蔬菜中基质效应对液相色谱-串联质谱测定农药残留回收率的影响及消除方法研究

周锋杰，丁 成，朱云华，陈旭晋

（1.苏州市农产品质量安全监测中心/苏州大学，江苏苏州 215128；2.苏州市农产品质量安全监测中心，江苏苏州 215128）

蔬菜中基质效应对液相色谱-串联质谱测定农药残留回收率的影响及消除方法研究

周锋杰1，丁 成2，朱云华2，陈旭晋2

（1.苏州市农产品质量安全监测中心/苏州大学，江苏苏州 215128；2.苏州市农产品质量安全监测中心，江苏苏州 215128）

文章选择常见的产生基质效应的蔬菜做样品，采用目前比较流行的农残快速前处理技术，用液相色谱-串联质谱法测定11种农药的样品回收率情况，并通过对标准溶液添加基质等方式，使回收率得到改善，降低基质效应对实验结果产生的影响，从而提高检测的准确率。

液相色谱-串联质谱 基质效应 农药残留 农产品检测

随着社会的发展和人们生活水平的提高，农产品的质量安全问题变得越来越重要。如何对农产品中的农药残留进行准确有效的检测，是对农产品质量安全的直接保障。然而，农检机构在对蔬菜样品的分析检测中，往往会存在“基质效应”，导致检测结果与实际数值偏差变大。因此，如何有效降低基质效应带来的影响，准确检测出结果，成为各检测机构研究的重要课题。目前，消除基质效应的方法主要有同位素内标法 、标准加入法[4～5]、使用分析保护试剂[1]、基质匹配标准溶液[2]、统计校正因子法等。文章根据实验室具体情况，选择改进方式，并比较试验结果，从而提高检测准确率。

1 基质效应

1.1 基质效应的定义

国际标准化组织对“基质效应”所作的定义：“除被测定物质以外样本的特征，它可以影响到被测物的检测及测定结果。”从定义来看，“基质效应”是一个很广泛的概念，几乎存在于所有的样品中。因为，检测样品的任何一个组分时，都不可避免地要受到基质效应的影响[3]。

1.2 基质效应在液相色谱-串联质谱（LC-MS）检测过程中产生的原因分析

液相色谱-串联质谱中的基质效应产生的原因，是由于基质中的非挥发性组分与待测物质，在雾滴表面离子化的过程中产生竞争，影响电喷雾接口处的离子化效率。非挥发性的基质组分将雾滴吸引在一起，阻止其裂解成更小的微滴。根据接口处离子化和离子蒸发过程中的变化情况得知，这种竞争可能会增强（离子增强）或者妨碍（离子抑制）被分析物离子的形成效能[4]。

1.3 基质效应对液相色谱-串联质谱（LC-MS）检测产生的影响

液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）是，将分离性能优异的液相色谱法与能提供相对分子质量和结构信息的质谱法相结合的现代分离分析技术。串联质谱以特异性强著称。但越来越多的数据表明，质谱检测同样会出现基质效应。

基质效应可影响检出的限性、线性、准确度和精密度等数据。在常规液相色谱-质谱法的方法实验过程中， 因所测定的样品来源不尽相同，使样品基质成分同标准样品和 QC 样品相比有所不同。因基质成分的不同，使含同样浓度目标化合物的不同来源样品的测定结果大不相同，从而对测定结果的精密度和准确度带来直接的、严重的影响。因此，LC-MS分析时，必须考虑基质效应[5]。

2 实验过程与结果目的

首先测定基质效应对常用农药残留回收率的影响，然后通过一系列改进措施，消除或减弱基质效应的影响，得出改进后的农药残留回收率情况，并分析如何有效改善基质效应对检测结果带来的影响，提高检测准确性。

2.1 仪器、试剂与耗材

主要仪器：Waters XEVO-TQ液相色谱-串联质谱、高速离心机（最高转速1万r/min） 、漩涡震荡混合器MS3等。

农药标准物质：多菌灵规格为500μg/ml，吡虫啉、啶虫脒、哒螨灵、嘧霉胺、咪鲜胺、涕灭威、氟虫腈、阿维菌素、甲基硫菌灵、苯醚甲环唑规格都为1 000μg/ ml，农业部环境保护科研监测所制造。

主要试剂：乙腈、甲醇皆为色谱纯，霍尼韦尔（Honeywell）公司制造。

主要耗材：QuEChERS前处理耗材、提取管、净化管，安杰尔（Agela）公司制造。

2.2 标准溶液的配制

（1）标准储备液。用甲醇将高浓度的多菌灵、吡虫啉、啶虫脒、哒螨灵、嘧霉胺、咪鲜胺、涕灭威、氟虫腈，阿维菌素、甲基硫菌灵、苯醚甲环唑标准溶液稀释成80μg/ml的标准储备液。

