農(nóng)殘分析檢測中的基質(zhì)效應(yīng)及消除

王先桂 曾丹

摘 要：介紹了基質(zhì)效應(yīng)的概念、產(chǎn)生的原因、影響基質(zhì)效應(yīng)的因素和解決基質(zhì)效應(yīng)影響的一般方法，對檢測過程中基質(zhì)效應(yīng)的補償和消除提供了建議，最后提出大數(shù)據(jù)在基質(zhì)效應(yīng)研究中的應(yīng)用展望。

關(guān)鍵詞：農(nóng)藥;分析檢測;基質(zhì)效應(yīng);消除

農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到了非常重要的作用，但是在給農(nóng)業(yè)保駕護航的同時也給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來更多的危害。這就提高了檢驗檢測機構(gòu)對農(nóng)藥殘留檢測的技術(shù)要求，尤其是通過色譜分析來檢測，農(nóng)藥的種類越來越多，每種農(nóng)藥在色譜分析過程中由于不同的蔬菜基質(zhì)效應(yīng)的影響，導(dǎo)致檢測結(jié)果偏高或者偏低，這是檢測技術(shù)人員經(jīng)常遇到的問題。如何解決基質(zhì)效應(yīng)的影響而得到準確的定量結(jié)果，筆者結(jié)合在檢測工作中積累的經(jīng)驗和其他檢測技術(shù)人員的研究結(jié)果對基質(zhì)效應(yīng)這一問題進行分析，以期為同行提供參考及相互交流學(xué)習(xí)。

一、關(guān)于基質(zhì)效應(yīng)的概念

什么是基質(zhì)？基質(zhì)是分析檢測過程中的目標檢測物質(zhì)以外的其他物質(zhì)總和的部分?；|(zhì)效應(yīng)是由于基質(zhì)對目標檢測物質(zhì)在儀器檢測器上響應(yīng)值的影響而對檢測結(jié)果產(chǎn)生偏離的現(xiàn)象，基質(zhì)效應(yīng)有可能使檢測結(jié)果偏大或偏小，所以又分為基質(zhì)增強效應(yīng)和基質(zhì)減弱效應(yīng)。基質(zhì)效應(yīng)能對目標物質(zhì)的分析造成干擾，但是這種干擾是可以消除的，比如凈化待測樣品盡可能的消除目標物質(zhì)以外的基質(zhì)、改變色譜條件或色譜柱類型可以與被分析組分達到分離的干擾。

二、基質(zhì)效應(yīng)如何產(chǎn)生

基質(zhì)效應(yīng)在氣相色譜分析中最常見的就是基質(zhì)增強效應(yīng)，一般來說，在樣品進入氣相色譜的進樣口和色譜柱的過程中，基質(zhì)效應(yīng)往往就發(fā)生在這些位置。由于樣品在襯管中氣化，非待測組分的這部分基質(zhì)在氣化過程中一方面能在一定程度上減少待測組分在氣化過程中的分解，另一方面能夠屏蔽一些活躍的結(jié)合部位，減少待測組分與之結(jié)合，總的來說使得待測組分在這些位置的損失減少，進而增加了待測組分通過色譜柱的傳輸量，到達檢測器的待測組分增多，從而響應(yīng)值增大，反之，則是基質(zhì)減弱效應(yīng)。用純?nèi)芤喝芙獾臉右翰缓|(zhì)，不能保護待測目標物質(zhì)減少揮發(fā)或是減少與活躍部位的結(jié)合，所以導(dǎo)致其最終的響應(yīng)值減少，反之則增加?？傊|(zhì)效應(yīng)的產(chǎn)生與樣品進入進樣口到達檢測器之間這一段過程中待測組分含量變化導(dǎo)致的，這就是基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生原因。

三、影響基質(zhì)效應(yīng)的因素

影響基質(zhì)效應(yīng)的因素有很多，其中涉及農(nóng)藥的種類、樣品的類型、檢測儀器原理等多個方面。農(nóng)藥的種類和數(shù)量很多，不同的農(nóng)藥產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)有可能是增強，也有可能是減弱，其增強或是減弱的強度也可能各不相同。同樣的農(nóng)藥在不同的樣品基質(zhì)中所表現(xiàn)出的基質(zhì)效應(yīng)也有所不同，受樣品溶液中基質(zhì)的種類、pH、濃度等因素構(gòu)成的化學(xué)環(huán)境的影響，導(dǎo)致了同種農(nóng)藥在不同樣品基質(zhì)中表現(xiàn)出的基質(zhì)效應(yīng)和穩(wěn)定性差異。檢測條件、儀器設(shè)備的差異導(dǎo)致的基質(zhì)效應(yīng)也有所不同，在氣相色譜或者氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀的檢測過程中，不同的進樣模式對基質(zhì)效應(yīng)的影響有著較大的差別，同時儀器元件的使用狀態(tài)，儀器維保情況，色譜條件等同樣會影響到基質(zhì)效應(yīng)，所以儀器的保養(yǎng)和維護是分析測試中的重要工作之一。

