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核磁共振(NMR)结合主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)是研究复杂生物体系的有力手段。人血浆已经用于确诊多种疾病、评估生理健康状况、展开代谢组学以及基因组学的研究，这些工作的关键在于确定血浆中目标组分的正常浓度范围。而标记物的正常浓度范围受个体差异性的影响而变化较大。本论文第二章旨在建立表征血浆个体差异性的NMR方法，进一步探讨血浆个体差异性对非甾体抗炎药布洛芬(Ibuprofen，IBP)与血浆相互作用的影响。用PCA处理70个健康男性血浆的常规一维氢谱(NW-NMR)、弛豫加权谱(T2W-NMR)及扩散加权谱(DW-NMR)，结果表明T2W-与DW-NMR谱可以更好地反映血浆的个体差异性，且得分图的主成分能表征血浆的脂蛋白、甘油三酯及乳酸的个性化差异。并以此为基础建立了表征血浆个体差异性的方法，定量研究表明血浆个体差异与IBP-血浆蛋白相互作用的强弱存在显著性相关。因此，能用表征血浆个体差异性的参数预测IBP-血浆蛋白相互作用的强弱。
扩散加权谱、弛豫加权谱结合PCA方法可以用来表征血浆的个性化差异并以此预测IBP与血浆蛋白相互作用的强弱，然而，两种加权谱中大分子或者小分子NMR信号的强弱与各自成分的比例与加权谱实验参数密切相关这可能对预测IBP与血浆蛋白相互作用的强弱有影响。为此，论文第三章进一步探讨了核磁共振加权谱实验参数的设置对预测血浆与药物相互作用个体差异性的影响。以对照组与加入布洛芬血浆组为模型，改变扩散时间、梯度强度、回波时间，采集了27个不同实验设置的扩散加权谱与10个不同回波时间的弛豫加权谱。结果表明，扩散时间为0.1～0.14 s且40％的梯度强度(即为15.2 G/cm)时采集的扩散加权谱和回波时间为70～110ms时采集的弛豫加权谱更适合用来预测血浆与布洛芬相互作用的个性化差异。
第四章中，一维1H NMR结合PCA方法被用于识别复杂生物体系葡萄酒的类型、原料及原产地。应用NMR-PCA方法将21瓶不同类型的葡萄酒勾兑、半干、干白及干红这四类区分开来，来自三个产地的14瓶干红也得到良好的区分。导致葡萄酒类型与原产地的区分的主要因素分别为酿造工艺与葡萄生长环境。同时，导致上述区分的主要化学物质也得以辨识。