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研究背景在法医毒物分析实践中涉及的样品主要是复杂的生物样品或环境样品,依赖于光谱、色谱、质谱等仪器进行分析。由于样品中含有的复杂基质会影响分析仪器的性能,因此在仪器分析之前最重要的一个步骤是对样本进行前处理。传统的液液萃取技术和固相萃取技术由于步骤繁琐、对分析物选择性低、净化能力弱等缺点,难以有效清除复杂样本尤其是法医毒物分析中非目标分析物的干扰,亦难以一步实现目标分析物的富集分离。尤其是当样品量有限时,法医学家用传统萃取技术时面临着严峻挑战。液相微萃取（Liquid-phase microextraction,LPME）是一种新型样品前处理技术,其基本原理是基于分析物浓度梯度和p H梯度的被动扩散,已经开发了基于膜的LPME技术,其中使用的多孔纤维膜的物理隔绝和膜溶剂的特殊性质增加了这种样品前处理技术对目标分析物的选择性。LPME具有绿色、简单、快速、经济等特点,近年来在分析化学领域得到了迅速发展。另外,电场辅助液相微萃取技术即电膜萃取（Electromembrane extraction,EME）技术,在样品前处理领域扮演越来越重要的角色。EME是由LPME发展而来的一种新型的样品前处理技术,其主要特点是在样品相和接收相中施加电场,通过调节样品相和接收相溶液p H值使分析物处于离子状态,在电场驱动力的作用下分析物能够被快速从样品相萃取到接收相,EME是一种绿色、快速、富集能力强和选择性高的样品前处理技术。在从复杂基质中分离富集中枢神经系统类药毒物等领域,传统样品前处理技术难以实现目标分析物快速、高选择性的分离富集。针对上述问题,结合LPME技术和EME技术的优点,本研究利用液相微萃取技术从污水、血液和尿液、生物组织法医学样品中分离富集中枢神经系统类药毒物。该研究广泛拓展了液相微萃取技术在法医毒物分析中的应用,液相微萃取技术在多种样品中的适用性为将来研究活体液相微萃取技术奠定基础。本研究主要包括以下三个部分:第一部分:基于液相微萃取技术分离富集环境水中毒品的研究目的:本研究拟基于液相微萃取的原理,创新地制备了微萃取袋（Microextraction bag,MEB）,用于环境水样和污水中毒品的分离富集。方法:首先创新性使用多孔聚丙烯膜制备一次性MEB。并对影响LPME的参数（膜溶剂类型、样品相p H值、接收相p H值、膜溶剂体积、盐的浓度、转速和萃取时间等）进行了优化;然后利用LC-MS/MS验证建立的LPME方法用于萃取水样中6种毒品类精神活性物质检测的适用性;最后通过在湖水、江水和医院污水中的应用进一步证明了MEB-LPME-LC-MS/MS在污水和环境水体中毒品类精神活性药物检测的适用性。结果:在最佳优化条件下,加标水中六种毒品的回收率为40-93%,检出限为0.3-8.7 ng/L。所建立的分析方法重复性较好,相对标准偏差（Relative standard deviation,RSD）在2.2-15%范围内。该方法已成功应用于中山公园人工湖、汉江环境水样和医院污水中违禁药物的定性检测,并在医院污水中定量检测到苯丙胺、甲基苯丙胺和可待因三种毒品,三种毒品的含量分别为30.8 ng/L,97.4 ng/L和68.3 ng/L。此外,该方法萃取装置简单易制,可同时处理50个样品,较高的检测通量将大大减轻毒物分析工作者和分析学家的劳动强度,所建立的方法能够灵敏检测污水和环境水样中的痕量毒品,在政府开展毒情监测和辅助公安机关打击毒品违法犯罪中具有实用价值。第二部分:基于电场辅助液相微萃取技术分离体液中巴比妥类药物的研究目的:血液和尿液是法医毒物分析中最常见的生物样品。