前沿应用 | 低场核磁共振技术用于食药物质的研究和评价

2023年11月17日，国家卫生健康委、国家市场监管总局发布《关于对党参等9种物质开展按照传统既是食品又是中药材的物质公告》（2023年第9号），9种物质纳入按照传统既是食品又是中药材的物质（简称食药物质）目录。截至目前，国务院卫生行政部门共发布了三批次既是食品又是中药材名单，共计102种。

全国人大代表、中国工程院院士张伯礼表示，这类物质目录纳入依法监管体系，是对中医药食疗和“治未病”健康理念的肯定，仍有很大发展空间[1]。那么，对于食药物质研究人员来说，研究方向会更倾向于中药材还是食品？

低场核磁共振技术在中药领域的应用

在中药生产加工与品质检测过程中，通过LF－NMR/MRI技术对样品中的水/油脂信号含量进行分析，比如在种子萌发、药材干燥/复水、药材鉴别贮藏、饮片加工炮制等过程，可清晰掌握药材干燥终点、贮存特性及鉴定鉴别，为中药的质量控制与评价应用提供一种科学数据化的技术手段[2]。

低场核磁共振技术在食品领域的应用

低场核磁在食品领域的应用更为广泛。食品中水分的分布及其迁移特性的研究、油脂品质变化的评估、玻璃态转化温度Tg的测量和果蔬品质及成熟度的研究等[3]，并已成功应用在了在焙烤、干燥、油炸、冷冻、微化胶囊、3D打印及快速检测等加工过程中[4]。

低场核磁共振技术在中药和食品领域交叉应用

无论从低场核磁技术本身，还是从半岛(中国)用户的研究成果看，中药和食品领域存在大量交叠应用，这些应用完全适用于食药物质的研究和评价。

同时，半岛(中国)客户也在探索跨食药领域的低场核磁研究方法，寻求更大的研究空间。例如，低场核磁在药物递送研究中模拟崩解和控释的效果，而利用低场核磁质子密度成像技术，同样可以研究固体食品在胃内的崩解过程[5]。

如下图，在pH=1.8、3.5、5.3的模拟胃液及pH=6.15的去离子水中，可以清晰地观测到胡萝卜块的崩解和营养释放过程。

水活度是食品行业表达水分状态的常用手段，而低场核磁技术配合水分子流动性理论，则能更好地在中药饮片研究中控制药效物质水解、酶变等方面的问题[6]。

如下图，通过对梅花饮片吸湿过程中Aw（水活度）与 A21（结合水，与含水量相关）、T21（结合水横向弛豫时间，表达水分子流动性） 的相关性分析，例如在AW=0.624时，同时饮片含水量也符合2020年版《中国药典》规定，但结合水流动性增加，饮片质量（即药效）可能得不到保证。

总结

低场核磁共振技术作为一种绿色无损的研究，可有效助力食品领域和中药领域食药物质研究，并在跨领域应用基础上帮助客户开发更多解决方案。

参考文献

[1] 王小波,邓婕. 全国人大代表张伯礼：药食同源是朝阳产业  建议实行负面清单管理[N]. 经济参考报,2024-03-08(003).

[2] 刘沁荣,韦睿斌,张志强,等.低场核磁共振与成像技术在中药质量控制与评价的应用[J].中华中医药学刊,2022,40(05):184-188+279.DOI:10.13193/j.issn.1673-7717.2022.05.043.

[3] 张驰,阮征. 低场核磁共振(LF-NMR)及其成像技术(MRI)在食品应用中的研究进展[C]//广东省食品学会,国药励展展览有限责任公司.“健康中国 2030·健康食品的安全与创新”学术研讨会暨2018年广东省食品学会年会论文集.[出版者不详],2018:7.

[4] 陈琳,高彤,方嘉沁,等.低场核磁共振在食品加工中的应用研究进展[J].食品工业,2021,42(02):274-278.

[5] Meilai Ding, Peng Wu, Xiao Dong Chen,Investigation of gastric disintegration of carrot during digestion in vitro by a Low-Field Nuclear Magnetic Resonance device,Journal of Food Engineering, Volume 292, 2021,110307, ISSN 0260-8774.

[6] 韩童童,饶小勇,漆凤梅,等.基于水分活度和水分子流动性理论的梅花饮片安全储藏含水量分析[J].中国实验方剂学杂志, 2023, 29(13):151-156.