Hlavní generické názvy jsou (obchodní názvy): amitriptylin (Elavil, Tryptizol, Laroxyl), amitriptylinoxide (Amioxid, Ambivalon, Equilibrin), butriptylin (Evadyne), clomipramin (Anafranil), demexiptilin (Deparon, Tinoran), desipramin (Norpramin, Pertofrane), dibenzepin (Noveril, Victoril), dimetacrin (Istonil, Istonyl, Miroistonil), dosulepin/dothiepin (Prothiaden), doxepin (Adapin, Sinequan), imipramin (Tofranil, Janimine, Praminil), imipraminoxid (Imiprex, Elepsin), lofepramin (Lomont, Gamanil), melitracen (Deanxit, Dixeran, Melixeran, Trausabun), metapramin (Timaxel), nitroxazepin (Sintamil), nortriptylin (Pamelor, Aventyl), noxiptilin (Agedal, Elronon, Nogedal), pipofezin (Azafen/Azaphen), propizepin (Depressin, Vagran), protriptylin (Vivactil), quinupramin (Kevopril, Kinupril, Adeprim, Quinuprine).

Stanovení se provádí v plazmě (antikoagulans EDTA) nebo séru (výjimečně ve slinách nebo moku). Použití heparinu se nedoporučuje, protože může způsobit variabilitu výsledků. Vzorek by měl být odstředěný co nejdříve po odběru a skladován v lednici. Stabilita v séru: 20 – 25 °C 24 h, 4 °C 4 týdny, -20 °C déle než 1 rok. Změkčovadla z gumových zátek mohou snižovat výsledky stanovení těchto léčiv, dochází totiž k jejich redistribuci mezi erytrocyty a plazmou. Může docházet k vazbě léčiva na separační gely. Kuřáci mohou mít nižší výsledky než nekuřáci o 20 až 40 % vlivem enzymové indukce a urychlení metabolizmu léčiva.
Biologický poločas v plazmě: amitriptylin 17 – 40 h, nortriptylin 15 – 93 h, imipramin 6 – 24 h, desipramin 12 – 76 h, protriptylin 54 – 198 h, doxepin 8 – 36 h.

Přímá fluorimetrická detekce není dostatečně specifická (interferovaly metabolity v extraktu léčiva po okyselení) a fotometrie v UV oblasti je nejen málo specifická, ale také málo citlivá metoda. Fluorimetrické metody byly později vylepšeny předřazením acetylace před okyselení a navázáním α-bromakridinu na léčivo (vzniklá kvartérní sůl podléhá fotochemickému rozkladu za vzniku fluorochromu. Tak byla dosažena citlivost 5 µg/l, ale metoda je pracná a pro dosažení specifity je potřebné zařadit do analytického postupu TLC.

Izotopová diluce je výzkumná metoda, kdy je léčivo extrahováno do hexanu, pak reaguje s radioaktivně (¹⁴C) značeným acetanhydridem za vzniku radioaktivního amidu, opět následuje extrakce do hexanu a stanovení scintilace. Po zavedení chromatografické separace se zvýšila specifita stanovení, protože jinak lze označit jakýkoliv primární nebo sekundární amin. Citlivost 5 µg/l odpovídá plynové chromatografii nebo radioimunoanalýze.

Kompetitivní RIA měla od počátku (1975) problém s křížovou reaktivitou mezi stanovovanou sloučeninou
a jejími metabolity, zvláště sekundárními a terciárními aminy. Naproti tomu křížová reaktivita s hydroxy-deriváty je malá. Shoda RIA s ostatními postupy není dobrá.
Vysycovací ELISA na mikrotitračních destičkách používá křenovou peroxidázu jako marker protilátky a po imunoreakci jako substrát tetrametylbenzidin. Stanovované léčivo reaguje s monoklonální králičí protilátkou vůči myšímu séru. V následujícím kroku se reakční směs pipetuje do mikrotitrační destičky a volná místa protilátky se naváží na povrch destičky, který je potažený lysozymem a léčivem. Po promytí a reakci se substrátem se měření provádí při 410 nm. Absorbance je nepřímo úměrná koncentraci stanovovaného léčiva. Preciznost v sérii dosáhla CV 10 % a mezi sériemi 13 %.
Kompetitivní homogenní enzymová imunoanalýza EMIT vykazuje pro jednotlivá tricyklická antidepresiva rozdílnou křížovou reaktivitu. Je třeba provést extrakci na koloně C₁₈ s následnou elucí 50 % acetonitrilem
v metanolu a fosfátovém pufru při pH 7,0 a pak druhou elucí v 0,055 mol/l Tris-HCl při pH 6,4. Běžný postup je založen na kompetici mezi léčivem ve vzorku a léčivem značeným glukóza-6-fosfátdehydrogenázou o vazebná místa na ovčí protilátce. Aktivita enzymu klesá při vazbě na protilátku, proto lze koncentraci léčiva ve vzorku měřit podle změny aktivity enzymu. Aktivní enzym převádí NAD⁺ na NADH, což se projeví změnou absorbance při
340 nm. Endogenní sérová G6PDH při tom neinterferuje, protože koenzym NAD⁺ působí pouze s bakteriálním enzymem (Leuconostoc mesenteroides) použitým v tomto testu. Citlivost metody je 75 µg/l, rozsah měření do 1000 µg/l. Preciznost v sérii dosahovala CV 0,7 – 1,1 %. Metoda se používá poměrně často.
Fluorescenční homogenní polarizační technika FPIA je často používaná technika. V kompetitivním uspořádání má léčivo značené fluoresceinem v imunokomplexu s králičím antisérem vyšší polarizovanou fluorescenci než volný konjugát. Emitovaná polarizovaná fluorescence je nepřímo úměrná koncentraci léčiva ve vzorku. Křížová reaktivita mezi jednotlivými tricyklickými antidepresanty je téměř 100 %, ale s jinými léčivy jako lithium, benzodiazepiny nebo thioridazin je zanedbatelná. Nicméně perazin interferuje významně. Citlivost metody je
20 µg/l. Rozsah měření do 1000 µg/l. Preciznost v sérii dosáhla CV 4,13 – 6,10 %, celkem 4,66 – 6,69 %.