电场辅助液相微萃取技术即电膜萃取技术（EME）是一种新型液相微萃取技术,具有选择性高、萃取时间短、样品净化能力强等优点。滥用巴比妥类精神活性物质自杀或违法犯罪的案件在检案中经常遇到。因此本部分研究的目的是利用EME技术研究法医毒物分析中常见生物检材血液和尿液中巴比妥类精神活性物质的分离方法,并结合高效液相色谱仪-紫外检测器（HPLC-UV）和液相色谱-质谱联用仪（LC-MS/MS）对血液和尿液中巴比妥类精神活性物质进行测定。方法:本研究采用平板膜EME装置,利用HPLC-UV评估回收率,优化了影响EME效率的参数:膜溶剂、样品相p H值、接收相p H值、膜溶剂体积、盐、萃取电压、转速和萃取时间;然后分别利用HPLC-UV和LC-MS/MS验证所开发的EME方法用于血液和尿液中巴比妥类精神活性物质检测的适用性;最后通过实际案例的应用进一步证明EME-HPLC-UV和EME-LC-MS/MS在法医毒物分析领域的价值。结果:在最优条件下（膜溶剂:磷酸三丁酯;膜溶剂体积:4μL,萃取电压:3 V;萃取时间:20 min;转速:1000 rpm;样品相为:10 mmol/L Na OH;接收相:20 mmol/L Na3PO4）,血液中巴比妥、苯巴比妥、戊巴比妥三种精神活性物质的回收率分别为57%,60%和67%,尿液中三种药物的回收率分别为51%,50%和90%。所建立的分析方法在浓度范围内线性良好（R~2>0.99）,重复性较好（RSD均小于15%）。血液中所建立EME-HPLC-UV方法中三种药物的检出限在0.14-0.21μg/m L范围内;尿液中EME-HPLC-UV方法中三种药物的检出限在0.38-0.69μg/m L范围内。血液中所建立的EME-LC-MS/MS方法中三种药物的检出限在0.44-4.3 ng/m L范围内;尿液中三种药物EME-LC-MS/MS方法的检出限在0.87-2.92 ng/m L范围内,所建立的分析方法成功用于检测服用安眠药自杀患者血液和尿液中的巴比妥类精神活性物质。本部分研究的原创性成果有:第一次发现了磷酸三丁酯是高效萃取酸性分析物的膜溶剂;第一次报道了利用EME技术从全血中萃取酸性药物的可行性;第一次准确评估了EME过程中液相微萃取的参与度;并且所建立的方法成功应用于真实案例,从被鉴定人的血液中检测到苯巴比妥安眠药物。第三部分:基于电场辅助液相微萃取技术分离生物组织中抗精神疾病和抗抑郁类药毒物的研究目的:探索电场辅助液相微萃取技术用于分离组织中抗精神疾病和抗抑郁类药毒物的可行性,为研究药毒物在体内的分布奠定基础。方法:采用平板膜EME装置,在课题组前期优化的EME抗精神疾病和抗抑郁类药物的基础上,利用HPLC-UV评估回收率,进一步优化了接收相种类、离心和浓度对回收率影响;然后利用LC-MS/MS验证EME方法用于鱼肉组织中抗精神疾病和抗抑郁类药物检测的适用性。结果:在最优EME条件下,鱼肉组织中分析物的回收率较标化水溶液中有明显的下降,鱼肉组织中氟哌啶醇、阿米替林、氟西汀和舍曲林的回收率分别为62%,60%,50%和30%。所建立方法对于阿米替林、氟西汀和舍曲林在浓度2-1000 ng/g范围内线性良好（R~2>0.99）,氟哌啶醇在5-1000 ng/g范围内线性良好（R~2>0.99）。所建立的分析方法重复性较好（RSD均小于10%）。鱼肉组织中四种药物的检出限在0.3-0.8 ng/g范围内,开发的高灵敏方法对于人体组织中抗精神疾病和抗抑郁类药物的检测、死后代谢分布、毒理学研究以及将来开展大规模人群健康与药物暴露之间的相关性研究都具有非常重要的意义。