农残分析检测中的基质效应及消除

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　　摘 要：介绍了基质效应的概念、产生的原因、影响基质效应的因素和解决基质效应影响的一般方法，对检测过程中基质效应的补偿和消除提供了建议，最后提出大数据在基质效应研究中的应用展望。
　　关键词：农药;分析检测;基质效应;消除
　　农药在农业生产上的应用对现代农业的发展起到了非常重要的作用，但是在给农业保驾护航的同时也给人类健康和生态环境带来更多的危害。这就提高了检验检测机构对农药残留检测的技术要求，尤其是通过色谱分析来检测，农药的种类越来越多，每种农药在色谱分析过程中由于不同的蔬菜基质效应的影响，导致检测结果偏高或者偏低，这是检测技术人员经常遇到的问题。如何解决基质效应的影响而得到准确的定量结果，笔者结合在检测工作中积累的经验和其他检测技术人员的研究结果对基质效应这一问题进行分析，以期为同行提供参考及相互交流学习。
　　一、关于基质效应的概念
　　什么是基质？基质是分析检测过程中的目标检测物质以外的其他物質总和的部分。基质效应是由于基质对目标检测物质在仪器检测器上响应值的影响而对检测结果产生偏离的现象，基质效应有可能使检测结果偏大或偏小，所以又分为基质增强效应和基质减弱效应。基质效应能对目标物质的分析造成干扰，但是这种干扰是可以消除的，比如净化待测样品尽可能的消除目标物质以外的基质、改变色谱条件或色谱柱类型可以与被分析组分达到分离的干扰。
　　二、基质效应如何产生
　　基质效应在气相色谱分析中最常见的就是基质增强效应，一般来说，在样品进入气相色谱的进样口和色谱柱的过程中，基质效应往往就发生在这些位置。由于样品在衬管中气化，非待测组分的这部分基质在气化过程中一方面能在一定程度上减少待测组分在气化过程中的分解，另一方面能够屏蔽一些活跃的结合部位，减少待测组分与之结合，总的来说使得待测组分在这些位置的损失减少，进而增加了待测组分通过色谱柱的传输量，到达检测器的待测组分增多，从而响应值增大，反之，则是基质减弱效应。用纯溶液溶解的样液不含基质，不能保护待测目标物质减少挥发或是减少与活跃部位的结合，所以导致其最终的响应值减少，反之则增加。总之，基质效应的产生与样品进入进样口到达检测器之间这一段过程中待测组分含量变化导致的，这就是基质效应产生原因。
　　三、影响基质效应的因素
　　影响基质效应的因素有很多，其中涉及农药的种类、样品的类型、检测仪器原理等多个方面。农药的种类和数量很多，不同的农药产生的基质效应有可能是增强，也有可能是减弱，其增强或是减弱的强度也可能各不相同。同样的农药在不同的样品基质中所表现出的基质效应也有所不同，受样品溶液中基质的种类、pH、浓度等因素构成的化学环境的影响，导致了同种农药在不同样品基质中表现出的基质效应和稳定性差异。检测条件、仪器设备的差异导致的基质效应也有所不同，在气相色谱或者气相色谱串联质谱仪的检测过程中，不同的进样模式对基质效应的影响有着较大的差别，同时仪器元件的使用状态，仪器维保情况，色谱条件等同样会影响到基质效应，所以仪器的保养和维护是分析测试中的重要工作之一。
　　四、减少基质效应干扰的方法
　　考虑到基质效应干扰会对农产品中农药残留检测定量结果产生的较大影响，因此在日常检测工作中，选择合适的减少基质效应干扰的方法来获得更加准确的结果显得尤为重要。在检测过程中，为了减少基质干扰，我们通常采用与样品溶液一致的基质来匹配标准溶液进行定量，由于基质效应的产生源于的是被分析样品的基质，因而采用基质匹配标准溶液法是补偿基质效应干扰的最佳途径。通过笔者了解到的情况，现在很多检测机构都用的是基质匹配标准溶液进行校正的方法来尽量消除基质效应的影响，但此法也有较多的不可靠因素在里面，农药残留检测面临农药种类多和农产品种类多的两大局面，若采用基质匹配法，每种农产品的检测都要配制相应基质匹配的标准溶液，每种类型的农产品都要去寻找空白的基质样品，这无疑给农检工作增加了繁重的负荷。所以在实际工作中采用此法都要做一定技术层面上的妥协，比如把农产品分成几个大类，每个大类准备一种基质匹配的标准溶液进行定量，这种做法在一定程度上减轻了工作量，但是无疑降低了一定的检测结果准确性，所以这种做法只适用于大规模筛查，若发现疑似超标样品，则必须使用与疑似超标样品相对应的空白基质匹配标准溶液进行复检。
　　如果在前处理环节将样品的净化这一步骤处理得越干净，使其越接近标准溶液的化学环境，基质效应的影响会大大减小，所以也就不必在做基质匹配标准溶液，前提是净化步骤对样品中目标检测物质的损失要尽可能少，否则也不适用。若要使样品基质的净化效果更好，则前处理工作会更繁重，必然增加样品处理的压力，也会使回收率在一定程度上受到影响，耗费的试剂耗材也越多。如何科学的选择基质净化的方法，要根据农药的种类和实际工作中的需要进行权衡，既要稳定高效的工作，更要确保检测结果的准确性，在实际工作中可以不断的摸索总结。
　　除了以上两种方法外，还可以引入内标物质来同步基质效应的影响，通常使用的是同位素内标或氘代内标，此法对基质效应的消除效果较好。但是不是所有类型的农药检测都适用此法，也有一些农药的同位素内标物也会产生基质效应，在价格上同位素内标物也较为昂贵，特别是氘代内标的价格较高，对于检测经费较少的县级农检机构可能负担不起。
　　五、结论与展望
　　基质效应影响的消除方法中，样品基质匹配标准溶液法、样品基质净化法、同步内标法或是其他消除或补偿的方法，这些都是通过分析检测人员的技术活动来寻求解决，在实际工作中各种方法可以结合起来综合使用，以保证样品检测结果的准确性。随着科技的不断发展和大数据技术的日趋成熟，设想把各种农药在不同浓度曲线下对各种农产品的基质效应信息进行研究并收集齐全形成一个数据包，然后嵌入到分析软件中，在做定量分析时自动校正基质效应从而得到准确的数据，随着农药科学的发展不断的完善数据包的相关基质效应信息。可能这会成为大数据在基质效应补偿或消除的应用。
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