顏李秀 黎良菊

[摘 要] 基質(zhì)效應(yīng)在氣相、氣質(zhì)/氣質(zhì)質(zhì)、液質(zhì)質(zhì)等色譜分析中廣泛存在，是定量分析中的一個重要考慮因素。不同農(nóng)藥在不同的樣品基質(zhì)中有不同的基質(zhì)效應(yīng)，這對農(nóng)藥殘留檢測工作中的定量問題帶來了一定困擾，減小基質(zhì)效應(yīng)干擾對農(nóng)藥殘留檢測至關(guān)重要。對于檢出限較低的農(nóng)藥，當(dāng)基質(zhì)效應(yīng)為增強響應(yīng)時，可有效提高農(nóng)藥檢出限，但基質(zhì)效應(yīng)過大易污染儀器，增加儀器的維護成本。因此，在檢測過程中應(yīng)綜合考慮基質(zhì)效應(yīng)帶來的影響，合理利用基質(zhì)效應(yīng)提高檢測效率。基于此，本文主要分析基質(zhì)效應(yīng)在農(nóng)藥殘留檢測中的影響，以期減少基質(zhì)帶來的干擾，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[關(guān)鍵詞] 基質(zhì)效應(yīng);農(nóng)藥殘留;色譜分析

[中圖分類號] S481.8 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）26-108-2

隨著檢測技術(shù)的進步，人們逐漸發(fā)現(xiàn)用色譜分析檢測農(nóng)藥殘留時，其響應(yīng)與樣品基質(zhì)密切相關(guān)，用基質(zhì)溶液配制的農(nóng)藥，其響應(yīng)比用純?nèi)軇┡渲频南嗤瑵舛鹊霓r(nóng)藥響應(yīng)要高。20世紀(jì)90年代，美國科學(xué)家D.R.Erney首次比較系統(tǒng)地解釋了這一現(xiàn)象，并稱之為“基質(zhì)誘導(dǎo)響應(yīng)增強”現(xiàn)象，即基質(zhì)效應(yīng)[1]。研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)對農(nóng)藥既有增強作用，也有抑制作用[2，3]，且作用大小不一，沒有固定的規(guī)律。相同基質(zhì)對不同農(nóng)藥有不同程度的基質(zhì)效應(yīng);同種農(nóng)藥在不同基質(zhì)中的基質(zhì)效應(yīng)不同;同基質(zhì)同農(nóng)藥，但不同濃度的基質(zhì)效應(yīng)也會有所差異?；|(zhì)增強效應(yīng)，可增大農(nóng)藥響應(yīng)，有利于濃度較低的農(nóng)藥殘留檢測，但會在一定程度上造成儀器污染等，從而增大儀器的維護頻率，降低儀器的使用壽命。因此，只有全面了解基質(zhì)效應(yīng)，才能正確合理地利用這一現(xiàn)象。

1 基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生的原因及影響因素

基質(zhì)效應(yīng)的影響因素有很多，目前比較常見的有樣品基質(zhì)的種類和濃度、待測物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、待測物在樣品基質(zhì)中的濃度、檢測器及接口類型以及進樣技術(shù)等[4]。基質(zhì)效益的計算公式如式（1）所示。當(dāng)結(jié)果大于1時，則為基質(zhì)增強效應(yīng);當(dāng)結(jié)果小于1時，則為基質(zhì)減弱效應(yīng)。張利強等通過研究谷物中9種有機磷農(nóng)藥殘留量發(fā)現(xiàn)，不同農(nóng)藥在不同提取劑中的回收情況不同，在不同濃度水平中的回收情況也不同，其中，甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧樂果的基質(zhì)效應(yīng)最為明顯，這可能與其含有的磷酸基（-P=O）、氨基（-NH2）有關(guān)，這類基團活性較大，易被分解或被襯管或柱頭的活性位點吸附[2]。通常來說，熱不穩(wěn)定或是進樣口吸附作用較大的農(nóng)藥，其基質(zhì)效應(yīng)的影響越明顯，在含多個P=O鍵的化合物中基質(zhì)效應(yīng)要比含單個P=O鍵的化合物明顯;含P=O鍵的化合物，其基質(zhì)效應(yīng)比含P=S鍵的化合物明顯[2，5]。

