核磁共振（NMR）技术作为一种非侵入性分析工具，在疾病诊断中具有重要应用。多项研究表明，胆碱（Choline）及其衍生物（如磷酸胆碱PCho、甘油磷酸胆碱GPCho）可作为癌症诊断的生物标志物，尤其在乳腺癌和前列腺癌研究中取得显著进展。然而，在临床诊断中，由于胆碱类化合物在核磁共振氢谱（1H谱）中的谱峰严重重叠，难以相互区分，甚至难以与其他代谢物区分，导致其含量测定极为困难。

为解决这一难题，中国科学院武汉物理与数学研究所生物分子核磁共振研究组与美国Case Western Reserve大学的毛希安博士合作，发展了一种核磁共振二维谱新方法（Journal of Magnetic Resonance, 206(2010), 157-160），在溶液中实现了对胆碱及其多种衍生物的快速区分与测定。该方法利用胆碱分子中的高丰度14N核，该核处于高度对称的环境中，避免了因四极矩效应导致的快速弛豫，从而显著提高了检测灵敏度和分辨率。

最近，该团队将这一方法扩展至生物组织中胆碱化合物的检测，成功获得了大鼠肝脏中含胆碱化合物的二维核磁共振谱图。在谱图中，可以清晰区分胆碱（Cho）、磷酸胆碱（PCho）和甘油磷酸胆碱（GPCho）三类化合物的谱峰。通过与标准样品谱峰积分比较，进一步定量得到了这三类化合物的含量。该方法可在正常及病变生物组织中进行胆碱及其衍生物的定量分析，为癌症早期诊断和代谢研究提供了有力工具。

该研究成果已发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society, 132(2010), 17349–17351）上，展示了核磁共振技术在精准医学中的广阔应用前景。