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揭秘質譜分析：基質效應的背后故事與破解之道
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基質效應是質譜分析中，對定量結果造成重大偏差的主要原因之一，其產生的原因主要是因為樣品中的內源性物質沒有與目標化合物有效分離，導致其在離子源中與目標化合物互相競爭離子化，從而影響目標化合物的離子化程度，最終使響應強度出現嚴重偏差。
一般情況下，基質效應分為兩種，正效應和負效應，也可以理解為增強效應和抑制效應。評定標準一般是以陰性樣品的前處理溶液（待上機測定溶液或最終定容液）配制相應濃度的標準曲線，擬合后與純溶劑（甲醇、乙腈、水等）配制的標準曲線斜率作比值，如果其比值超過±10%，就可以認為基質效應明顯。
在日常實驗中，我們經常使用的校正手段是使用空白基質液配制基質曲線進行定量，這是很有效的方法，但也有一些缺點：
一是需要用空白基質液，會造成實驗操作步驟增多；
二是對于不同的樣品基質，基質效應往往是不一樣的，這就需要配制多種基質曲線；
三是對于基本呈陽性樣品（如保健品中的維生素），需要先對樣品本底準確定量，然后才能得到準確的基質曲線；
四是對于定容液很少的前處理（如液液微萃取），要得到較多的定溶液去配制基質曲線就很麻煩了。
因此，作者在這里分享幾個應對方案以及對應的適用情況。
1
前處理凈化
顧名思義就是在前處理過程中除去雜質，這點難度是最大的。
舉個通用的例子，絕大部分能用質譜檢測的化合物，都是含有N和O等元素的，這些元素一般是以胺基、羥基、羰基等基團存在于化合物中。而樣品中的雜質也能與其競爭離子化，說明雜質也是含有類似的基團的，因此要在前處理中分離雜質，難度是較大的。但盡管如此，我們也可以嘗試最大限度地進行凈化，如多重液液萃取、固相萃取柱的梯度淋洗、多種分散固相萃取的聯合凈化和分子印跡等。
2
增加色譜的保留時間
由于四極桿對非同分異構體的母離子的分離能力強大，因此很多的質譜分析方法中，化合物的保留時間均較短，甚至很多情況下，流動相及梯度洗脫程序一樣也能完全適用于不同化合物的測定。這是很正常的，但這也成為了很多分析方法的盲點，因為在保留時間短的情況下，雜質是很難和目標物分離的，這很可能會形成嚴重的基質效應。
我們可以通過多段梯度變化進行分離，也可以通過改變流動相組成去延長保留時間，甚至使用雙色譜柱進行分離。由于雜質并不是我們的目標物，因此好像是難以看到效果，但我們仍然可以根據基質效應作為評判的依據。
3
選擇不同的母離子
舉個例子，馬拉硫磷是一種可以同時形成加H+、加NH4+、加Na+等母離子的化合物（這類化合物還有很多）。當樣品中含有大量含胺基的雜質時（如氨基酸），這類雜質就會和馬拉硫磷互相競爭氫離子，導致基質抑制效應。這時候我們可以嘗試使用含20mmol/L的乙酸銨流動相進行長時間沖洗儀器管路。
目的是為了盡量排走系統內的氫離子，在測定時，我們選擇馬拉硫磷加NH4+的母離子質荷比進行篩選。而氨基酸產生加NH4+母離子的響應強度是很低的，說明這類雜質與NH4+形成母離子的能力較弱，這樣就不會與馬拉硫磷競爭，可以有效減弱基質效應。
4
使用同位素內標物
內標法是一種很好的校正方法，對于不同的基質，內標法都可以使用純溶劑配制標準曲線，不需要考慮不同基質所造成的差異，但唯一的缺點是同位素內標可能價格較貴，對于多化合物的測定，成本較高。
5
增加稀釋倍數
根據作者的經驗，如果基質效應嚴重，可以嘗試增大稀釋倍數，此操作的目的是在于降低雜質的濃度，即進樣量，從而使離子化競爭大幅度降低，而待測化合物的濃度的極限大概在定量限的2~3倍即可。這對于樣品含量較高的陽性樣品來說，降低基質效應的效果會非常明顯。
6
衍生處理
聽到衍生處理，可能我們都會覺得麻煩，所以這也是放在最后一點分享的原因。
衍生的好處是，對于前處理而言，衍生后極性的改變往往通過簡單的液液萃取就能有效地與雜質分離。因為假如雜質是極性較大的物質，容易與水形成氫鍵，但目標物衍生后，極性降低，就能更容易溶于有機相被提取。另外，極性的降低，意味著在反相色譜系統中，相對于極性大的雜質，衍生物會具有更強的色譜保留能力，并且所得到的質譜碎片也會更多，分析依據也更多。
在日常的檢測實驗中，我們都會遇到很多的問題，每一個項目都有每一個項目的難點，光是從基質效應來分析，我們就需要從雜質類型、分離手段、分離原理、離子化模式等方面進行分析，但只要深入了解實驗原理，從每一個關鍵點出發，我們就可以找到最適合我們的解決辦法。
作者：區碩俊（廣東）
排版：趙林
審核：韓燕
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