代谢组学,包括基于无歧视分析的发现代谢组学和基于目标化合物定量的靶向代谢组学,两种研究模式各有所长,相互补充,在临床疾病诊断、药物毒理研究等领域有着广泛的应用前景。本论文旨在发展基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学分析方法并探讨其在中药、疾病等复杂体系研究中的应用前景。基于UPLC/TOF-MS技术,采用化学物质组学的研究方法,利用ISO诱导的和冠脉结扎诱导的两种大鼠急性心肌缺血损伤的模型,首先验证了双龙方原方药材配伍的合理性和必要性,然后筛选得到了双龙方有效组分的最佳配伍(双龙新方),最后还对双龙新方制剂NSLF6的有效性进行了评价。代谢组学结合生理学指标结果揭示了双龙方治疗心肌梗死和心肌缺血的多途径作用机理：双龙方可通过减少细胞凋亡和促进心肌小血管增生来改善缺血和梗死部位血流,从而加快了心脏的恢复和重建；并通过影响柠檬酸循环来提高调整心肌梗死状态下机体的能量代谢水平,降低糖酵解产物对心肌的伤害,改善了心肌的缺血和梗死状态。采用UPLC/TOF-MS代谢组学方法研究了蟾酥对大鼠潜在的心脏急性毒性。结果表明蟾酥毒性对体内代谢的干扰主要集中于脂质代谢的相关途径,从代谢层面上反映了蟾酥导致的心脏损伤,以及该损伤对机体代谢的影响。从配伍的角度发现：复方麝香保心丸能够消除或减弱蟾酥的毒性作用,体现了复方的配伍减毒作用。代谢组学研究与心电图分析结果具有较好相关性。本研究为蟾酥毒性作用机制和临床合理用药提供了参考。采用LC/MS/MS技术,建立了定量叶酸、同形半胱氨酸和谷胱甘肽三大代谢循环圈中16种主要节点代谢物的靶标代谢指纹谱方法平台,并将该平台应用于神经管畸形孕妇血清的分析中。数据经生物学统计分析,找到了与胚胎神经管发育缺陷相关的7种潜在的生物标志物,更新了对神经管畸形发病机理的认识。同时,采用ROC曲线评价7中潜在生物标志物在临床诊断中的准确性,结果发现5-甲基四氢叶酸作为标志物的诊断效果最佳,有可能成为临床诊断的重要指标。