液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术以其高灵敏度、高特异性和多通道同时快速检测等优势在临床检验中发挥出越来越重要的作用。但是, 由于液相色谱-串联质谱普遍存在基质效应, 给临床上复杂生物样品分析方法的建立带来了不少困扰。基质效应可对方法的定量限、检出限、线性、准确度和精密度产生严重的影响。如何更好降低或消除基质效应的影响，是我们在建立临床检验分析方法时需要重点考虑的问题。

Part.1/什么是基质效应

基质指的是样品中目标分析物以外的成分，包括流动相组分、样品中与目标分析物共提取的其他物质等。而基质效应（Matrix Effect，ME）则是在分析检测时因为基质的存在进而影响了目标分析物在质谱中的离子化过程，使得目标分析物的质谱信号增强或者减弱^[1]。

Part.2/基质效应的产生机制

液相色谱-串联质谱中的基质效应产生的原因一般认为是目标分析物离子化效率受到基质的影响，一些非挥发性或者难挥发性组分使得目标分析物小液滴在离子化过程中发生了改变，比如可能阻止了喷雾液滴有效气化、改变喷雾液滴张力和粘度、以及非挥发性盐或离子对试剂等有较强的离子抑制作用等。基质效用来源于基质中不易挥发的共洗脱成分与目标分析物在喷雾液滴转移到气态离子过程发生竞争^[2]。

Part.3/基质效应的来源

基质效应的来源主要分为两类，一类是内源性物质的干扰，另一类是外源性物质的影响。内源性物质是指生物样品中存在的有机和无机成分，经前处理后仍存在于提取液中。包括离子颗粒物成分（电解质、盐类）、强极性化合物（酚类、色素）和各种有机化合物（糖类、胺类、尿素、脂类、肽类及其分析目标物的同类物及其代谢物）。其中磷脂是最主要的内源性组分，其对电喷雾电离（ESI）和大气压化学电离（APCI）均会产生离子抑制作用，具有表面活性的甘油磷脂酰胆碱是最强的内源性组分^[3]。外源性物质是在样品制备或者提取过程中引入的外来物质，如包括塑料和聚合物的残留、清洁剂（烷基酚）、离子对试剂、有机酸、缓冲液、SPE柱材料、流动相等。在临检采样过程中，我们使用的抗凝管中的肝素锂等均会产生基质效应。另外，APCI离子化方式比ESI对基质效应更敏感。基质效应不但与离子化方式有关，而且与各个仪器厂家的源设计也有关。

Part.4/基质效应的评估

基质效应的评估目前主要有两种方法，分别是柱后注射法和萃取后添加法。柱后注射法可以定性地分析基质效应，明确易产生基质效应的色谱时间区域。该方法是通过以一个稳定的流速注射一定浓度的分析物到离子源，质谱以多选择性反应监测模式运行，当质谱信号稳定时，液相注入空白萃取基质，如果共溶出物对检测产生基质效应，就可以实时在质谱图中反应出信号增强或者抑制的现象，为选择合适的色谱方法提供重要信息。柱后注射法可通过基质效应在一个色谱循环中的出现和消失，清楚地显示不同样品前处理的影响、分析柱的适用性和基质效应的作用机制。萃取后添加法是可以定量评估基质效应，通过配制一定浓度的分析物于标准溶液中，然后用处理后的空白基质配制与标准溶液一致浓度的分析物，在同样条件下进样分析，比较两者的信号。从两者的信号比较可以判断是基质抑制还是基质增强效应^[4]。

Part.5/基质效应的消除方法

液相色谱-串联质谱的基质效应是客观存在的问题，影响基质效应的因素也同样有很多，如样品、样品基质、样品前处理过程、色谱条件、色谱分离效果、流动相和离子化等。为了更好的消除或降低基质效应的影响，我们可以着重考虑以下几个方法进行改进。

首先，优化样品前处理方法。改进样品提取和纯化的方法可以减少提取液中的基质成分，可有效的降低或消除基质效应。目前的样品前处理方法中，大家普遍认为利用有机溶剂蛋白沉淀法（PPT）或稀释法处理后的样品，其基质效应明显会高于固相萃取（SPE）或者液液萃取（LLE）。对于样品的净化方面来说，PPT容易引入产生基质效应的物质，其中包括了很多基质组分和磷脂，当产生较为严重的基质效应时，可更换适当提取剂，例如从甲醇体系换为乙腈体系，或者加入适当的酸，改变PH以帮助减少基质效应。当PPT仍不能改善时，可以考虑LLE或者SPE的样品提取手段，LLE可以很大程度上消除基质组分带来的基质效应影响。

第二，调整合适的色谱分离条件。由于基质效应的产生是基质组分与待测物同时洗脱，可以修改色谱条件来降低基质效应的影响，通过改变梯度条件，流动相洗脱强度和PH都可以有效的改变待测物的保留时间，使其远离离子抑制区域。基质效应主要出现在出峰较早的时间段，所以可使分析物的峰有一定的色谱保留，以降低基质效应。采用柱后注射法确定基质效应的出现时间，即可调整色谱条件，使分析物避免在此段时间内出峰。

第三，选用合适的同位素内标。同位素内标不但可抵消质谱离子化时的基质效应，还可消除样品前处理过程中的差异。如果内标和待测物受到同样程度的抑制和增强的话，任何离子化条件的变化只会影响到绝对的峰面积，而不会影响待测物和内标的比值，因此可以抵消基质效应的影响，为了最大程度的抵消和降低基质效应，内标应当具有待测物类似的物理化学性质，离子化效率和色谱保留时间，所以在遇到基质效应严重，普通内标不能解决时，推荐使用同位素标记内标。

第四，基质标准溶液校正法。采用基质标准溶液校正是对产生的基质效应的补偿，以抵消基质效应的影响，是在前处理以及仪器条件无法消除基质效应的情况下的补偿措施，以保证检测结果的准确性。将某种基质样品按照前处理方法进行提取，净化、浓缩处理，所得提取物作为基质空白溶液，将标准品配成各浓度的空白基质匹配标液，制作标准曲线，用以对检测结果进行校正。但一般生物样本很难得到完全意义上的空白。

第五，选择合适的API离子源。虽然APCI同样存在基质效应，但是对于特定的化合物，特别是对于蛋白质沉淀法处理的样品，若采用 ESI有明显的基质效应，但可能该基质并不影响APCI的离子化。如果待测物的热稳定性好而且灵敏度不是问题，那么从ESI转到APCI是有效降低基质效应的方法。

上海睿康生物作为国内临床质谱技术应用的领航者，建立有国际化临床质谱试剂研发团队和专业的临床质谱技术服务团队，目前拥有8个二类证临床质谱试剂盒和近30个一类证临床质谱应用试剂，倾心服务有近百家临床质谱客户，致力于提供全面而专业临床质谱整体解决方案。

参考文献：

[1]Taylor P J. Matrix effects: the Achilles heel of quantitative high-performance liquid chromatography-electrospraytandem mass spectrometry[J]. Clin Biochem, 2005, 38(4):328-34.

[2]Annesley T M. ion suppression in mass spectrometry[J].Clinical chemistry, 2003, 49 (7):1041-1044.

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

[4]周剑, 王敏, 杨梦瑞. 液相色谱质谱分析中的基质效应研究[J]. 农产品质量与安全, 2018(1):4.