I concetti alla base della chimica

I concetti alla base della chimica

Nel febbraio del 2006, un atleta statunitense fu cacciato dai Giochi Olimpici Invernali in Italia perché aveva usato un comune trattamento per la sua calvizie. La ragione fu, come dichiarato dal comitato olimpico, che quella sostanza poteva essere usata anche per mascherarne altre, illegali. Analogamente, alcuni atleti furono squalificati dai Giochi Olimpici Estivi in Grecia nel 2004 e il vincitore del Tour de France nel 2006 perse il titolo per l'uso di steroidi proibiti. Queste sostanze come possono essere individuate o riconosciute?

Il 13 giugno del 2003, un liquido incolore arrivò ai Laboratori Olimpici di Analisi (OAL) a Los Angeles in California. Questo laboratorio analizza 25.000 campioni ogni anno per individuare la presenza di sostanze illegali. Fra i suoi clienti vi sono il Comitato Olimpico US, l'Associazione Nazionale di Atletica e l'Associazione Nazionale di Football.

Durante il campionato americano di atletica nell'estate del 2003, un allenatore in Colorado avvertì anonimamente la US Anti-Doping Agency (USADA) che diversi atleti facevano uso di un nuovo steroide. L'allenatore aveva trovato una siringa contenente una sostanza sconosciuta e l'aveva spedita all'USADA. I chimici dell'USADA dissolsero il contenuto della siringa in alcuni millilitri di alcol e spedirono la soluzione all'OAL.

Identificazione delle sostanze sconosciute

Iniziarono settimane di duro lavoro, che portarono all'identificazione di uno steroide sconosciuto che, presumibilmente, era stato assunto dagli atleti. Per identificare la sostanza sconosciuta, i chimici dell'OAL usarono un gascromatografo-spettrometro di massa, uno strumento impiegato nelle scienze forensi. Prima di tutto, fecero passare il campione attraverso un gascromatografo (GC), uno strumento che è in grado di separare i diversi componenti di una soluzione.

Un GC è munito di un tubo di piccolo diametro (un tipico diametro interno è 0.025 mm), avvolto a spirale, chiamato colonna, la cui superficie interna è stata trattata così da poter interagire con le sostanze introdotte. Questa colonna si trova in un forno e viene scaldata a temperature di 200°C e più. Le sostanze presenti nel campione sono trascinate attraverso la colonna mediante un flusso di elio. Poiché ogni componente del campione interagisce in modo diverso con il materiale presente sulla superficie interna della colonna, si muove attraverso la colonna a una velocità diversa e fuoriesce da essa in tempi diversi: si ottiene così la separazione dei componenti della miscela.

Dopo essere uscito dal GC, ogni composto è inviato direttamente nello spettrometro di massa (MS). In uno spettrometro di massa, i composti sono bombardati con elettroni ad alta energia.