蔬菜中基質(zhì)效應(yīng)對液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定農(nóng)藥殘留回收率的影響及消除方法研究

周鋒杰，丁 成，朱云華，陳旭晉

（1.蘇州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測中心/蘇州大學(xué)，江蘇蘇州 215128；2.蘇州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測中心，江蘇蘇州 215128）

蔬菜中基質(zhì)效應(yīng)對液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定農(nóng)藥殘留回收率的影響及消除方法研究

周鋒杰1，丁 成2，朱云華2，陳旭晉2

（1.蘇州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測中心/蘇州大學(xué)，江蘇蘇州 215128；2.蘇州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測中心，江蘇蘇州 215128）

文章選擇常見的產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)的蔬菜做樣品，采用目前比較流行的農(nóng)殘快速前處理技術(shù)，用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定11種農(nóng)藥的樣品回收率情況，并通過對標(biāo)準(zhǔn)溶液添加基質(zhì)等方式，使回收率得到改善，降低基質(zhì)效應(yīng)對實驗結(jié)果產(chǎn)生的影響，從而提高檢測的準(zhǔn)確率。

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜 基質(zhì)效應(yīng) 農(nóng)藥殘留 農(nóng)產(chǎn)品檢測

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題變得越來越重要。如何對農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行準(zhǔn)確有效的檢測，是對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的直接保障。然而，農(nóng)檢機(jī)構(gòu)在對蔬菜樣品的分析檢測中，往往會存在“基質(zhì)效應(yīng)”，導(dǎo)致檢測結(jié)果與實際數(shù)值偏差變大。因此，如何有效降低基質(zhì)效應(yīng)帶來的影響，準(zhǔn)確檢測出結(jié)果，成為各檢測機(jī)構(gòu)研究的重要課題。目前，消除基質(zhì)效應(yīng)的方法主要有同位素內(nèi)標(biāo)法 、標(biāo)準(zhǔn)加入法[4～5]、使用分析保護(hù)試劑[1]、基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液[2]、統(tǒng)計校正因子法等。文章根據(jù)實驗室具體情況，選擇改進(jìn)方式，并比較試驗結(jié)果，從而提高檢測準(zhǔn)確率。

1 基質(zhì)效應(yīng)

1.1 基質(zhì)效應(yīng)的定義

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對“基質(zhì)效應(yīng)”所作的定義：“除被測定物質(zhì)以外樣本的特征，它可以影響到被測物的檢測及測定結(jié)果。”從定義來看，“基質(zhì)效應(yīng)”是一個很廣泛的概念，幾乎存在于所有的樣品中。因為，檢測樣品的任何一個組分時，都不可避免地要受到基質(zhì)效應(yīng)的影響[3]。

1.2 基質(zhì)效應(yīng)在液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS）檢測過程中產(chǎn)生的原因分析

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜中的基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生的原因，是由于基質(zhì)中的非揮發(fā)性組分與待測物質(zhì)，在霧滴表面離子化的過程中產(chǎn)生競爭，影響電噴霧接口處的離子化效率。非揮發(fā)性的基質(zhì)組分將霧滴吸引在一起，阻止其裂解成更小的微滴。根據(jù)接口處離子化和離子蒸發(fā)過程中的變化情況得知，這種競爭可能會增強(qiáng)（離子增強(qiáng)）或者妨礙（離子抑制）被分析物離子的形成效能[4]。

1.3 基質(zhì)效應(yīng)對液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS）檢測產(chǎn)生的影響

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（LC-MS）是，將分離性能優(yōu)異的液相色譜法與能提供相對分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)信息的質(zhì)譜法相結(jié)合的現(xiàn)代分離分析技術(shù)。串聯(lián)質(zhì)譜以特異性強(qiáng)著稱。但越來越多的數(shù)據(jù)表明，質(zhì)譜檢測同樣會出現(xiàn)基質(zhì)效應(yīng)。

