LC-MS/MS的基质效应消除这样办！

赵桂芝 0 2021-05-23

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高效液相色谱—串联质谱技术(LC-MS/MS)以其灵敏度高、特异性强、分析速度快等特点，在兽残、农残检测领域广泛应用。但是，对于样品基质复杂，检测中存在的基质效应，成为影响分析结果的准确度与精密度的关键因素，所以基质效应问题应受到分析工作者的重视。化学分析中，基质指的是样品中被分析物以外的组分。基质常常对分析物的分析过程有显著的干扰，并影响分析结果的准确性。

高效液相色谱—串联质谱技术(LC-MS/MS)以其灵敏度高、特异性强、分析速度快等特点，在兽残、农残检测领域广泛应用。但是，对于样品基质复杂，检测中存在的基质效应，成为影响分析结果的准确度与精密度的关键因素，所以基质效应问题应受到分析工作者的重视。

化学分析中，基质指的是样品中被分析物以外的组分。基质常常对分析物的分析过程有显著的干扰，并影响分析结果的准确性。例如，溶液的离子强度会对分析物活度系数有影响，这些影响和干扰被称为基质效应(matrix effect)。
LC-MS/MS分析中非目标分析物作为样品中的共流出物，对目标分析物的离子化会产生影响和干扰，这些影响和干扰就是基质效应。

基质效应的产生机制

在LC-MS/MS中，基质效应是由于非目标分析物与目标物共同流出喷雾针，对电荷产生竞争，它们将产生的雾滴牢牢吸在一起，阻止其分裂成更小的微滴，改变了带电雾滴的表面张力，从而导致目标物的离子化效率降低或增强，引起响应降低或增高，便产生了所谓的基质抑制效应或基质增强效应。

基质效应的来源

基质效应主要来源于生物样品的内源性组分，经前处理后仍存在于提取液中。包括离子颗粒物成分(电解质、盐类)、强极性化合物(酚类、色素)和各种有机化合物(糖类、胺类、尿素、脂类、肽类及其分析目标物的同类物及其代谢物)。其中磷脂是最主要的内源性组分, 其对电喷雾电离(ESI)和大气压化学电离 (APCI)均会产生离子抑制作用。含有P=O、-O-CO-NH-、OH、R-NH-、-N=、-NH-CO-NH- 等基团的农药通常表现出较强的基质效应。由样品处理过程引入的外源性组分，同样会产生基质效应。主要包括无机离子、缓冲溶液、有机酸、离子对试剂、增塑剂、表面活性剂残留、固相萃取（SPE）小柱材料及色谱柱固定相流失物等。

基质效应的评价

在实际工作中，可以将空白基质匹配标准溶液与纯溶剂配置标准溶液所制得的标准曲线的斜率进行比较，来评价基质效应的强弱。计算公式如下：

其中，Sm：空白基质匹配标准溶液制得的工作曲线的斜率； Ss：纯溶剂配制的标准溶液制得的工作曲线的斜率。若 ME>0，表现为基质增强效应，若 ME<0，表现为基质抑制效应。当0≤|ME|≤20%时，说明基质对信号干扰较低，可忽略不计；当20%<|ME|<50%时，表现为中等强度的基质干扰，而当|ME|≥50%，则为强基质干扰。

基质效应的消除和补偿

1、样品前处理改进前处理方法、纯化样品、尽可能地减少终提取液中的基质成分是有效、彻底地消除基质效应的方法。生物样品的前处理方法很多，研究普遍认为利用蛋白质沉淀法或稀释法处理的样品，其基质效应明显高于SPE或LLE方法。
尽管样品前处理过程繁琐，但样品纯化仍是最佳的基质效应消除方法。
2、同位素内标
同位素内标不但可抵消质谱离子化时的基质效应，还可消除样品前处理过程中的差异。但同位素内标购置困难，且在多个分析物同时检测时，由于存在极性差异，即使是同类物的同位素内标也很难抵消基质效应，造成定量结果偏差。
3、色谱分离合适的色谱分离也可降低基质效应。采用柱后法确定基质效应的出现时间，即可调整色谱条件，使分析物避免在此段时间内出峰。此方法在高通量分析时无法使用，但可用快速梯度的方法将分析物与溶剂分离。
4、质谱分析基质效应随离子源、离子化模式和仪器的不同而不同。修正质谱分析是一种比较易行的方法，无需改变样品的前处理和色谱条件。虽然APCI同样存在基质效应，但是对于特定的化合物，特别是对于蛋白质沉淀法处理的样品，若采用ESI有明显的基质效应，但可能该基质并不影响APCI的离子化。
另外，APPI因其离子化机制不同于APCI和ESI，也不会产生相似的基质效应。LC-MS/MS分析时应采用相同基质的标准物质添加以校正，以使结果更准确。

责任编辑：展源

审　　核：何发

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