一、定义
在色谱分析中，基质效应是指样品中除目标分析物以外的其他成分（基质成分）对目标分析物的信号产生的增强或抑制作用。这些基质成分可能来自样品本身的复杂成分，如生物样品中的蛋白质、脂肪、糖类，环境样品中的腐殖质等。
二、产生原因
1.离子抑制：在质谱检测中较为常见。基质成分可能与目标分析物竞争离子化位点，例如在电喷雾离子化（ESI）过程中，基质中的高浓度盐类或表面活性剂会消耗电荷，导致目标分析物离子化效率降低，产生离子抑制现象，使检测信号减弱。
2.空间位阻：基质成分可能会物理性地阻碍目标分析物到达检测部位。例如在色谱柱中，大分子的基质成分可能会包裹小分子的目标分析物，阻止其与固定相充分接触或向检测器移动，影响分析物的分离和检测信号。
3.化学相互作用：基质和目标分析物之间可能发生化学反应，改变目标分析物的化学性质。如在某些样品中，基质中的成分可能与目标分析物形成络合物，使目标分析物的活性、溶解性等发生变化，进而影响其在色谱系统中的保留行为和检测信号。
三、基质效应的影响
1.定量准确性受损：基质效应会导致检测信号不能真实反映目标分析物的实际含量。如果是离子抑制作用，会使检测到的峰面积或峰高低于真实值；反之，离子增强作用会使结果高于真实值，从而使定量分析出现偏差。在药物代谢研究中，生物样本中的基质效应可能导致药物及其代谢产物的定量不准确，影响药代动力学研究的结果。
2.方法精密度下降：由于基质成分的复杂性和不确定性，基质效应可能会使同一样品在不同批次分析或不同分析条件下的检测结果出现较大差异。例如，在环境水样分析中，不同来源的水样基质成分不同，基质效应的差异会导致检测结果的重现性差，降低方法的精密度。
3.检测限和定量限改变：基质效应可能会使检测限和定量限升高或降低。在离子抑制的情况下，信号减弱可能会使检测限和定量限升高，难以检测到低浓度的目标分析物；而在离子增强时，可能会出现假阳性结果，干扰低浓度范围的定量分析。
四、评估基质效应的方法
1.标准曲线法：
①原理：制备两组标准曲线，一组是用纯溶剂配制的标准溶液（不含基质），另一组是用样品基质配制的标准溶液（含基质）。通过比较两组标准曲线的斜率、截距等参数来评估基质效应。如果两组曲线的斜率相同或相近，说明基质效应较小；如果斜率差异较大，则存在明显的基质效应。
②应用场景：适用于各种色谱分析方法，尤其是在药物分析、食品分析等领域广泛应用。例如，在检测食品中的农药残留时，通过比较在纯溶剂和食品基质中农药标准曲线的差异来评估基质对农药残留检测的影响。
2.后添加法：
①原理：先对样品进行分析，记录目标分析物的信号；然后向样品中添加已知量的目标分析物标准品，再次分析并记录信号。通过计算添加前后信号的变化来评估基质效应。如果添加标准品后的信号增加量与理论添加量相符，说明基质效应较小；如果信号增加量低于理论值，则存在基质抑制效应；反之则可能存在基质增强效应。
②应用场景：常用于生物样品分析和复杂环境样品分析。例如，在分析血液中的药物浓度时，采用后添加法可以直观地了解血液基质对药物检测信号的影响。
五、减轻基质效应的策略
1.优化样品前处理方法
①蛋白沉淀法：对于生物样品，通过加入沉淀剂（如乙腈、高氯酸等）使蛋白质沉淀，去除大量的蛋白质基质成分。例如，在血浆样品分析中，加入3 - 4倍体积的乙腈可以有效沉淀蛋白质，减少蛋白质对目标药物分析的干扰。
②液 - 液萃取法：利用目标分析物和基质成分在互不相溶的两种溶剂中的分配系数差异进行萃取。例如，在分析水样中的有机污染物时，使用正己烷 - 水体系进行液 - 液萃取，有机污染物会分配到正己烷相中，而一些水溶性的基质成分则留在水相中，从而实现基质分离。
③固相萃取法：根据目标分析物与基质成分对固定相吸附亲和力的差异进行分离。例如，在分析食品中的兽药残留时，使用C18 - SPE柱，兽药会被吸附在C18填料上，而基质中的脂肪、糖类等成分则被洗脱除去，然后用合适的溶剂洗脱兽药进行分析，有效减轻基质效应。
2.选择合适的内标物
①原理：内标物应与目标分析物具有相似的化学性质和色谱行为，在样品处理和分析过程中，内标物和目标分析物受到相同的基质效应影响。通过比较内标物和目标分析物的信号变化，可以校正基质效应。例如，在药物分析中，选择与目标药物结构相似、在相同色谱条件下保留时间相近的化合物作为内标物。
②应用场景：广泛应用于各种需要精确定量的色谱分析。在复杂基质的分析中，合适的内标物可以显著提高定量的准确性。例如，在环境样品中分析多环芳烃时，选择合适的多环芳烃同系物作为内标物，能够有效校正基质对多环芳烃检测的影响。
3.优化色谱和质谱条件
①色谱条件优化：调整色谱柱类型、流动相组成和流速等参数，改善目标分析物与基质成分的分离效果。例如，在反相色谱中，通过选择合适的填料粒径和柱长，以及优化梯度或等度比例，使目标分析物与基质成分更好地分离，减少基质对目标分析物的干扰。
