This PhD thesis is entitled “New materials and approaches with improved properties for drug analysis (Aplicació de nous materials i formats amb propietats millorades per a l’anàlisi de drogues)”. It is divided in three main sections. The first one does a collection of the most remarkable published papers about the use of smart materials for sample treatment prior an IMS detection. Likewise, this section collects the most interesting contribution of smart materials to forensic analysis in general. It is especially important in this section drug analysis because of the guidelines on which this PhD thesis has been written. The second section collects original publications from the research done along this PhD Thesis. These studies are focused on the preparation and application of new materials and approaches with non-specific interactions for drug extraction from oral fluid samples and its subsequent determination by chromatographic techniques such as gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), liquid chromatography couples to mass spectrometry in tandem (UHPLC-MS/MS) or ion mobility spectrometry (IMS). In this wat, the second section shows the development of methods based on microextraction by packed sorbent (MEPS) for the determination of new psychoactive substances (NPS) such as dichloropane, methylone or several synthetic cannabinoids. In this section, it is also shown the preparation of pipette tips filled with a polymeric monolith based on methacrylic acid and ethylene glycol dimethacrylate, poly (MAA-co-EGDMA). These polymers showed mixed-mode properties. It was able to retain satisfactorily several basic drugs from oral fluid samples. In order to obtain versatile materials, another polymeric material with double action ion exchange properties was prepared by the incorporation of 4-vinylpyridine and methacrylic acid to an ethylene glycol dimethacrylate backbone. Poly (VP-co-MAA-co-EGDMA) was able to create anion and cation exchange depending on the pH used, and it also revealed the ability to create hydrophobic interactions. The third section is focused on drug analysis by a selective approach. For this reason, it shows the application of materials such as molecularly imprinted polymers (MIPs) in different approaches such as conventional solid phase extraction (SPE) and new approaches. In this sense, firstly, a cocaine based-MIP was prepared for cocaine extraction form oral fluid and its subsequent determination by IMS. A second MIP, that was prepared previously by other groups, was prepared using methamphetamine as template molecule. The main aim of this study was to do a deep characterization of the MIP and evaluate its cross-selectivity against different illicit substances. The substances under study were amphetamine-type NPS including amphetamine derivatives and synthetic cathinone. Regarding the benefits of the cross-selectivity of some MIP, in this Thesis was prepared a MIP using 3-hydroxi phencyclidine (3-OH PCP) as template. This MIP was characterized and applied for the analysis of oral fluid samples. Besides, 3-OH PCP based-MIP was submitted to a study about tuning the selectivity. It was demonstrated that according to the washing step it was possible to obtain a specific method for 3-OH PCP extraction or a selective method with the ability to extract different structural related compounds. Another scope proposed on this Thesis was the development of new approaches of solid extraction based on selective materials. In this sense, cocaine was selected as target analyte due to its high social importance. Different approaches were developed using MIPs as selective materials. The first one was based on a device for fast and in-situ determination of cocaine using IMS. The device was composed by a first part that integrates a sample collector and a second part which contains the MIP to adsorb selectively cocaine, removing the other components of the matrix. Likewise, some limitations of conventional SPE were fixed by the use of magnetic dispersive solid phase extraction (MDSPE). The prepared MIP was incorporated covalently to magnetic nanoparticles. This magnetic MIP was able to perform a dispersive extraction avoiding the typical filtration/centrifugation steps of dispersive extraction to separate the sorbent. Thus, an easy separation by the application of a simple magnetic field was done. Another approach studied in this Thesis was based on the preparation of a monolithic polymer anchored onto a disk to create an agitation-extraction device. The MIP was prepared using ecgonine methyl ester, one of the main metabolites of cocaine, and it was applied for natural and wastewater analysis. Finally, it was also proposed the development of new materials based on aptamers for drug extraction. Different oligosorbents were prepared by aptamers immobilization onto CNBr-activated sepharose and magnetic beads for fluroroquinolones and methamphetamine determination. Thus, in the last chapter of this PhD Thesis, the preliminary results of SPE and MDSPE using oligosorbents for drug extraction are shown. In conclusion, along this PhD Thesis different materials including selective and non-selective have been prepared in order to perform the clean-up of oral fluid and water samples for drug analysis. The studies developed have demonstrated that IMS is a fast analytical technique with the ability to detect satisfactorily drugs after a selective extraction using MIPs. Besides, non-selective materials such as polymeric mixed-mode sorbents or octadecyl silica can be used to extract numerous drugs if the analytical technique used for determination have enough selectivity and sensitivity such as GC-MS or UHPLC-MS/MS.Aquesta Tesi Doctoral està dividida en tres blocs principalment. El primer bloc, a partir d’una recerca bibliogràfica, fa un recull de les publicacions més destacades que fan ús de materials intel·ligents per al tractament de mostra abans d’una determinació mitjançant IMS. Tanmateix, a aquest bloc es recullen les aportacions més interessants dels materials intel·ligents a l’anàlisi forense en general. Entre les