标准品也会“说谎”？谈谈基质效应

作者：Nicebiochem

在实验室里，我们习惯于信任标准品——它是我们数据的基石，是精准的化身。然而，当你发现用纯溶剂配制的标准曲线完美无缺，但检测真实样品时结果却总是出现偏差，你可能遇到了一个狡猾的“骗子”：基质效应。它能让最可靠的标准品“说谎”，而我们的任务，就是学会识破它的伎俩。

一、 什么是基质效应？

简单来说，基质效应是指样品中除了目标分析物以外的其他所有成分（即基质），对目标物测定造成的间接影响。这种影响会导致一个致命的结果：在纯溶剂中，标准品的响应行为与在复杂样品中完全不同。

这就好比在空旷的操场上跑步与在拥挤的商场里跑步，即使你用同样的力气，速度也会天差地别。

二、 “说谎”的伎俩：基质效应的两种主要形式

1. 抑制效应

· 现象： 样品中某些基质成分会“压制”目标物的信号，导致测得的浓度低于真实值。

· 机理： 在LC-MS/MS中最为常见。共流出的基质成分可能与目标物竞争液滴表面的电荷，或影响其去溶剂化效率，从而降低目标物的离子化效率。

· 好比： 在一场嘈杂的派对上，你说话的声音（目标物信号）被背景噪音（基质）淹没了，别人很难听清。

2. 增强效应

· 现象： 与抑制相反，某些基质成分会“助推”目标物的信号，导致测得的浓度高于真实值。

· 机理： 基质成分可能帮助目标物更有效地离子化，或减少其与流动相/容器壁的吸附。

· 好比： 有人给你递了一个麦克风（基质），让你的声音（目标物信号）被放大了。

三、 如何识破“谎言”？四种常见的校正策略

既然标准品在纯溶剂里会“说谎”，我们就必须把它放到“考场”里去测试。

1. 基质匹配标准曲线——打造“模拟考场”

· 方法： 使用与待测样品相同的、但不含目标物的空白基质（如空白血清、空白组织匀浆液、空白河水）来稀释标准品，绘制标准曲线。

· 优点： 让标准品与真实样品处于几乎相同的基质环境中，能最有效地抵消基质效应。

· 挑战： 获取完全洁净的空白基质有时非常困难。

2. 标准加入法——最可靠的“内参”

· 方法： 将已知量的标准品直接加入到一份待测样品中，然后比较加标前后信号的变化量，来计算样品本底的浓度。

· 优点： 能完美校正该特定样品的基质效应，被认为是最准确的方法之一。

· 缺点： 工作量大，每个样品都需要单独测定，不适合高通量检测。

3. 同位素内标法——黄金标准的“替身”

· 方法： 在样品和标准品中均加入稳定同位素标记的内标物（如^13C, ^15N标记的同一化合物）。内标物与目标物化学性质几乎完全相同，因此会经历几乎完全相同的基质效应。

· 优点： 通过计算目标物/内标物的响应比值来定量，可以精准校正从样品前处理到仪器分析全过程的基质效应和损失。这是LC-MS/MS定量的黄金标准。

· 挑战： 同位素内标价格昂贵，且并非所有化合物都能轻易获得。

4. 优化前处理方法——从源头“净化考场”

· 方法： 通过改进样品提取、净化和富集步骤，尽可能地将干扰性的基质成分去除。

· 例如： 使用选择性更强的固相萃取柱、优化蛋白沉淀试剂等。

四、 如何发现“谎言”？基质效应的评估实验

在你建立一个新方法时，如何知道是否存在基质效应？

· 柱后灌注实验： 一种经典的评估LC-MS/MS中离子抑制/增强效应的方法。

· 更简便的方法：

1. 将标准品加入到纯溶剂中，进样分析，得到响应值A。

2. 将相同量的标准品加入到经过前处理后的空白基质提取液中，进样分析，得到响应值B。

3. 计算 基质效应 = (B / A) × 100%。

§ 若结果 ≈ 100%，无显著基质效应。

§ 若结果 << 100%，存在离子抑制。

§ 若结果 >> 100%，存在离子增强。

结论

标准品本身从不说谎，但它所处的环境——基质——会扭曲它传递的信息。作为一名优秀的实验室侦探，我们的职责不是去责怪标准品，而是要充分认识到基质效应的普遍存在性，并主动采取科学的策略去校正它。

理解并克服基质效应，是从一个新手技术人员迈向资深专家的关键一步。它提醒我们，真正的精准分析，不仅在于操作的精密度，更在于对复杂体系的深刻理解和有效控制。