[基質(zhì)效應(yīng)=基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積試劑標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積×100] ? ? ?（1）

不同的環(huán)境條件和色譜系統(tǒng)也會產(chǎn)生不同的基質(zhì)效應(yīng)。Souverain等通過對LC-ESI-MS和LC-APCIMS 2種接口電離模式的考察，不管是使用離線前處理還是在線SPE凈化程序，均表明ESI模式比APCI模式易受基質(zhì)效應(yīng)影響[6]。

2 減小基質(zhì)效應(yīng)的方法

基質(zhì)效應(yīng)的存在會嚴(yán)重影響待測目標(biāo)物的定量準(zhǔn)確性。影響基質(zhì)效應(yīng)的因素很多，很難完全消除基質(zhì)效應(yīng)的干擾。但可通過優(yōu)化前處理過程、優(yōu)化儀器條件或者添加保護劑來減小基質(zhì)效應(yīng)，也可用基質(zhì)溶液配標(biāo)準(zhǔn)曲線來進行基質(zhì)補償，以減小基質(zhì)效應(yīng)帶來的影響。

2.1 改變色譜條件減小基質(zhì)效應(yīng)

不同儀器其結(jié)構(gòu)、進樣方式等均有所不同，如大體積進樣、脈沖進樣、程序升溫氣化進樣等，均會產(chǎn)生不一樣的基質(zhì)效應(yīng)結(jié)果。另外，進樣流路中的活性位點數(shù)量、襯管的污染程度以及載氣流速和壓力、柱溫箱的升溫梯度和分析時間等均會對基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生一定影響。因此，分析檢測前，應(yīng)調(diào)節(jié)儀器，使其達到最優(yōu)條件。在分析測試之前，可進幾針高濃度的被測樣品標(biāo)液，使系統(tǒng)中的活性位點達到吸附平衡;或在分析測試之前，對進樣口和色譜柱進行老化，排出流路中的雜質(zhì)和污染物等，以減小基質(zhì)效應(yīng)。

2.2 添加基質(zhì)保護劑減小基質(zhì)效應(yīng)

在分析檢測過程中，有些農(nóng)藥特易與進樣口或者柱頭的活性位點產(chǎn)生相互作用，降低其響應(yīng)，如甲胺磷、氧樂果等有機磷農(nóng)藥。針對這一現(xiàn)象，Anastassiades等考察了90種不同類型的化合物，包括糖類、糖醇、糖衍生物、二醇類、聚酯類及堿性化合物等，發(fā)現(xiàn)含有多羥基基團的化合物對多種敏感農(nóng)藥顯示出良好的保護效果[7]。黃寶勇等用氣相色譜質(zhì)譜法研究了3-乙基-1，2-丙二醇、山梨醇、L-古洛糖酸-γ-內(nèi)酯作為保護劑對農(nóng)藥檢測的影響，結(jié)果表明，質(zhì)量濃度為20 mg/mL的3-乙基-1，2-丙二醇和1 mg/mL的山梨醇的混合液保護效果最好，峰形和峰高均比不加保護劑或添加其他保護劑時的效果好[8]。使用這種方法的優(yōu)點是可以改善被測組分的物峰形和強度，操作簡便，能得到更低的檢測限，但由于加入濃度大，全掃描時會掩蔽部分農(nóng)藥峰，故只能用SIM模式掃描檢測。

2.3 基質(zhì)校正減小基質(zhì)效應(yīng)

