铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura & Migo）具有抗氧化、抗癌、调节免疫和保护结肠等多种药理功效，被作为食品补充剂和草药广泛应用于全球，尤其是在很多亚洲国家。铁皮石斛种类繁多，全世界有 1000 多种，我国约有 76种，不同石斛的药效和价格相差很大，石斛市场鱼龙混杂。在第一部分中，我们建立了一种综合的分析方法，涉及微波辅助提取、核磁共振（NMR）代谢组学和最小二乘支持向量机（LS-SVM）模型以鉴别铁皮石斛粉是否掺假及掺假比例。此外，我们还建立了铁皮石斛的生物标志物。基于核磁共振代谢组学数据， LS-SVM模型可用于鉴别掺假的铁皮石斛粉，准确率达98%。此外，LS-SVM模型可以量化掺假石斛粉的纯度，模型验证阶段R2和RMSE分别为0.999和1.410，双盲测试阶段R2和RMSE分别为0.998和2.660，整个质量评价过程只需要9 min。我们还确立了铁皮石斛的生物标志物为O-乙酰化化合物（O-acetyl group），以此为生物标志物可以很好地鉴别铁皮石斛和黄皮石斛、水草石斛、铜皮石斛、金钗石斛以及紫皮石斛的掺杂物。因此，将NMR代谢组学和LS-SVM相结合可能成为评价铁皮石斛质量的有力工具。在今后的研究中，我们试图运用所建立的方法来评估其他食品或中草药产品的质量，从而扩大应用范围。　　在第二部分中，我们进一步研究了铁皮石斛的药效及其作用机制，发现铁皮石斛水提物（DOWE）预处理可以使链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病小鼠的血糖降低，表明铁皮石斛对预防糖尿病有一定的作用。糖尿病是一种极为常见的慢性疾病，由于其高发病率和死亡率，已成为全球健康问题之一。国际糖尿病联盟（IDF）估计，2015年全球有4.15亿糖尿病患者，然而大约有1.93亿人未被确诊。如果不采取任何措施，到2040年患病人数将增加到6.42亿。古代中医药方剂在治疗和预防疾病中拥有3000多年历史，其中采用植物提取物治疗糖尿病历史也非常悠久，并且潜力巨大。植物提取物作为发现治疗糖尿病新策略已得到广泛关注。　　故而我们运用NMR代谢组学进一步探索DOWE对预防小鼠糖尿病的代谢作用机制。结果表明，在血清中铁皮石斛水提物高剂量组（HWE）组相比于糖尿病组（DM）血中葡萄糖含量显著降低，这与血糖仪检测的结果一致。与对照组相比，HWE预给药的小鼠血中柠檬酸含量显著上升，铁皮石斛水提物低剂量（LWE）和HWE预给药小鼠血中肌酸显著降低以及谷氨酰胺显著上升。在肝脏组织中，LWE和HWE组肌酸、丙氨酸、异亮氨酸和牛磺酸水平显著上升，HWE组亮氨酸、缬氨酸、谷氨酰胺、谷胱甘肽和3-羟基丁酸的含量要显著高于对照组。此外，糖原染色（PAS staing）结果显示LWE和HWE组的肝糖原水平显著升高。相关性结果表明血清中葡萄糖与柠檬酸、丙酮酸、丙氨酸、组氨酸和谷氨酰胺呈负相关，与肝脏中的丙氨酸和牛磺酸呈负相关。因此，我们认为DOWE发挥降糖作用的机制可能与肝糖原合成增加、能量和氨基酸代谢上调以及牛磺酸介导的抗氧化应激有关。此外，我们进一步探索了石斛多糖对治疗小鼠糖尿病的代谢作用机制。结果显示铁皮石斛能显著降低糖尿病小鼠肝脏中支链氨基酸转运体的表达，减少支链氨基酸在肝脏的蓄积，从而对肝脏起到保护作用。　　本研究将NMR代谢组学和LS-SVM模型相结合，能够鉴别铁皮石斛粉末的掺假情况，并确立了铁皮石斛的生物标志物，有助于对其进行质量评价和真伪鉴别。另外，我们发现铁皮石斛对预防糖尿病有一定的作用，通过代谢组学方法发现铁皮石斛发挥降糖作用的机制可能与增加肝糖原合成、上调能量和氨基酸代谢和牛磺酸介导的抗氧化应激以及减少肝脏支链氨基酸的蓄积有关。本研究为评估食品或中草药的质量提供了新思路。另外，探索铁皮石斛的代谢作用机制，对开发预防和治疗糖尿病的药物具有重要意义。