Testosteron - Nachweis

Körperidentische Steroidhormone (Beispiel Testosteron): Der Nachweis der körpereigenen Steroidhormonen wie Testosteron erfolgt ebenso mit der GC/MS-Technik. Auch Testosteron wird entsprechend derivatisiert, wobei quantitativ ein bis-TMS-Derivat erhalten wird (Abb.13 zeigt die entsprechenden Massenspektren des freien und des vollständig trimethylsilylierten Testosterons).
 

Abb.13 Massenspektrum von A) Testosteron (M+ 288) und B) Testosteron-bis-TMS (M+ 432)

Die GC/MS-Bestimmung kann aber nur zeigen, dass die isolierte Verbindung tatsächlich Testosteron ist, sie kann nicht unterscheiden, ob Testosteron vom Körper selber synthetisiert bzw. von außen zwecks Doping zugeführt wurde. Um den Missbrauch von Testosteron, trotzdem kontrollieren zu können, wurde von Donike und Zimmermann der Testosteron/Epitestosteron-Quotient (T/E-Quitoent) bestimmt [9]. Hierbei zeigte sich, dass dieser Quotient bei einer Person relativ konstant ist, und sich erst nach einer Applikation von Testosteron erhöht. Bei dieser Bestimmung kann Epitestosteron, ein Stereoisomeres von Testosteron, als Referenzsteroid benutzt werden, da es kein direktes Stoffwechselprodukt von Testosteron ist, und sich bei einer Testosteronapplikation nicht erhöht. In Abb.14 sind GC/MS-Chromatogramme der Testosteron-Bestimmung wiedergegeben. Die MS-Aufnahme registriert hierbei das Molekülion m/e 432. Abb.14A zeigt das Ergebnis einer negativen Probe mit einem T/E-Quotienten von 1.65 und Abb.14B einen positiven Testosteronfall mit einem Quotienten von 14.5 (Diese positive Probe wurde auch mit der weiter unten beschriebenen Isotopenmethode bestätigt: Ergebnis in Abb.15). Dieses Verfahren funktioniert aber nur, wenn a) die natürliche Verteilung des T/E-Quotienten bei Athleten nur in engen Grenzen schwankt, so dass statistische Referenzbereiche mit Obergrenzen berechnet werden können, und b) wenn der Quotient unter physiologischen und pathologischen Bedingugen bei einer Person konstant ist. Hat ein Athlet bei einer Kontrollprobe einen T/E-Quotienten, der oberhalb von vier (bis Ende 2004 galt ein Grenzwert des T/E-Quotienten von 6) liegt, so wird er weiter untersucht. Er wird erst dann positiv bewertet, wenn der Kontrollwert eindeutig oberhalb des individuellen Referenzbereiches des Athleten liegt.

Änderung seit 2016
Seit 2016 werden allerdings die Steroidprofildaten einschließlich der T/E-Quotienten von der Welt Anti-Doping Agentur (WADA) erfasst (Datentransfer der Analysedaten der Dopingkontrollen durch die Laboratorien an das ADAMS System der WADA). Die Daten werden dann den jeweiligen Athleten zugeordnet und Auffälligkeiten effektiver registriert.
Weitere Informationen siehe Athlete Biological Passport - Steroid Module

Abb.14 Bestimmung des Testosteron/Epitestosteron-Quotienten: GC/MS-Chromatogram (Ionenspur m/e 432) A) einer negativen Probe mit einem T/E-Quotienten von 1.65 und B) einer positiven Proben mit einem T/E-Quotienten von 14.5, Gerät: Hewlett-Packard MS 5971/GC 5890, Säule: Hewlett-Packard, Ultra 1, 17m, I.D. 0.2mm, Filmdicke 0.11µm, Trägergas: Helium 1 ml/min split 1:10, Temperatur-programm: 180°C - 3°C/min - 230°C. 

Literatur:

[9] Donike M, Bärwald K-R, Klostermann K , Schänzer W, Zimmermann J: Nachweis von exogenem Testosteron. In Sport: Leistung und Gesundheit (Hrsg. Heck H, Hollmann W, Liesen H, Rost R), Deutscher Ärzte Verlag, Köln, 1983, 293. 

Isotopenverhältnis-Massenspektrometerie des Kohlenstoffs
(Gaschromatographie/Combustion/ Isotope Ratio Mass Spektrometry - GC/C/IRMS)

Das Testosteron-Nachweisverfahren wird seit Ende der 90er Jahre durch ein direktes Bestimmungsverfahren mittels der ¹³C/¹²C -Isotopen-Massenspektrometrie abgesichert. Diese Isotopen-Methode ist als Bestätigungsmethode vorgeschrieben.  
siehe Isotopen-Bestimmung