基質(zhì)效應(yīng)可影響檢出的限性、線性、準(zhǔn)確度和精密度等數(shù)據(jù)。在常規(guī)液相色譜-質(zhì)譜法的方法實驗過程中， 因所測定的樣品來源不盡相同，使樣品基質(zhì)成分同標(biāo)準(zhǔn)樣品和 QC 樣品相比有所不同。因基質(zhì)成分的不同，使含同樣濃度目標(biāo)化合物的不同來源樣品的測定結(jié)果大不相同，從而對測定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度帶來直接的、嚴(yán)重的影響。因此，LC-MS分析時，必須考慮基質(zhì)效應(yīng)[5]。

2 實驗過程與結(jié)果目的

首先測定基質(zhì)效應(yīng)對常用農(nóng)藥殘留回收率的影響，然后通過一系列改進(jìn)措施，消除或減弱基質(zhì)效應(yīng)的影響，得出改進(jìn)后的農(nóng)藥殘留回收率情況，并分析如何有效改善基質(zhì)效應(yīng)對檢測結(jié)果帶來的影響，提高檢測準(zhǔn)確性。

2.1 儀器、試劑與耗材

主要儀器：Waters XEVO-TQ液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜、高速離心機(jī)（最高轉(zhuǎn)速1萬r/min） 、漩渦震蕩混合器MS3等。

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：多菌靈規(guī)格為500μg/ml，吡蟲啉、啶蟲脒、噠螨靈、嘧霉胺、咪鮮胺、涕滅威、氟蟲腈、阿維菌素、甲基硫菌靈、苯醚甲環(huán)唑規(guī)格都為1 000μg/ ml，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所制造。

主要試劑：乙腈、甲醇皆為色譜純，霍尼韋爾（Honeywell）公司制造。

主要耗材：QuEChERS前處理耗材、提取管、凈化管，安杰爾（Agela）公司制造。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

（1）標(biāo)準(zhǔn)儲備液。用甲醇將高濃度的多菌靈、吡蟲啉、啶蟲脒、噠螨靈、嘧霉胺、咪鮮胺、涕滅威、氟蟲腈，阿維菌素、甲基硫菌靈、苯醚甲環(huán)唑標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成80μg/ml的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。

（2）標(biāo)準(zhǔn)工作液。用移液槍各吸取250μl標(biāo)準(zhǔn)儲備液至10 ml容量瓶中，用甲醇定容至刻度，配置成2μg/ ml的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。進(jìn)樣時，將標(biāo)準(zhǔn)工作液稀釋為 20 ng/ml、50 ng/ml、100 ng/ml、 200 ng/ml、400 ng/ml的 5個點(diǎn)，進(jìn)行外標(biāo)法定量。

2.3 儀器條件和儀器方法

儀器主要條件參數(shù)。離子源 ESI正負(fù)離子同時掃描，掃描模式 MRM電壓3.5 kV，脫溶劑氣溫度 400℃，流速1 000L/Hr。色譜柱型號waters BEH C18柱（1.7μm，2.1×100 mm），柱溫40℃，流動相A：乙腈，B：5 mmol乙酸銨+1‰甲酸，流速0.3 ml/min，流動相梯度條件見表1。所測11種農(nóng)藥主要質(zhì)譜采集參數(shù)如表2。

表1 流動相梯度條件

表2 11種農(nóng)藥 主要質(zhì)譜采集參數(shù)

表3 標(biāo)準(zhǔn)品與QC樣品的LC-MS檢測結(jié)果

表4 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校正后經(jīng)LC-MS檢測結(jié)果

2.4 前處理過程

（1） QC樣品的制備。取空白青菜新鮮樣品約 500 g，經(jīng)組織攪碎機(jī)粉碎，混勻，稱取均勻樣品 10.0 g 于 50 ml離心管中，加入11種農(nóng)藥80μg/ml的標(biāo)準(zhǔn)儲備液每種25μl。

