CHEMI.STORY

불법 약물 검출 방법

인간의 한계를 뛰어넘으며 총알 탄 사나이로 불렸던 미국의 타이슨 게이와 자메이카의 아사파 파월 선수 모두 금지 약물검사 결과 양성반응이 나와 국제 스포츠계에 충격을 주었으며, 세계 무대로 날아오르던 한국 육상의 날개 이진일 씨처럼 약국에서 무심코 사 먹은 감기약 3 알속에 금지약물인 클렌부테롤이 포함되어 있어 4년의 자격 정지 처분이 떨어지기도 한다. 

이러한 불법적인 약물들로 인해 스포츠의 공정성을 훼손하지 않기 위해서 약물을 검출할 수 있는 기술은 날로 발전해왔다. 그 중 하나가 바로 기체 크로마토그래피(GC, gas chromatography)이다. GC 기기를 이용하여 테스트 시료를 각각의 성분으로 분리(column)하고, 고분해능 질량분석법을 이용하여 각 성분을 분석한다. 불법 약물 투여와 같은 부정행위를 성공적으로 밝혀내기 위해서는 극도의 민감성과 정량 분석의 정확도에 달려있다. 때문에 긴 관을 이용해서 각 물질의 성분에 따른 차이로 분리를 확실하게 시키며, 긴 관 때문에 소요되는 시간과 압력을 해소하기 위해 액체가 아닌 기체를 사용한 기체 크로마토그래피가 사용된다. 여기에 미량의 분자로도 정량 및 정성 분성이 가능한 질량 분석기를 검출기로 연결하여 소량의 약물도 검출이 될 수 있도록 하는 것이다.

불법 약물 스테로이드의 검출 방법

불법 약물 중 가장 흔히 듣는 것이 바로 스테로이드 제이다. 테스토스테론과 같은 아나볼릭 스테로이드(anabolic steroid, 근육 증강제) 복용이 의심되는 경우에는 두 가지 방법이 사용된다. 첫 번째는 테스토스테론(T)과 이것의 *입체 이성질체인 에피테스토스테론(E)의 비율을 측정한다. 이때 T의 경우 경기력 향상에 도움이 되지만, T와 다르게 E의 경우 경기력 향상에 아무런 영향을 끼치지 않는다. E와 T는 사람의 생체에서 거의 같은 양의 비율로 존재한다. 만약 선수가 T를 복용하게 되면 T:E의 비율이 달라지게 되며, 이것을 위의 방법으로 분석하여 불법 약물 투여 여부를 확인하는 것이다.

때문에 비율이 바뀌는 것을 방지하기 위해 T와 E를 동시에 투여하는 운동선수도 있다고 한다. 하지만 생물학적 특이점을 이용하여 질량 분석법으로 이러한 경우 역시 골라낼 수 있다고 한다. 실물에서 유래된 화합물에서 만들어지는 합성 스테로이드는 사람의 몸에서 생합성되는 스테로이드에 비하여 탄소(12C)의 *동위원소인 13C의 비율이 약간 낮기 때문이다. 물론 그 차이는 12C 천 개당 13C 몇 개에 해당할 정도로 작지만 현재의 기술로는 충분히 구분할 수 있다. GC를 이용하여 시료에서 분리된 스테로이드를 연소시켜 CO2로 변환시킨 후에, 질량 분석계를 이용하여 12CO2와 13CO2의 비율을 측정한다. 이때 12C와 13C의 비율이 보통 사람의 스테로이드에서 발견되는 비율과는 크게 차이가 나며, 식물에서 합성되어 만들어지는 스테로이드의 비율에 근접하게 되면 이 시료의 주인은 약물 복용을 했다는 강력한 증거로 볼 수 있다.

*입체 이성질체: 동일한 화학구조를 가지고 있고, 구성하는 원자 간의 결합 순서도 동일하지만 삼차원 구조는 다른 분자들을 입체이성질체(stereoisomer)라고 한다. 테스토스테론의 경우 구조 중 고리에 있는 하이드록시기가 "위"에 있으며 에피 테스토스테론의 경우 "아래"로 향한 것 빼곤 동일한 구조를 지니고 있다.

*동위원소: 핵(nucleus)을 이루는 중성자(neutron)의 수는 다르지만 양성자(proton)의 수는 같아서 원자번호가 같고 화학적 성질도 같은 원소를 부르는 말이다.