气相色谱分析农药残留的基质效应及其解决措施研究

杨佳何

（云南省玉溪市江川区农产品质量安全检测站，云南 玉溪 652600）

农药残留是指农药在使用后没有完全分解，在农作物、土壤、水体等中仍然残留一定量农药原体、降解物、有毒代谢物质等的总称。农药残留对人类身体健康与生命安全存在严重威胁，如诱发糖尿病、心血管疾病、不孕不育症、肝硬化、恶性肿瘤、基因突变等。随着农药大范围、大规模使用，农药残留问题愈发显著，加强农药残留检测势在必行。气相色谱分析法是农药残留检测常用方法，具有灵敏度高、选择性高、检测速度快、检测成本低等诸多优势。但研究发现，在农药残留检测实践中，受基质效应影响，检测结果可能出现偏差。这就需要采用科学、有效措施，减少或消除基质效应干扰，提高检测结果准确性、可靠性。

1 气相色谱分析法及其在农药残留检测中的应用

农药残留是威胁人类身体健康与生命安全的重大问题，也是当前食品卫生与安全保障关注与解决迫切问题。农药残留检测致力于定量与定性分析农药残留，防止农药残留量较大的食品流入市场，导致消费者致病，同时为农药残留处理提供依据，减轻农药污染。目前，农药残留检测应用方法众多，如气相色谱分析法、液相色谱—串联质谱分析法、荧光免疫分析法、酶免疫分析/酶联免疫吸附分析法等，方法不同其优势不同，相对而言，气相色谱分析法在农药残留检测中的应用综合效益较高。气相色谱分析法主要是根据样品组分在气相、固相、液相在分配系数、吸附系数上存在的差异进行各组分分离，从而有效检出组分物理化特性。该方法具备检测速度快、分离效率高、选择性高、灵敏度高、检测成本低等优势，可实现对多种农药，如甲胺磷、对硫磷、敌百虫、敌敌畏等精准检测，且随气相色谱分析法研究的不断深入，形成电子捕获检测器、火焰亮度检测器等多种形式，可满足多种物品农药残留检测需求。因此，以气相色谱分析农药残留为例进行研究，代表性较强。

2 农药残留的基质效应分析

农药残留检测过程中，可产生非检测物质之外的物质，这些物质可在一定程度上参与检测过程中，并对检测结果带来一定干扰与影响，我们将之称为农药残留基质效应。在农药残留气相色谱分析过程中，检测仪器、色谱条件、农药结构、基质浓度、处理技术、试剂组分等均可产生基质效应，降低农药残留气相色谱分析结果准确性。例如，在基质溶液相同情况下，含有-OH基团、R-NH-基团、-OCONH-基团、-N=基团的农药进行气相色谱分析时，基质效应较其他农药更强。

氟虫腈是一种广谱杀虫剂，对小菜蛾、菜青虫、棉铃虫、稻象甲等具有较强杀伤力，是水稻、玉米、油菜、茶叶、棉花等农作物虫害防治常用农药，其结构“(RS)-5-氨基-1-(2，6-二氯-4-三氟甲苯基)-4-三氟甲基亚磺酰基吡唑-3-腈”中含有-N=基团，故对其残留量进行检测时，检测结果易受基质效应影响。又如，农药残留气相色谱分析过程中目标分析化合物受色谱条件影响没有完全分离，导致色谱峰拖尾，产生基质效应。

3 气相色谱分析法应用下基质效应解决措施分析

基质效应对农药残留气相色谱分析结果影响较大，为提高农药残留检测得准确性、有效性和可靠性，有必要采用科学、适宜的方式方法消除基质效应，减轻基质效应干扰。基于经验归纳与总结，可知农药残留气相色谱分析过程中，可采用以下几种措施进行处理。

3.1 样品预处理

农药残留气相色谱分析过程中，可采用样品预处理方法将检测目标成分与非目标成分有效分离，降低非目标成分对检测过程与检测结果的影响，实现绝对基质效应有效克服。目前，气相色谱分析过程中较为常用的样品预处理方法有固相萃取法（Solid-Phase Extraction，SPE）、溶剂萃取法（liquidliquid extraction，LLE）、热脱附法（Thermal Desorption，TD）、吹扫捕集法（Purge and capture technique，P&T）、分散固相萃取（Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe，QuEChERS）等。SPE主要是通过固体吸附剂的合理使用将样品中目标化合物有效吸附，从而有效减少气象色谱分析样品内源性杂质，降低基质效应；LLE主要是根据不同化合物在不相溶溶剂中溶解度、分配系数存在的差异，在水相中将非检测目标或检测目标化合物提取出来，再进行气相色谱分析，以降低基质效应；P&T属于连续性气相萃取法，运用惰性气体、吸附装置，不断将样品解析、浓缩，直到样品挥发性有机化合物完全萃取出来，再进行气相色谱分析；QuEChERS是一种新兴样品预处理技术，其原理类似于SPE、LLE，通过内源性杂质吸附进行基质净化，实现基质效应消除。

一项以果蔬3 0种农药残留检测的实验项目中，采用QuEChERS技术对气相色谱分析样品进行了预处理，结果显示以草莓、黄瓜等为基质的检测中，基质效应＜（100±20）%，提示基质效应抑制，说明QuEChERS技术的应用在一定程度上降低了基质效应对农药残留气相色谱分析的影响，同时加标回收率试验结果显示，30种农药残留检验加标回收率达到90%～122%，说明气相色谱分析结果精准性较高。但值得注意的是，样品预处理操作不当或过于复杂，可能影响检测效率，提高检测成本，降低提取回收率，故应根据实际情况合理选择样品预处理方法。

3.2 基质净化与校正因子校准

基质净化是从样品、仪器、环境等方面进行基质效应消除的方法，样品预处理则是基质净化的一种方式。此外，根据基质效应增强原理，有学者提出运用不分流进样技术、顶空进样技术、色谱分离条件改变方法、稳定同位素内标法、质控浓度对比分析法等减轻基质效应影响。但值得注意的是，并非所有方法均适用各种农药残留检测，需要根据具体问题进行具体分析。例如稳定同位素内标法适用于绝对基质效应影响相对较大的气相色谱分析，不适于多个目标同步监测分析。在相对稳定的操作环境与条件下，采用校正因子校准法消除基质效应影响的综合效益更高。该方法通过因子校准对测定结果进行评估，以保证检测结果准确。

4 结语

基质效应是影响农药残留检测结果准确性、真实性、有效性的关键因素。在农药残留气相色谱分析过程中，基质效应受试剂成分、色谱条件、质控材料、处理技术等因素影响较大。这就需要我们能够根据具体情况进行具体分析，合理运用基质效应消除办法减少或消除干扰。目前，样品预处理、基质净化、校正因子校准等方法是较为常用的几种方法，其中校正因子校准综合效益更高。但为更好消除基质效应，仍需加强研究，不断完善、创新基质效应解决方案。