（2）樣品的提取凈化。往裝有QC樣品的 50 ml離心管中，加入 20.0 ml乙腈，隨后加入含硫酸鎂乙酸鈉的試劑包，振蕩1 min，隨后8 000 r/min離心，靜置分層，取上清液4 ml加入10 ml凈化管（含PSA100 mg，C18 100 mg 硫酸鎂0.3 g）繼續(xù)振蕩，3 000 r/min離心。吸取上清液1 ml過0.22μm有機(jī)濾膜后，待測。

2.5 初次實驗結(jié)果與分析

將標(biāo)準(zhǔn)品與QC樣品同時用LC-MS進(jìn)行檢測結(jié)果如表3。理論檢測值，每種農(nóng)藥應(yīng)為100 ng/m。可以看出，由于受到基質(zhì)效應(yīng)的影響，部分農(nóng)藥回收率并不是很穩(wěn)定，有些回收率降低，有些則增高。

幾乎所有樣品中的農(nóng)藥均會產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)，使分析結(jié)果有很大誤差。不同的農(nóng)藥在受相同基質(zhì)的影響也有所不同，有些農(nóng)藥因為極性較強(qiáng)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用，如涕滅威；有些則表現(xiàn)為基質(zhì)效應(yīng)增強(qiáng)，如阿維菌素；有些則受基質(zhì)效應(yīng)影響較小。

2.6 改進(jìn)方法

基質(zhì)效應(yīng)對于不同的農(nóng)藥的影響是不同的。一般來說，消除基質(zhì)效應(yīng)有選擇。合適前處理方法可選擇合適色譜分離條件，并采用內(nèi)標(biāo)及基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液校正等方式。因為，前處理方法與色譜條件相對固定。此次實驗中蔬菜樣品為青菜。

稱取青菜10 g，按照相同前處理的方式，配制基質(zhì)溶液，再用基質(zhì)溶液稀釋混合標(biāo)準(zhǔn)工作液配制成20 ng/ml、50 ng/ml、100 ng/ml、200 ng/ml、400 ng/ml的5個點(diǎn)，進(jìn)行外標(biāo)法定量。

2.7 改進(jìn)后結(jié)果與分析

基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校正后，經(jīng)過LC-MS檢測結(jié)果如表4。理論檢測值，每種農(nóng)藥應(yīng)為100 ng/ml。可以看出，經(jīng)過基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校正后，所得結(jié)果要優(yōu)于改進(jìn)前，不管是基質(zhì)效應(yīng)抑制與基質(zhì)效應(yīng)增強(qiáng)，都得到了明顯改善。因此，用基質(zhì)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行校正是一種很有效的方式。

3 結(jié)論

文章例舉了蔬菜中基質(zhì)效應(yīng)的定義、產(chǎn)生原因和消除方法，并針對其中1種方式進(jìn)行了具體實驗，得出實驗數(shù)據(jù)。由于基質(zhì)效應(yīng)的產(chǎn)生因素復(fù)雜，來源多樣，樣品的種類和前處理方法、檢測農(nóng)藥的種類、濃度都會對農(nóng)藥殘留檢測的基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生影響。因此，在平時檢測中，可以選擇一些具有代表性的基質(zhì)配合檢測，并記錄下各類基質(zhì)的具體影響情況，提高檢測的準(zhǔn)確度和檢測效率，為檢測工作的科學(xué)公正性奠定基礎(chǔ)。

[1] 許秀麗，趙海香，李禮，等．分析保護(hù)劑補(bǔ)償基質(zhì)效應(yīng)-氣相色譜-質(zhì)譜法快速測定水果中40種農(nóng)藥殘留．色譜，2012，30（03）：267～272

[2] 王連珠，周昱，陳泳，等．QuEChERS樣品前處理-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定蔬菜中66種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量方法評估．色譜，2012，30（02）：146～153

[3] 段醒妹，張曄．基質(zhì)效應(yīng)及其消除．赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，24（4）：17～18

[4] 向平，沈敏，卓先義．液相色譜-質(zhì)譜分析中的基質(zhì)效應(yīng)．分析測試學(xué)報，2009，28（6）：753～756

[5] 蘇萌，艾連峰．液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜基質(zhì)效應(yīng)及其消除方法．食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2014，5（2）：512～513