不同樣品基質(zhì)對農(nóng)藥在色譜中的基質(zhì)效應(yīng)不同，同種農(nóng)藥不同濃度的基質(zhì)效應(yīng)也存在較大差異[2，9]。為消除這種差異，除上面提到的兩種方法外，基質(zhì)補償是目前最重要的一種方式。通常是采用空白基質(zhì)配制校準(zhǔn)曲線，以此減少基質(zhì)效應(yīng)帶來的影響。每種樣品的基質(zhì)效應(yīng)或多或少均會存在一定差異，但在分析檢測過程中，由于樣品種類繁多、數(shù)量大，要提取每種樣品的空白基質(zhì)進行基質(zhì)曲線校正，則會增加大量的工作量，不利于提高檢測效率，故對相似基質(zhì)的整理和選擇代表基質(zhì)進行基質(zhì)校正尤為重要。易盛國等通過研究發(fā)現(xiàn)，含水量、糖類、油脂和蛋白質(zhì)均是影響基質(zhì)效應(yīng)的重要因數(shù)，含水量越高，基質(zhì)效應(yīng)越弱;糖類、油脂以及蛋白質(zhì)含量越高，基質(zhì)效應(yīng)越強[3]。因此，在選擇代表基質(zhì)時應(yīng)考慮選擇相似的基質(zhì)樣品。許曉敏等用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）對11種農(nóng)產(chǎn)品基質(zhì)進行了不同農(nóng)藥品種基質(zhì)效應(yīng)行為的研究[9]。研究結(jié)果表明，花椰菜、大蒜、柑橘3種農(nóng)產(chǎn)品中表現(xiàn)的基質(zhì)效應(yīng)較強，而不同的農(nóng)藥品種在普通白菜、番茄、豇豆、芹菜、香菇及油麥菜等7種農(nóng)產(chǎn)品中的基質(zhì)效應(yīng)一致性較高，因此，可作為定量分析中的通用基質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品。

3 結(jié)語

基質(zhì)效應(yīng)在色譜檢測中廣泛存在，其是影響定性定量的重要因數(shù)。對此，可通過優(yōu)化前處理、儀器條件、添加保護劑或空白基質(zhì)校正等方式減小基質(zhì)效應(yīng)。對于不同的農(nóng)藥，其基質(zhì)效應(yīng)有增強也有減弱，雖然基質(zhì)效應(yīng)為增強響應(yīng)時，可提高農(nóng)藥的檢出限，但基質(zhì)效應(yīng)過大易污染儀器，增加儀器的維護成本。因此，在農(nóng)藥檢測過程中應(yīng)綜合考慮基質(zhì)效應(yīng)帶來的影響，從而合理利用基質(zhì)效應(yīng)提高檢測效率。

參考文獻

[1]Erney D R，Gillespie A M，Gilvydis D M，et al. Explanation of the matrix-induced chromatographic response enhancement of organo-phosphorus pesticides during open tubular column gas chromatography with splitless or hot on-column injection and flame photometric Detection[J].Journal of Chromatogr A，1993（638）：57-63.

[2]張利強，程盛華，李琪，等.氣相色譜法測定谷物中9種有機磷農(nóng)藥殘留量的基質(zhì)效應(yīng)[J].理化檢驗-化學(xué)分冊，2016（2）：136-140.

[3]易盛國，侯雪，韓梅等.氣相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜法檢測蔬菜農(nóng)藥殘留基質(zhì)效應(yīng)與基質(zhì)分類的研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012（2）：537-543.

[4]黃寶勇，歐陽喜輝，潘燦平.色譜法測定農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留時的基質(zhì)效應(yīng)[J].2005（4）：299-305.

[5]黃寶勇，肖志勇，陳丹，等.農(nóng)藥殘留檢測方法中關(guān)于基質(zhì)效應(yīng)補償?shù)南嚓P(guān)問題探討[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理，2010（3）：39-43.

[6]Souverain S，Rudaz S，Veuthey J L. Matrix effect in LC-ESIMS and LC-APCI-MS with off-line and on-line extraction procedures[J].Journal of Chromatogr A，2004（1058）：61-66.

[7]Anastass iades M，Ma?tovská K，L ehotay S J. Evaluation of analyte protectants to improve gas chromatographic analysis of pesticides[J].Journal of Chromatogr A，2003（1015）：163-184.

[8]黃寶勇，潘燦平，王一茹，等.氣質(zhì)聯(lián)機分析蔬菜中農(nóng)藥多殘留及基質(zhì)效應(yīng)的補償[J].高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報，2006（2）：227-232.

[9]許曉敏，李凌云，林桓，等.基質(zhì)效應(yīng)對液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析農(nóng)藥殘留的影響研究[J].農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全，2019（6）：11-15，20.