复杂体系的分析能够提供丰富的样本信息。在药物分析领域,复杂体系的分析主要包括了对天然产物及中草药成分,生物样本中的内源性代谢物、药物及药物代谢物,以及食品、制药行业中样品的分析。植物药或中草药中含有成千上百种化学成分,种类繁多且结构复杂,使用常规方法来分离得到足量的化学纯品不仅耗时、耗力、效率低,一些微量组分更是容易被忽视。另外,在生物样本体系中,撇开其中药物及药物代谢产物的影响,它本身所含有的内源性物质更是数量巨大,种类丰富。因此,这些复杂体系中存在的已知和/或未知的化学成分,对目标化合物的定性定量分析会造成一定的限制。所以找到一种有效的分析方法,从复杂混合物中快速发现并确证化合物组分,一直是近年的研究热点。核磁共振（NMR）是一种非常强大的分析技术,在过去的70年里,已经逐渐成为分析化学领域一个主要工具,被常规地用于化学结构鉴定与表征。NMR通常被用作非破坏性的样品分析方法,可以同时定性定量多种化学成分。在混合物分析方面,与色谱、质谱技术相比存在许多优点,目前广泛地应用于食品、化学、制药以及生物医学等领域。核磁共振在复杂体系分析中能提供丰富的化学信息,但当体系中存在的化学结构高度相似的成分时,会产生复杂且重叠的多重信号,这些信号使得难以清晰准确的对其进行分析归属和解释。针对上述问题,本课题以基质辅助的DOSY核磁技术为核心,将其应用于天然产物中的三大类成分（生物碱、黄酮和萜类）以及生物样本等常见复杂体系的分离分析,从而进一步拓宽其应用范围。为此我们主要进行了以下四个方面的探索。首先,开发基质辅助的DOSY方法并应用于吲哚生物碱混合体系的分析。选择有代表性的活性生物碱成分,如利血平、育亨宾、长春质碱、β-咔啉构建吲哚生物碱混合物模型,研究DOSY对其的分离效果。课题中,选取聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙二醇（PEG）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）以及十二烷基硫酸钠（SDS）四种成分作为基质。实验结果表明,在四种基质中SDS表现得最好。经过方法学研究,确定最佳实验参数,空采次数（DS）值为8,扫描次数（NS）值为16,间接维采样数据点（TD）值为16。优化SDS添加量为6mg时,能够显著提高分析物组分的扩散系数,且此时的分离度最大。将溶剂改变为极性相反的CDC13并没有提高分析物的之间的扩散系数差别,反而使得图谱分辨率进一步降低。为了验证方法的有效性,将该方法应用于羊角棉总碱提取物的实际样本分析中。通过基质辅助的DOSY技术进行信号分析,经识别共得到9种化合物组分,与模型混合物的识别结果相比,证实了该方法的实用性。其次,优化基质辅助的DOSY方法并应用于黄酮混合体系的分析。课题中,选择有代表性的活性成分黄芩素、黄芩苷、槲皮素、葛根素及芦丁作为黄酮混合物模型。实验结果表明,添加SDS的DOSY实验呈现出最佳分离。方法确证结果表明DOSY实验参数分别以DS为8,NS为16,TD为32能获得最优分离效果。随着SDS的浓度的增加,分析物之间的分离度逐渐增大,到9mg时分离度达到峰值,再继续添加SDS其分离度开始下降。此外,黄芩苷与槲皮素具有相似分子量,通过将槲皮素的浓度添加到6 mg,能达到17.9%、14.4%、8.8%及13.6%的扩散系数百分比差别。在此基础上,将上述优化过后的方法应用于中药黄芩总黄酮的定性分析。通过与质谱数据分析结果进行比较,共识别确认了 9种化合物组分的存在,也进一步验证了该方法的在黄酮混合物上的实用价值,为后续研究提供一定的参考。随后,将基质辅助的DOSY技术应用到萜类混合体系的分离分析。选择有代表性的活性成分青蒿素、环黄芪醇、齐墩果酸、穿心莲内酯作为萜类混合物模型,按照前两章的实验方法对该技术进行系统的研究。实验结果显示,以SDS作为基质能够拉大分析物之间的扩散系数百分比差异,获得33.09%、15.76%以及4.52%的最佳分离。当DS值为8,NS值为16,TD值为16能够获得最佳分辨率,将SDS的浓度提高到9 mg时,组分间的分离度最大。此外,考察溶剂极性的影响时发现,MeOD的加入降低了分析物的溶解度进而使得图谱的分辨率进一步降低。最后将基质辅助的DOSY技术应用到乳香总萜类提取物的分离中,通过虚拟分离得到了5种分析物组分,通过与质谱数据对比,确认了这些组分的存在,进一步拓宽了基质辅助的DOSY技术在天然产物中的应用范围。最后,建立用于生物样本代谢组学研究的基质辅助的DOSY方法。首先,选取了 10种代谢物的作为代谢物模型,研究发现以PVP辅助DOSY实验能够在该类混合物上获得最佳分离。此外,PVP作为高分子聚合物,浓度及分子量的增加都会提高溶液的粘度,显而易见,这不利于分析物之间的分离;另外,改变代谢物浓度对于基质辅助的DOSY的分离效果未见明显影响。在此基础上,采用基质辅助的DOSY代谢组学进一步对丙烯酰胺（ACR）染毒大鼠的血清代谢表型及机制进行研究,结合正交偏最小二乘判别分析方法对高剂量给药组大鼠血清内容物的2D DOSY图谱进行多元统计分析,共鉴定出1 1个差异代谢物。实验结果表明,高剂量ACR给药组中谷胱甘肽、2-氧戊二酸、柠檬酸、谷氨酸、谷氨酰胺、组氨酸、脯氨酸的水平显著性下调;对其进行代谢通路富集分析,实验结果显示,高剂量ACR主要对大鼠体内谷氨酸、谷胱甘肽代谢通路及三羧酸循环通路产生影响。综上所述,本文通过将基质辅助的DOSY核磁技术引入药物分析中,对常见三大类天然产物及生物样本的分离分析,通过对检测方法的研究和开发,扩大了基质辅助的DOSY核磁技术在复杂体系分析领域的应用范围,提出了可靠有效的混合物分离识别方法。在本论文研究的基础上,探讨了针对不同复杂体系VSP的选择和方法优化规律,以期为后续的研究提供参考意义。