В те дни Никольс работал над книгой, которая должна была выйти в свет в 1956 году. Она называлась «Научное исследование преступления» и содержала важную, основанную на личном опыте главу о токсикологии. «Опыт последних лет, — писал он, — свидетельствует о том, что средства отравления меняются с изменением привычек населения и с изготовлением новых медикаментов». В связи с этим оказались недостаточными имеющиеся в распоряжении токсикологии средства определения ядов. Никольс особое внимание уделил снотворным средствам; основная часть главы о токсикологии посвящена борьбе с барбитуратами. Способ Стаса — Отто и в этой борьбе оказал большую услугу. Но новые яды во многих случаях так мало отличались от веществ самого организма, что плохо поддавались выделению относительно грубым способом. Еще в 1946 году П. Валов разработал метод выделения барбитуратов и их продуктов обмена, разрушая вещества самого организма вольфрамовой кислотой. Согласно опыту Никольса, этот метод давал хороший результат, но только при сравнительно больших количествах барбитуратов. Японец Кавахара предпринял попытку устранить вещества самого организма, прежде всего белок и жир, в которых пытались обнаружить барбитураты, тем, что растворял их в большом количестве ферментов пищеварения, которые, как соки поджелудочной железы, расщепляли белки и жиры. И, наконец, Никольс сам разработал способ устранения белка и жира при помощи едкого натра. Он получил довольно чистые экстракты, кроме тех случаев, когда исследовались сильно разложившиеся органы. Здесь необходимы были фильтрование и добавление угля, ацетата свинца и других веществ.
Что касается последующей идентификации отдельных барбитуратов, то Никольс тоже принимал участие в поисках. Старые цветные реакции были усовершенствованы. Имелись ванилиновая реакция, диметиламинобенцалдеидовая реакция. Но все они не были абсолютно надежными, так как, помимо барбитуратов, часто другие вещества вызывали с этими тестами подобные цветовые реакции. Кроме того, нужно было иметь большой опыт, чтобы отличать оттенки цветов отдельных барбитуратов. Они были мало различимы между собой. Зеконал давал с диметиламинобенцалдеидовым тестом коричневую окраску с пурпурными полосами, которая при добавлении спирта переходит в фиолетовый цвет. Почти то же самое наблюдается и с другими снотворными средствами — нембуталом и пентоталом. Как и с алкалоидами, при их определении пытались использовать точки плавления различных барбитуратов. Но и здесь столкнулись с трудностями. Точки плавления пентотала и амитала — от 155 до 158 и от 156 до 157 градусов так близки, что едва ли возможно отличить их друг от друга. С зеконалом дела обстояли лучше: его точка плавления (95 градусов) довольно резко отличалась от других. Чтобы уточнить способ определения барбитуратов по точке их плавления, выработали «смешанное определение», надежность которого Никольс проверял уже несколько лет.
Кроме того, как и с алкалоидами, для определения барбитуратов использовали кристаллы. Англичанин Турфитт с 1948 года небезуспешно занимался изучением форм кристаллообразований различных барбитуратов и установлением закономерностей их различия. Датчане Т. Гуанг, Е. Йолк Хансен, Б. Жерстев применили для кристаллов рентгеновский структурный анализ. Пользу принесла также и хроматография благодаря работам англичанина Карри, финнов Тамминена и Леппэнена, чехов Вецерека и Шундела, немца Георга Шмидта и американцев Альгери и Купера. Хроматография помогла определению целого ряда барбитуратов. Однако в некоторых случаях она оказалась бессильной, так как барбитураты (например, зеконал, нембутал, амитал и зенорил) слишком близко располагались на фильтровальной бумаге и их нельзя было точно различить. В смесях барбитуратов, которые часто встречались как успокоительные средства, путем кристаллизации удавалось выделить отдельные из них. Но еще существовали препараты (смесь зеконала и амитала), разделить которые пока не удалось.