四、減少基質(zhì)效應(yīng)干擾的方法

考慮到基質(zhì)效應(yīng)干擾會對農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留檢測定量結(jié)果產(chǎn)生的較大影響，因此在日常檢測工作中，選擇合適的減少基質(zhì)效應(yīng)干擾的方法來獲得更加準確的結(jié)果顯得尤為重要。在檢測過程中，為了減少基質(zhì)干擾，我們通常采用與樣品溶液一致的基質(zhì)來匹配標準溶液進行定量，由于基質(zhì)效應(yīng)的產(chǎn)生源于的是被分析樣品的基質(zhì)，因而采用基質(zhì)匹配標準溶液法是補償基質(zhì)效應(yīng)干擾的最佳途徑。通過筆者了解到的情況，現(xiàn)在很多檢測機構(gòu)都用的是基質(zhì)匹配標準溶液進行校正的方法來盡量消除基質(zhì)效應(yīng)的影響，但此法也有較多的不可靠因素在里面，農(nóng)藥殘留檢測面臨農(nóng)藥種類多和農(nóng)產(chǎn)品種類多的兩大局面，若采用基質(zhì)匹配法，每種農(nóng)產(chǎn)品的檢測都要配制相應(yīng)基質(zhì)匹配的標準溶液，每種類型的農(nóng)產(chǎn)品都要去尋找空白的基質(zhì)樣品，這無疑給農(nóng)檢工作增加了繁重的負荷。所以在實際工作中采用此法都要做一定技術(shù)層面上的妥協(xié)，比如把農(nóng)產(chǎn)品分成幾個大類，每個大類準備一種基質(zhì)匹配的標準溶液進行定量，這種做法在一定程度上減輕了工作量，但是無疑降低了一定的檢測結(jié)果準確性，所以這種做法只適用于大規(guī)模篩查，若發(fā)現(xiàn)疑似超標樣品，則必須使用與疑似超標樣品相對應(yīng)的空白基質(zhì)匹配標準溶液進行復(fù)檢。

如果在前處理環(huán)節(jié)將樣品的凈化這一步驟處理得越干凈，使其越接近標準溶液的化學(xué)環(huán)境，基質(zhì)效應(yīng)的影響會大大減小，所以也就不必在做基質(zhì)匹配標準溶液，前提是凈化步驟對樣品中目標檢測物質(zhì)的損失要盡可能少，否則也不適用。若要使樣品基質(zhì)的凈化效果更好，則前處理工作會更繁重，必然增加樣品處理的壓力，也會使回收率在一定程度上受到影響，耗費的試劑耗材也越多。如何科學(xué)的選擇基質(zhì)凈化的方法，要根據(jù)農(nóng)藥的種類和實際工作中的需要進行權(quán)衡，既要穩(wěn)定高效的工作，更要確保檢測結(jié)果的準確性，在實際工作中可以不斷的摸索總結(jié)。

除了以上兩種方法外，還可以引入內(nèi)標物質(zhì)來同步基質(zhì)效應(yīng)的影響，通常使用的是同位素內(nèi)標或氘代內(nèi)標，此法對基質(zhì)效應(yīng)的消除效果較好。但是不是所有類型的農(nóng)藥檢測都適用此法，也有一些農(nóng)藥的同位素內(nèi)標物也會產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)，在價格上同位素內(nèi)標物也較為昂貴，特別是氘代內(nèi)標的價格較高，對于檢測經(jīng)費較少的縣級農(nóng)檢機構(gòu)可能負擔(dān)不起。

五、結(jié)論與展望

基質(zhì)效應(yīng)影響的消除方法中，樣品基質(zhì)匹配標準溶液法、樣品基質(zhì)凈化法、同步內(nèi)標法或是其他消除或補償?shù)姆椒?，這些都是通過分析檢測人員的技術(shù)活動來尋求解決，在實際工作中各種方法可以結(jié)合起來綜合使用，以保證樣品檢測結(jié)果的準確性。隨著科技的不斷發(fā)展和大數(shù)據(jù)技術(shù)的日趨成熟，設(shè)想把各種農(nóng)藥在不同濃度曲線下對各種農(nóng)產(chǎn)品的基質(zhì)效應(yīng)信息進行研究并收集齊全形成一個數(shù)據(jù)包，然后嵌入到分析軟件中，在做定量分析時自動校正基質(zhì)效應(yīng)從而得到準確的數(shù)據(jù)，隨著農(nóng)藥科學(xué)的發(fā)展不斷的完善數(shù)據(jù)包的相關(guān)基質(zhì)效應(yīng)信息?？赡苓@會成為大數(shù)據(jù)在基質(zhì)效應(yīng)補償或消除的應(yīng)用。

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