Kvantitativní postupy EMIT a FPIA stanovují léčivo a jeho metabolit separátními metodami, ale chromatografické postupy je umožňují stanovit paralelně. Tenkovrstevná chromatografie s denzitometrickou detekcí (TLCD) má nízkou preciznost a zdlouhavou odezvu. K detekci používá UV reflexní fotometrie. Separované sloučeniny reagují s nitrózními plyny za vzniku intenzivně žlutých skvrn, které se měří denzitometrem. Postup má přijatelnou specifitu a citlivost 5 µg/l, ale používá se jen ojediněle.
GLC používá plameno-ionizační detektor nebo detektor elektronového záchytu. Původní postup byl málo citlivý, což bylo vylepšeno používáním vnitřního standardu a třístupňovou extrakcí. Tím se zlepšila reprodukovatelnost a snížil se počet interferentů. Použití OV-17 zvýšilo trvanlivost kolony. Nyní je citlivost 20 µg/l s plameno-ionizačním detektorem. Léčiva lze převést na trifluoracetyl- nebo heptafluorbutyl-deriváty a po třístupňové extrakci lze dosáhnout citlivosti 10 µg/l, ale derivatizace je zdlouhavá (3 h), není použitelná pro terciární aminy
a odezva pomalá. Většina laboratoří upřednostňuje postup bez derivatizace. Preciznost je za těchto okolností
22 – 32 %.
Nejvíce citlivá a specifická je GC/MS. Jako vnitřní standardy se používají deuterovaná léčiva, která mají stejné chromatografické vlastnosti. Postup je náročný na technické vybavení.
HPLC (1975) je často používaná metoda. Je to třístupňová extrakce, podobně jako u GLC. Používají se různé kolony s obrácenými fázemi a fotometrická detekce při 254 nebo 211 nm. Citlivost je podobná jako u GLC, ale nedochází k rozkladu vzorku v detektoru. Derivatizace není zapotřebí a proto dávají laboratoře přednost HPLC před GLC. Nicméně extrakce vyžaduje asi 3 h. Mobilní fáze jsou podle typu analytu např. acetonitril/izopropylalkohol 95:5 + n-butylamin nebo acetonitril/voda 74:26 + n-butylamin. Kolony jsou: µPorasil LC nebo C₁₈ µBondapak vyhřívané na 60 °C. Mezidenní preciznost dosahovala CV 10 – 12 %, mezi laboratořemi 15 – 25 %. Citlivost byla 20 – 50 µg/l.

Kvalitativní důkaz se dělá při podezření z akutního předávkování. První metody sledovaly přítomnost v moči pomocí kapkových testů. Moč lze také extrahovat a následně separovat na TLC a rozdělení zviditelnit ninhydrinem, jódoplatičitanem nebo Dragendorfovým činidlem. Průkaz lze provést i pomocí GLC. Lze prokázat < 300 µg/l. Pomocí koloidního zlata imunochemicky lze prokázat 200 – 500 µg/l (podle druhu léčiva). Test čínského výrobce má citlivost v moči 1000 µg/l.

College of American Pathologists uvádí ve studii z roku 2001 preciznost pro tricyklické antidepresanty při koncentracích 200 – 400 µg/l CV kolem 7 %. Pro kvalitativní test je dostačující přítomnost nebo nepřítomnost sledovaného léčiva a správné rozlišování cutoff koncentrace.

Výsledky stanovení tricyklických antidepresiv jsou nižší u kuřáků a vlivem barbiturátů, citronanu, glutethimidu, chloralhydrátu, aj.
Výsledky stanovení tricyklických antidepresiv zvyšují: alimenazin, antihistaminika, antipsychotika, cimetidin, cyclobenzaprin, difenhydramin, doxepin, hydrokortizon, chlorpromazin, karbamazepin, maprotilin, mesoridazin, methylfenidát, mianserin, neuroleptika, orální kontraceptiva, perazin, promazin, aj.