по их траектории в электромагнитном поле определяется масс-спектр, концентрации компонентов относительно всей смеси.
Именно с помощью масс-спектрометра можно определить наличие в крови или моче анаболиков, диуретиков или даже, например, тестостерона, который и так встречается в человеческом организме — и доказать, что обнаруженный гормон имеет искусственное происхождение.
Но даже если вы получили масс-спектр — это лишь половина дела, надо еще понять, что именно вы нашли. В открытых базах химических соединений вроде PubChem более 120 миллионов соединений, поэтому выбор огромен. Есть базы данных, которые сопоставят ваши масс-спектры со своими библиотеками, но в этих библиотеках сейчас в лучшем случае полмиллиона соединений. И даже если вы как-то восстановили по масс-спектру формулу (к примеру, C8H9NO2), в базе найдется более 2500 (!) соединений с такой молекулярной формулой. Выяснить то, какой препарат употребил человек — парацетамол или, например, 1-этил-2-нитробензол, будет очень сложно.
Доцент Центра по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных Сколтеха (CDISE) Юрий Костюкевич и его коллеги предложили способ на порядок уменьшить пространство поиска, то есть количество вариантов, из которых вы выбираете, в такой непростой задаче. Для этого нужно больше информации о структуре молекулы.
Помимо стандартных процедур при масс-спектрометрии, ученые предложили проводить два дополнительных анализа, основанных на реакциях обмена легкого и тяжелого изотопов водорода (водорода и дейтерия) и легкого и тяжелого изотопов кислорода (16O и 18O). Результаты этих анализов как раз и дают информацию о структуре молекулы и работают как дополнительный фильтр при отборе подходящих соединений.
Свой метод ученые испытали для детектирования в моче человека реального психоактивного вещества — метилендиоксипировалерона (MDPV, внесен в перечень наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в РФ). MDPV отлично подходит для такой проверки: его формула C16H21NO3 дает 19337 соединений, лишь для семи из которых есть готовые масс-спектры.
Два относительно простых дополнительных анализа, которые предложили авторы научной статьи, сокращают пространство поиска до 1515 молекул — в 13 раз. Юрий Костюкевич отмечает, что среди этих оставшихся полутора тысяч молекул лишь малая часть имеет биологическое происхождение, так что это существенно упростит дело.
Идея ученых сработает даже для гипотетических новых, ранее не известных видов допинга. «Если вы приняли такой допинг, наш подход засечет, что у вас в биологических пробах есть что-то, чего у других спортсменов нет, и примерно скажет, на что это соединение похоже. А разбираться, допинг это или вы вчера какую-то экзотическую пищу употребили – это уже дело спортивных врачей», — говорит ученый.
Telegram 
Дзен 
VK Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Новая находка доказывает, что эволюция изобрела как минимум два независимых способа бороться с вирусами. Это открытие кардинально меняет представления о развитии иммунитета и расширяет горизонты для поиска новых лекарств.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно