靳雅楠，魏 昭，賈紅霞，王 權(quán)，趙旭峰

（衡水市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，河北衡水 053000）

農(nóng)藥殘留檢測(cè)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全聯(lián)系密切，可提供可靠的參考依據(jù)，因此提升農(nóng)藥殘留檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度是重中之重。但在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，普遍存在基質(zhì)效應(yīng)，不可避免地影響到檢測(cè)質(zhì)量，加強(qiáng)基質(zhì)效應(yīng)評(píng)估成為一項(xiàng)重要內(nèi)容。但實(shí)際上，在國(guó)內(nèi)農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，由于理念滯后、認(rèn)知不足，無(wú)論是樣品檢測(cè)報(bào)告還是標(biāo)準(zhǔn)方法都很少關(guān)注基質(zhì)效應(yīng)，此類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)，同檢測(cè)工作強(qiáng)度大、樣品類(lèi)型多和受檢農(nóng)藥參數(shù)多樣等因素有著密切聯(lián)系。鑒于此，為了提升農(nóng)藥殘留檢測(cè)水平，應(yīng)正確看待基質(zhì)效應(yīng)的干擾影響作用，積極深化研究，推動(dòng)農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法創(chuàng)新優(yōu)化，促進(jìn)農(nóng)藥殘留檢測(cè)質(zhì)量穩(wěn)步提升。

1 基質(zhì)效應(yīng)概念和機(jī)理概述

最初提出基質(zhì)效應(yīng)是在1993年，強(qiáng)調(diào)樣品中被分析物外其他組分對(duì)受檢物測(cè)定值的影響，具體有基質(zhì)增強(qiáng)和基質(zhì)減弱兩種效應(yīng)，這些組分干擾調(diào)整檢測(cè)條件即可有效避免。盡管基質(zhì)效應(yīng)屬于干擾形式，但與干擾卻有著本質(zhì)不同，如可通過(guò)調(diào)整色譜柱類(lèi)型或色譜條件，實(shí)現(xiàn)被分析組分分離干擾的目的。在農(nóng)藥殘留氣相色譜法檢測(cè)中，多數(shù)目標(biāo)物質(zhì)均有強(qiáng)烈的基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，其中以有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥為主。通過(guò)溶劑中待測(cè)物和空白基質(zhì)中待測(cè)物二者響應(yīng)值比值評(píng)價(jià)基質(zhì)效應(yīng)，ME=A/B，如果ME＞1，屬于基質(zhì)增強(qiáng)效應(yīng)，ME＜1，則屬于基質(zhì)減弱效應(yīng)。不同蔬菜基質(zhì)效應(yīng)也不相同，會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生干擾。對(duì)于一些含有S、P等元素的蔬菜，其味道辛辣，基質(zhì)峰十分混亂，如洋蔥[1]。

在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，主要以色譜法為主，在農(nóng)藥殘留物質(zhì)濃度檢測(cè)中，不可避免受到基質(zhì)效應(yīng)干擾影響。如采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜方法進(jìn)行農(nóng)藥殘留檢測(cè)，質(zhì)譜檢測(cè)器離子化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)，對(duì)色譜柱的影響較小。電子噴霧產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)是在噴霧液滴中非揮發(fā)性干擾物質(zhì)和受檢物質(zhì)霧滴表面離子化過(guò)程競(jìng)爭(zhēng)中形成。樣品基質(zhì)誘發(fā)受檢物響應(yīng)信號(hào)增強(qiáng)或減弱，其原因多為樣品中存在大量雜質(zhì)分子，使受檢物和活性位點(diǎn)相互作用機(jī)會(huì)大大下降，待測(cè)物響應(yīng)值檢測(cè)結(jié)果受到干擾影響。因此，應(yīng)做好待測(cè)樣品制備，并將樣品溶液于-18 ℃下避光保存[2]。對(duì)樣品待測(cè)物響應(yīng)值和流動(dòng)相待測(cè)物響應(yīng)值進(jìn)行比較分析，如果結(jié)果差異過(guò)大，則表明存在基質(zhì)效應(yīng)。

2 農(nóng)藥殘留檢測(cè)中基質(zhì)效應(yīng)的影響因素

2.1 農(nóng)藥性質(zhì)和結(jié)構(gòu)

不同農(nóng)藥的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)也不同。在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，氣相色譜分析法適用于熱不穩(wěn)定性農(nóng)藥，有氫鍵結(jié)合能力的羥基、咪唑基和氨基類(lèi)農(nóng)藥，此類(lèi)農(nóng)藥易受到基質(zhì)效應(yīng)影響發(fā)生反應(yīng)。以氧樂(lè)果、甲胺磷和百菌清等農(nóng)藥為主，屬于基質(zhì)效應(yīng)敏感類(lèi)農(nóng)藥。此外，部分含有多個(gè)磷氧雙鍵的化合物，相較于含有單個(gè)磷氧雙鍵的化合物而言，基質(zhì)效應(yīng)更顯著。部分樣品基質(zhì)含水量越高，農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的基質(zhì)效應(yīng)越弱，如黃瓜、白菜等，基質(zhì)效應(yīng)幾乎可以忽略不計(jì)。芹菜、甘藍(lán)和胡蘿卜等樣品，基質(zhì)干擾較強(qiáng)，其中的難揮發(fā)物質(zhì)具有易吸附特點(diǎn)，在檢測(cè)器進(jìn)樣口大量富集，導(dǎo)致吸附受檢物活性點(diǎn)被掩蓋，出現(xiàn)基質(zhì)效應(yīng)。通常情況下，為精準(zhǔn)檢測(cè)蔬菜中各類(lèi)農(nóng)藥殘留量，多需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理，主要有萃取、凈化以及富集等流程[3]。

2.2 農(nóng)藥的濃度

即便是同等類(lèi)型的農(nóng)藥，由于濃度不同，最終產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)強(qiáng)弱也不同。相關(guān)研究報(bào)道表明，待測(cè)農(nóng)藥濃度在4～1 000 ng·mL-1都會(huì)涉及基質(zhì)效應(yīng)。例如，西紅柿中的基質(zhì)效應(yīng)會(huì)隨著百菌清濃度增加而減小，在西紅柿中，隨著抗蚜威殘留濃度的增加，基質(zhì)效應(yīng)會(huì)隨之增加。

2.3 檢測(cè)儀器類(lèi)型和色譜條件

在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，選擇的檢測(cè)儀器類(lèi)型和色譜條件不同，基質(zhì)效應(yīng)也存在差異。液質(zhì)聯(lián)用儀的ESI源，相較于APCI源受到基質(zhì)效應(yīng)的影響更大。氣相色譜檢測(cè)中，受到進(jìn)樣模式因素影響，最終的檢測(cè)結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)顯著差異。色譜柱受到污染、襯管惰性程度和升溫條件等條件變化，都會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)效應(yīng)受到干擾影響。因此，做好檢測(cè)儀器設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)工作十分重要，有助于最大程度地減小檢測(cè)偏差[4-5]。

2.4 基質(zhì)化學(xué)環(huán)境

基質(zhì)化學(xué)環(huán)境表現(xiàn)在基質(zhì)類(lèi)型、濃度和酸堿度等方面?；|(zhì)中部分成分和殘留農(nóng)藥可能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，由于不同的化學(xué)環(huán)境，在同基質(zhì)中同一農(nóng)藥產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)也不同。例如，檢測(cè)蔬菜水果中有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥，前處理不到位，殘留大量基質(zhì)，就會(huì)出現(xiàn)基質(zhì)效應(yīng)。

3 農(nóng)藥殘留檢測(cè)中基質(zhì)效應(yīng)的補(bǔ)償措施

基質(zhì)效應(yīng)對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度影響較大，因此需在實(shí)際工作中選擇合理有效的手段補(bǔ)償基質(zhì)效應(yīng)，最大程度減少干擾影響，獲取精準(zhǔn)可靠的檢測(cè)結(jié)果，為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供可靠保障。

3.1 基質(zhì)匹配法

受檢樣品基質(zhì)是基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生的主要來(lái)源，基于這一特性，可選擇基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液法實(shí)現(xiàn)基質(zhì)效應(yīng)補(bǔ)償和消除。從實(shí)際情況來(lái)看，多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)工作中均是采用基質(zhì)匹配法，但檢測(cè)中卻有一定局限性有待完善。由于基質(zhì)類(lèi)型和基質(zhì)效應(yīng)的產(chǎn)生有著密切聯(lián)系，歐盟曾頒布規(guī)定使用外標(biāo)法時(shí)，應(yīng)盡可能使用與樣品溶液組分相同的溶液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。而農(nóng)藥殘留檢測(cè)時(shí)，樣品類(lèi)型多樣、繁雜，如果嚴(yán)格按照不同類(lèi)型樣品基質(zhì)進(jìn)行匹配，將大大增加工作強(qiáng)度，影響檢測(cè)效率。且獲取不含目標(biāo)農(nóng)藥樣品的難度較大，采用基質(zhì)匹配法并不合理。日常檢測(cè)工作中，可選擇純?nèi)軇┡渲茦?biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)定量，但并非所有化合物均在ECD上有同樣的響應(yīng)，蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)中ECD抗干擾能力較強(qiáng)。結(jié)合農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)，黃瓜是蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)的通用基質(zhì)，萵苣、草莓以及胡蘿卜是混合通用基質(zhì)。此種改進(jìn)，其本質(zhì)是基質(zhì)匹配法對(duì)現(xiàn)實(shí)情況的一種妥協(xié)和讓步，適合大規(guī)模樣品篩查中應(yīng)用，如果出現(xiàn)農(nóng)藥殘留超標(biāo)樣品，選擇樣品類(lèi)型相匹配的空白基質(zhì)進(jìn)行矯正。

3.2 基質(zhì)凈化法

基質(zhì)凈化法的原理是由于樣品基質(zhì)凈化效果越高，消除產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)的物質(zhì)量越多，最終所獲取的待測(cè)溶液同標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量相近，基質(zhì)效應(yīng)對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量影響程度降到最低。以往尚未大范圍普及和推廣質(zhì)譜檢測(cè)設(shè)備時(shí)，農(nóng)藥殘留檢測(cè)主要是通過(guò)提取、凈化、濃縮和定容流程進(jìn)行。常規(guī)采用的凈化方法有凝膠滲透色譜法、液液分配法和固相萃取等方法。而在質(zhì)譜檢測(cè)設(shè)備大范圍普及應(yīng)用背景下，直接稀釋法逐漸成為農(nóng)藥殘留檢測(cè)的主要技術(shù)之一。此種方法應(yīng)用前需進(jìn)行前處理，硫磺法主要適用于六六六、五氯硝基苯等物質(zhì)檢測(cè)，相較于硫磺法而言，SPE小柱凈化法在農(nóng)藥殘留基質(zhì)效應(yīng)處理中效果更強(qiáng)。采用直接稀釋法雖可以提升樣品處理效率和效果，但凈化效果并不理想，存在較為嚴(yán)重的基質(zhì)效應(yīng)。而且此種方法需經(jīng)過(guò)較為復(fù)雜的前處理流程，難以滿足樣品大規(guī)模、高效篩查。因此，目前尚未出現(xiàn)一種切實(shí)可行的方法完全去除基質(zhì)成分，即便去除效果好，也不可避免地會(huì)導(dǎo)致部分農(nóng)藥回收率受到影響。

3.3 同位素內(nèi)標(biāo)法

在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中采用同位素內(nèi)標(biāo)法，內(nèi)標(biāo)物多是性質(zhì)穩(wěn)定的農(nóng)藥類(lèi)似物，檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)盡管內(nèi)標(biāo)物一定程度上可以彌補(bǔ)由于檢測(cè)儀器誤差造成的精度下降問(wèn)題，但內(nèi)標(biāo)物自身同樣會(huì)受到基質(zhì)效應(yīng)干擾影響，因此采用農(nóng)藥類(lèi)似物檢測(cè)方法無(wú)法有效解決基質(zhì)效應(yīng)問(wèn)題。在檢測(cè)中，部分較為敏感的化合物中加入同位素內(nèi)標(biāo)，一定程度上可以改善儀器響應(yīng)對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度的不良影響，對(duì)于前處理流程中目標(biāo)物的損失起到補(bǔ)償作用。在同位素內(nèi)標(biāo)物選擇方面，要注意盡可能選擇待測(cè)物理化性質(zhì)相近的內(nèi)標(biāo)物，同時(shí)也不會(huì)對(duì)其他待測(cè)物分析產(chǎn)生干擾影響。從另一個(gè)角度來(lái)看，同位素內(nèi)標(biāo)法是目前解決基質(zhì)效應(yīng)問(wèn)題的最理想的方法，但也存在相應(yīng)局限性，即同位素內(nèi)標(biāo)物價(jià)格高，或缺少可以購(gòu)買(mǎi)到的同位素內(nèi)標(biāo)物等。

3.4 其他方法

對(duì)色譜操作條件進(jìn)行優(yōu)化改良，可起到基質(zhì)效應(yīng)補(bǔ)償?shù)淖饔谩Ｓ捎跓岵环至鬟M(jìn)樣可靠、耐用，在實(shí)驗(yàn)室研究中應(yīng)用較為廣泛，但產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)的幾率較高，脈沖不分流進(jìn)樣技術(shù)產(chǎn)生的機(jī)制效應(yīng)更弱一些。升溫汽化進(jìn)樣，經(jīng)由進(jìn)樣口可以實(shí)現(xiàn)快速冷卻或升溫，農(nóng)藥熱分解過(guò)程的不確定性大大降低，而且襯管中的農(nóng)藥殘留停留時(shí)間也會(huì)大幅度縮減，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)減弱基質(zhì)效應(yīng)的作用。

分析保護(hù)劑是單一化合物，具有仿效基質(zhì)保護(hù)作用，同被測(cè)物揮發(fā)性相近，與樣品共同加入到進(jìn)樣系統(tǒng)后，可快速占據(jù)襯管活性位點(diǎn)，規(guī)避活性位點(diǎn)吸附農(nóng)藥殘留物質(zhì)，對(duì)基質(zhì)效應(yīng)有極強(qiáng)的抑制效應(yīng)，補(bǔ)償效果十分理想。

從總體來(lái)看，上述的基質(zhì)效應(yīng)消除和補(bǔ)償方法盡管一定程度上均可以起到效果，但相應(yīng)也存在各自的弊端和不足。而且對(duì)于一些熱不穩(wěn)定、極性和具有氫鍵結(jié)合能力的農(nóng)藥，易出現(xiàn)基質(zhì)效應(yīng)，如氧樂(lè)果、甲胺磷、百菌清等。因此，需結(jié)合實(shí)際情況靈活選擇不同檢測(cè)方法，以更好地滿足農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作需要，提升農(nóng)藥殘留檢測(cè)水平。

4 結(jié)論

綜上所述，農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法多樣，不同方法有著不同的優(yōu)勢(shì)和不足，但會(huì)產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)，影響檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度。因此，應(yīng)分析基質(zhì)效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理、影響因素，在此基礎(chǔ)上選擇最佳的補(bǔ)償和消除措施，以此來(lái)提升農(nóng)藥殘留檢測(cè)質(zhì)量。