（2）标准工作液。用移液枪各吸取250μl标准储备液至10 ml容量瓶中，用甲醇定容至刻度，配置成2μg/ ml的混合标准工作液。进样时，将标准工作液稀释为 20 ng/ml、50 ng/ml、100 ng/ml、 200 ng/ml、400 ng/ml的 5个点，进行外标法定量。

2.3 仪器条件和仪器方法

仪器主要条件参数。离子源 ESI正负离子同时扫描，扫描模式 MRM电压3.5 kV，脱溶剂气温度 400℃，流速1 000L/Hr。色谱柱型号waters BEH C18柱（1.7μm，2.1×100 mm），柱温40℃，流动相A：乙腈，B：5 mmol乙酸铵+1‰甲酸，流速0.3 ml/min，流动相梯度条件见表1。所测11种农药主要质谱采集参数如表2。

表1 流动相梯度条件

表2 11种农药 主要质谱采集参数

表3 标准品与QC样品的LC-MS检测结果

表4 基质标准溶液进行校正后经LC-MS检测结果

2.4 前处理过程

（1） QC样品的制备。取空白青菜新鲜样品约 500 g，经组织搅碎机粉碎，混匀，称取均匀样品 10.0 g 于 50 ml离心管中，加入11种农药80μg/ml的标准储备液每种25μl。

（2）样品的提取净化。往装有QC样品的 50 ml离心管中，加入 20.0 ml乙腈，随后加入含硫酸镁乙酸钠的试剂包，振荡1 min，随后8 000 r/min离心，静置分层，取上清液4 ml加入10 ml净化管（含PSA100 mg，C18 100 mg 硫酸镁0.3 g）继续振荡，3 000 r/min离心。吸取上清液1 ml过0.22μm有机滤膜后，待测。

2.5 初次实验结果与分析

将标准品与QC样品同时用LC-MS进行检测结果如表3。理论检测值，每种农药应为100 ng/m。可以看出，由于受到基质效应的影响，部分农药回收率并不是很稳定，有些回收率降低，有些则增高。

几乎所有样品中的农药均会产生基质效应，使分析结果有很大误差。不同的农药在受相同基质的影响也有所不同，有些农药因为极性较强，表现出较强的抑制作用，如涕灭威；有些则表现为基质效应增强，如阿维菌素；有些则受基质效应影响较小。

2.6 改进方法

基质效应对于不同的农药的影响是不同的。一般来说，消除基质效应有选择。合适前处理方法可选择合适色谱分离条件，并采用内标及基质标准溶液校正等方式。因为，前处理方法与色谱条件相对固定。此次实验中蔬菜样品为青菜。

称取青菜10 g，按照相同前处理的方式，配制基质溶液，再用基质溶液稀释混合标准工作液配制成20 ng/ml、50 ng/ml、100 ng/ml、200 ng/ml、400 ng/ml的5个点，进行外标法定量。

2.7 改进后结果与分析

基质标准溶液进行校正后，经过LC-MS检测结果如表4。理论检测值，每种农药应为100 ng/ml。可以看出，经过基质标准溶液进行校正后，所得结果要优于改进前，不管是基质效应抑制与基质效应增强，都得到了明显改善。因此，用基质溶液配制标准曲线进行校正是一种很有效的方式。

3 结论

文章例举了蔬菜中基质效应的定义、产生原因和消除方法，并针对其中1种方式进行了具体实验，得出实验数据。由于基质效应的产生因素复杂，来源多样，样品的种类和前处理方法、检测农药的种类、浓度都会对农药残留检测的基质效应产生影响。因此，在平时检测中，可以选择一些具有代表性的基质配合检测，并记录下各类基质的具体影响情况，提高检测的准确度和检测效率，为检测工作的科学公正性奠定基础。

[1] 许秀丽，赵海香，李礼，等．分析保护剂补偿基质效应-气相色谱-质谱法快速测定水果中40种农药残留．色谱，2012，30（03）：267～272

[2] 王连珠，周昱，陈泳，等．QuEChERS样品前处理-液相色谱-串联质谱法测定蔬菜中66种有机磷农药残留量方法评估．色谱，2012，30（02）：146～153

[3] 段醒妹，张晔．基质效应及其消除．赤峰学院学报（自然科学版），2008，24（4）：17～18

[4] 向平，沈敏，卓先义．液相色谱-质谱分析中的基质效应．分析测试学报，2009，28（6）：753～756

[5] 苏萌，艾连峰．液相色谱-串联质谱基质效应及其消除方法．食品安全质量检测学报，2014，5（2）：512～513