图1. 法医和毒物学中用于确证体液和人体组织中的药物残留。

在法医和毒物学实验室中，搅拌棒吸附萃取法（SBSE）可用来对血液、尿液和组织样品进行萃取，然后使用热解吸技术进行解吸，从而更好地转入GC-MS对其中的毒品和药物残留物进行分析检测。减少了样品前处理的过程，并避免了溶剂的大量使用。

为了查明死亡原因、毒品或滥用药物以及其他事实，法医毒物学需要对人体体液和人体组织中的药物活性成分、毒品及其降解产物进行确证，最为常用的方法当属GC/MS。但在GC/MS之前，需要将这些活性物质或代谢物从其生物基体中离析出来。对于这类样本最常用的前处理方法都是基于液液萃取、固相萃取或蛋白质沉淀法，这些方法的缺点在于：费工、费时，有些还要使用有毒的有机溶剂。现在已成功开发了一种带有Gerstel-磁子的搅拌棒吸附萃取法，可以将有机化合物从其水相基体中萃取出来，而且几乎无需样品前处理。

这种磁子是一种特殊的以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为外层覆膜的磁性搅拌转子，当磁子搅动样品溶液时，溶质便被萃取到磁子的表层中，萃取完成后将磁子从样品溶液中取出，用蒸馏水洗去基体残留液，擦干，置于提前准备的解吸附单元中（热解吸单元 TDU）进行解吸，然后转入GC-MS中定量分析。搅拌棒吸附萃取法易于操作，无需复杂的样品前处理步骤，而且可实现部分自动化。按照磁子形状不同其吸附体积介于20~130 μl之间。与之相比，SMPE（固相微萃取纤维）纤维的吸附体积则仅为0.5μl。
应用搅拌棒吸附萃取法时，除了显示出良好的重现性，还显示出很低的检测限（亚ng/L级），其优势在疏水性有机物方面更加明显，萃取物能定量地转入到GC 柱上。

图2. 具有搅拌棒吸附萃取装置、多用进样器（MPS）、Gerstel热解吸单元的GC/MS系统。

优化SBSE的回收率

对一种待检测的溶质应用SBSE法得到的回收率，可以用KO/W值进行计算。KO/W是一个无量纲数值，该值是指在一定温度下某种化学物质在正辛醇和水组成的两相间的平衡浓度比值。KO/W值大于1意味着该物质在脂中有很好的溶解度，相反，KO/W值小于1则表明该物质在水中的溶解度特别好。这对于SBSE方法的意义在于：凡具有较高logKO/W值（logKO/W＞4）的疏水性物质均能以较高的回收率直接萃取。对于具有较低logKO/W值（logKO/W<4）的亲水性物质，加入NaCl （20%~ 30%）可以改善回收率。当然在加入盐的同时也会导致疏水性溶质回收率的显著降低。因此可以将同一样品均分为两等份来应用搅拌棒吸附萃取法，采用不同的萃取条件，可以对化学性质差别很大的化合物进行广谱性确证。从水相中对疏水性溶质进行萃取时也可以通过加入甲醇来优化。

牛脑组织的SBSE萃取

对搅拌棒吸附萃取法的早期评估中，发现了存在于尿液、水、唾液、牛血清中的特殊毒品和药物制剂，同样还发现了酒中的农药残留物、地表水中的污染物以及食品中的异物和防腐剂。以下以牛脑组织为例，使用带Gerstel-磁子的搅拌棒吸附萃取法，从牛脑中萃取出化学属性不同的生物活性物质。

首先，将2g牛脑组织样品使用德国IKA试管分散机匀质化，称量后与液体标准品混合。用eppendorf 公司的5 ml移液管分取大约1g组织溶液。继而加入经由NaCl 饱和了的5 ml 0.1 M Trisma-缓冲溶液（pH 8.5），放入磁性搅拌子（2 mm长，1 mm PDMS覆膜厚度）。于电磁搅拌台上以每分钟1000转的转速萃取3h。然后取出磁子，以蒸馏水洗净，擦干后转入到热解吸管中。继而通过GC/MS予以测定。

图3. 针对掺有毒品和药物组分的牛脑样品进行SBSE-GC/MS的分析结果。

在上述生物活性物质的萃取和分析中应用的仪器包括：Gerstel-热解吸单元（TDU）；Gerstel-冷加样系统（KAS）带 LN2选配件；Gerstel多功能进样器（MPS）；安捷伦 6890气相色谱仪；安捷伦5975质谱检测仪。

分析结果的解析

当通过对一个样品的分析得到其中毒物和药物残留的含量之后（阳性对照），所用方法可进而用于另一个含有未知药物和毒品样品的测定（回跳试验）。

对于阳性对照色谱图的求值，是依据安捷伦质谱化学工作站的目标数据库来进行的。而对于回跳试验而言，则必须按照“未知的”分析物于色谱图中查找，这种查找是采用安捷伦化学工作站的解卷积报告软件（DRS）进行的，包括利用AMDIS（自动化质谱解卷和鉴定软件）对谱图进行解卷，以及对解卷后的谱图在NIST（国家标准和技术研究所）图书馆进行查阅。

除了质谱图之外，还可应用色谱峰的保留时间作为鉴定的判据，每种组分的保留时间，均于分析之前就已经借助于安捷伦的保留时间锁定软件（RTL）与贮存于数据库中的保留时间进行了对照。每条经由自动化质谱解卷和鉴定软件数据库所识别的解卷谱图，将在NIST图书馆中进一步搜索。此外，这些组成还将借助于化学工作站目标数据库（与自动化质谱解卷和鉴定软件数据库相同的组成）从色谱图中进行搜索。

由不同的图书馆搜索所得到的结果将自动地汇集于一份报告之中，通过严苛的考证得到最终的报告。对于那些需要将结果衍生之后才能进行鉴定的物质，热解吸单元（TDU）可提供特殊的在线衍生装置。

分析条件

热解吸单元（TDU）

温度：50℃，300℃/min，

280℃（10 min）；

气动：无分流。

冷加样系统

温度：-100℃， 2℃/s，

300℃（26 min）；

气动：溶剂排放 50 ml/min，

3min分流；

内衬：石英棉。

气相色谱仪 GC

炉温：100℃（1 min），

10℃/min，325℃（6.5 min）；

气动：111.4 kPa，恒压；

色谱柱：Rxi - 5ms（Restek）30 m×0.25 mm×0.25μm，安捷伦保留时间锁定软件RTL，锁定物质普罗地芬SK F525-A（β-二乙胺基乙醇二苯基丙基乙酸酯盐酸盐）。

MSD

MSD：EI 模式，扫描40~570 amu。