quals és especialment destacable l’anàlisi de drogues pel que ocupa els pròxims capítols de la Tesi. El segon bloc, recull les publicacions originals derivades de la recerca portada a terme per a aquesta Tesi Doctoral. Aquests treballs tracten sobre la preparació i aplicació de nous materials i formats de caràcter genèric per a l’extracció de drogues de mostres de saliva i la seua posterior determinació mitjançant tècniques cromatogràfiques o afins tals com l’espectrometria de mobilitat iònica (IMS), la cromatografia de gasos acoblada a espectrometria de masses (GC-MS) o la cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses en tàndem (UHPLC-MS/MS). D’aquesta manera, a aquest bloc es porta a terme la determinació de noves substàncies psicoactives (NPS) tals com dicloropà, metilona o diversos cannabinoides sintètics en mostres de saliva mitjançant l’extracció amb adsorbent empaquetat (MEPS). També es van preparar puntes de micropipeta farcides amb un monòlit basat en àcid metacrílic i etilenglicol dimetacrilat, poly (MAA-co-EGDMA), amb propietats de materials de tipus mixt, per a la determinació de diverses drogues de caràcter bàsic en mostres de saliva. Amb l’objectiu d’obtindre materials més versàtils, també s’hi va preparar un polímer amb propietats de bescanvi iònic de doble acció (bescanvi aniònic i catiònic) així com amb l’habilitat de retenir compostos mitjançant interaccions hidrofòbiques. D’aquesta manera es va preparar un polímer basat en 4-vinilpiridina, àcid metacrílic i etilenglicol dimetacrilat, poly (VP-co-MAA-co-EGDMA). Al tercer bloc, s’enfoca l’anàlisi de drogues des de un punt de vista més selectiu. Per aquest motiu, principalment es mostra l’aplicació de materials com els polímers de reconeixement molecular (MIPs) en formats tals com l’extracció en fase sòlida convencional (SPE) així com en nous formats per a l’extracció de diverses drogues de manera selectiva. En aquest sentit, en primer lloc es va preparar un MIP emprant cocaïna com a molècula plantilla per a la l’extracció de la mateixa mitjançant SPE i la seua posterior anàlisi per IMS. Seguint amb el format SPE, es va preparar un MIP emprant metamfetamina com a molècula plantilla que havia estat prèviament preparat per altres grups. L’objectiu d’aquest estudi va ser portar a terme una caracterització rigorosa del MIP i avaluar la seua selectivitat creuada front a un gran nombre de substàncies il·lícites, principalment NPS de tipus amfetamina com derivats de la mateixa o catinones sintètiques entre altres. Atenent als avantatges proporcionats per la selectivitat creuada que va mostrar el MIP preparat en presència de metamfetamina, posteriorment es va preparar un MIP emprant un derivat de la fenciclidina (3-OH PCP) com a molècula plantilla. Aquest MIP va ser caracteritzat i aplicat posteriorment per a l’anàlisi d’aquesta en mostres de fluids orals. Però també es va desenvolupar un estudi sobre com la modificació de l’etapa de rentat durant l’extracció por afavorir l’obtenció de mètodes específics per a la determinació només de 3-OH PCP o cap a l’obtenció de mètodes, també selectius, però que permeteren una determinació d’altres compostos estructuralment semblants. Altre objectiu plantejat pel que respecta a l’aplicació de materials selectius està basat en l’obtenció de nous formats per a l’extracció de drogues. En aquest sentit, seleccionant la cocaïna com a substància a determinar per la seua rellevància social, es van desenvolupar diversos mètodes d’extracció emprant MIPs en diversos formats. El primer dels treballs que es mostra en aquest sentit desenvolupa un dispositiu per a la determinació ràpida i in-situ de cocaïna en mostres de saliva mitjançant IMS. A partir de la incorporació d’una primera part que permeta el mostreig junt a una segona part capaç de retenir selectivament la cocaïna i separar-la de la resta de components de la matriu, es va obtindre un dispositiu capaç de portar a terme una determinació semi-quantitativa de cocaïna. Tanmateix, en vista d’algunes de les limitacions que planteja la SPE tradicional, el MIP preparat prèviament per a la determinació de cocaïna va ser ancorat sobre nanopartícules magnètiques amb la finalitat de realitzar una SPE dispersiva, evitant les etapes típiques de separació de l’adsorbent (filtració o centrigufació) i canviant-les per una ràpida separació mitjançant l’aplicació d’un camp magnètic. Altre dels enfocaments que es deriven de l’aplicació dels MIPs a nous formats està basat en la preparació d’un MIP en forma monolítica ancorat sobre la superfície d’un disc de tefló adequadament modificat per tal crear un disc d’agitació-extracció que permeta l’extracció d’ecgonina metil èster, un dels principals metabòlits de la cocaïna, que va ser emprada com a molècula plantilla per la síntesi del MIP esmentat en mostres d’aigües naturals i de depuradora. Pel que respecta a l’aplicació de nous materials selectius per a l’anàlisi de drogues en diverses matrius, també es planteja l’aplicació d’aptàmers per a la preparació d’oligosorbents per a l’anàlisi selectiva de diversos anàlits incloent fluoroquinolones i metamfetamina (Capítol 14). En aquest sentit, a la present Tesi Doctoral es mostren resultats preliminars sobre la preparació d’aquests oligosorbents sobre safarosa activada amb bromur de cianogen així com sobre partícules magnètiques per a l’extracció en SPE o SPE dispersiva magnètica. En conclusió, al llarg d’aquesta Tesi Doctoral, diferents materials selectius i no selectius, han estat preparats per tal de portar a terme el tractament de mostra de saliva i aigües naturals i residuals per a la determinació de drogues. Els estudis portats a terme han demostrat que la IMS és una tècnica analítica ràpida amb la capacitat de detectar de manera satisfactòria drogues després d’un tractament de mostra adequat emprant MIPs. A més, els materials no selectius com la sílice modificada amb C18 o els materials de tipus mixt, han estat emprats per extraure nombroses drogues amb bons resultats sempre i quant la tècnica analítica seleccionada tinga suficient selectivitat i sensibilitat com GC-MS o UHPLC-MS/MS.