體能增強藥物是能夠改善人類運動表現的物質。在體育運動中，這些物質有時被稱為內源性助劑(endogenic aids)，其中一個廣為人知的是同化類固醇(anabolic steroids)或它的前驅物，俗稱「類固醇」。

自從有奧運會以來，就一直進行體能增強藥物的管理。早期，專業運動員為了爭奪奧運冠軍的橄欖花環和巨額獎金，嘗試使用草藥、喝葡萄酒藥水、使用幻覺劑、吃動物的心臟或睾丸來增強其表現。1、2當然跟過去相比，現代情況已完全不同，但現代社會中，增強體能的藥物管理仍然是很普遍的。

Sports Doping

在近代歷史中，安非他命是第一種「有效的」體能增強藥物，在第二次世界大戰中被士兵廣泛使用。1950年代初，安非他命的濫用越來越嚴重。這些藥物可最大程度地減少運動過程中的不適感，因此特別適合耐力運動。3

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近十年內，俄羅斯運動員開始試驗並使用睪固酮，隨後第一個合成類固醇在美國製造，並由Ciba Pharmaceuticals經FDA批准後釋出。當時並沒有禁止使用禁藥，因此有些運動員使用這些藥物以提高成績。也因此幾年後自行車的賽事產生了相關議題，例如：克努特·詹森(Knut Jensen)和湯米·辛普森(Tommy Simpson)都在1960年代因使用體能增強藥物在比賽中脫水而死亡。幾十年來，國際奧林匹克委員會和世界反禁藥機構都禁止使用體能增強藥物。但是禁藥的問題仍然很普遍，究竟是獲勝的慾望太過強烈……還是藥物分析工具不夠先進呢？

這確實不是那麼簡單的議題，因為類固醇是人體中非常常見的激素，因此區分它們的來源是相當具有挑戰性的。例如，類固醇可以像人體的天然荷爾蒙「睪固酮」一樣，幫助建立肌肉組織並增加體重。但是，該如何區分人體中天然產生的類固醇與合成的類似物呢？兩者在化學結構上是相同的，這意味著無法只透過LC-MS或GC-MS的分析區分天然和合成的類似物。我們可以測量睪固酮(T)和另一種稱為表睪酮(E)激素的存在，該激素是類固醇代謝的天然產物，對運動員並沒有好處。T / E之間的比率可以告訴我們是否服用了其他睪固酮。但是運動員找到了控制表睪酮水平的方法。因此，不能僅通過濃度分析或結構鑑定來證明有藥物濫用。

然而，還有另一種方法可以區分化學結構上相同的化合物。這些訊息就隱藏在原子本身中。答案就是 – 同位素！

大多數人將同位素與放射性或污染聯繫在一起。但是存在我們周圍的同位素其實有兩種類型：放射性同位素(不穩定的)和穩定同位素。「穩定」一詞已經表明穩定的同位素不會衰減。因此，沒有放射性也沒有威脅性。了解穩定同位素可以告訴我們有關化學物質的背景，例如它是如何形成的或在哪裡形成的。因此，同位素可應用於各種學科(例如地質、刑事鑑定、環境或食品真實性)，讓我們有機會了解我們想要調查物質的來源、路徑和命運。

那麼我們如何區分天然產生的類固醇和合成類似物呢？答案是，利用同位素指紋。大多數合成類固醇均由C-3植物的原料製成，例如小麥、大豆或大麥。這些植物原料具有其獨特的同位素特徵。我們體內天然產生的內源性類固醇具有另一種同位素指紋。睪固酮的來源可以通過測量人體中類固醇的穩定同位素組成的平均值並將該數值與睪固酮進行比較來區分。如果運動員是沒有使用禁藥的，那麼其體內睪固酮和其他內源性類固醇之間的同位素組成應保持一致。但是，如果運動員有服用人工合成的睪固酮，我們將可以看到與正常情況體內平均值相比有不同的睪固酮穩定同位素數值。你看！我們抓到你了！

用於穩定同位素分析的技術是同位素比值質譜法(IRMS)。 為了可以用於特定化合物的穩定同位素分析，該儀器還可與層析分離單元結合使用，如GC-IRMS或LC-IRMS。 當然，也有結合了不同質譜儀(例如GC-MS-IRMS)的聯用系統，用於同時進行同位素分析和結構鑑定。

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參考文獻:
1Larry D. Bowers, PhD “Athletic Drug Testing,” Clinics in Sports Medicine,  1, 1998 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9580843
2Sally Jenkins “Winning, Cheating Have Ancient Roots,” Washington Post, Aug. 3, 2007
3Timothy Noakes, MD, DSc “Tainted Glory – Doping and Athletic Performance,” New England Journal of Medicine, Aug. 26, 2004