小窝蛋白-1(CAV-1)在动脉粥样硬化等心血管疾病的发生发展中发挥关键作用。 为了解槲皮素与CAV-1的相互作用, 在模拟生理环境和不同温度条件下, 采用多光谱法、 同源模建、 分子对接模拟和生物膜(BLI)技术进行研究。 荧光猝灭数据结果显示, 猝灭速率常数Kq值远大于2.0×1010 L·mol-1·s-1, 且猝灭常数KSV随温度升高而降低, 证明槲皮素和CAV-1相互作用的猝灭过程为静态猝灭; 而热力学参数, 焓变ΔH＜0、 熵变ΔS＜0且ΔG＜0, 表明二者的结合过程是自发、 焓驱动的, 其相互作用的主要类型为范德华力和氢键作用。 通过对槲皮素与CAV-1相互作用的同步荧光光谱和三维荧光光谱分析, 随着槲皮素的加入, CAV-1的荧光强度逐渐降低, 证明二者之间发生了相互作用。 进一步分析发现, 同步荧光光谱中槲皮素使CAV-1中的芳香族氨基酸残基的最大发射波长发生了轻微红移, 周围的微环境极性增强, 亲水性增加, 表明槲皮素的加入使CAV-1的蛋白质构象发生了改变。 紫外-可见光谱结果显示, CAV-1与槲皮素之间形成了一个基态复合物, 进一步证实了CAV-1与槲皮素之间的静态猝灭机制。 采用同源模建技术建立CAV-1的X射线晶体结构模板。 分子对接模拟结果显示两者结合力为-7.372 kcal·mol-1。 对接结果表明槲皮素结合点位于由GLU20, ASP70, VAL16和ARG19等氨基酸形成的活性口袋中, 与GLN21, VAL16和ARG19位点产生范德华力作用, 与GLU20, ASP70位点存在氢键作用力。 各种作用力影响了CAV-1的微环境变化, 导致其荧光猝灭, 是参与复合物形成的关键因素。 最后, 利用BLI技术对槲皮素和CAV-1的结合进行定量研究, 研究结果显示, 二者具有良好的的结合活性, 结合解离平衡常数KD值为2.50×10-5 mol·L-1; 其响应信号值随槲皮素浓度的升高而增强, 表明CAV-1与槲皮素之间存在特异性结合。 该研究有助于了解槲皮素与CAV-1的相互作用机制, 为槲皮素治疗动脉粥样硬化的作用靶点研究提供参考。Multi-Spectroscopy Methods

制备了一种基于天然产物槲皮素接枝硅包银核壳结构的纳米荧光传感器（Ag@SiO2@Qc）， 对铜离子具有好的选择性和灵敏性。 Ag@SiO2@Qc与Cu2+离子结合后， 荧光发射强度发生猝灭， 并且可通过荧光滴定光谱得到了荧光滴定曲线： y = -32.864x+587.59（R2=0.998）， 其线性范围分别为： 3×10-7~4.8×10-6 mol·L-1， 最低检测限为1.0×10-7 mol·L-1。 并且将Ag@SiO2@Qc应用于环境中水样的检测结果的准确度好， 精密度高， 而且更加环保、 方便、 快捷， 具有很大发展潜力与应用价值。

槲皮素为天然黄酮类化合物, 广泛存在于植物的根、 茎、 叶、 花和果实中。 槲皮素作为荧光探针检测氟离子不仅具有较好的选择性和灵敏度, 而且与合成的荧光探针比, 还具有来源广、 环保、 无毒等优点。 实验将不同阴离子（F－, Cl－, Br－, I－, ClO－4, H2PO－4）分别加入到槲皮素的二甲基亚砜（DMSO）溶液中, 考查槲皮素溶液的荧光强度变化。 实验发现当加入氟离子后, 槲皮素在500 nm处的荧光发射峰的强度降低, 发生荧光猝灭, 且其猝灭程度随着氟离子浓度的增大而改变, 即荧光强度随着氟离子浓度的增大而减小, 并呈线性变化。 而其他阴离子的加入对槲皮素和槲皮素-氟离子体系的荧光发射强度影响不大, 说明其他阴离子不影响槲皮素对氟离子的识别, 显示了槲皮素对氟离子具有较好的选择性。 由荧光滴定光谱和荧光滴定曲线得到槲皮素对氟离子的滴定方程为: y=－13.36x+173.4, 线性关系为R2=0.991, 线性范围为1.0×10－6～8.0×10－6 mol·L-1, 最低检测限为1.0×10－7 mol·L-1, 表明槲皮素对氟离子的识别具有较高的灵敏度。 进一步实验表明槲皮素识别氟离子的机理可能是氟离子的加入破坏了溶液体系的氢键, 改变了槲皮素分子的共轭状态, 发生分子内电荷转移, 促使槲皮素荧光猝灭。 用该法成功检测了样品中微量氟离子, 回收率为100.67%～102.44%, 精确度较好, 测定结果稳定。

槲皮素与牛血清白蛋白的相互作用机理以及影响因素的研究对于生物活性小分子与生物大分子的相互作用方式及其功能改变具有一定理论和实际意义。 运用荧光光谱、 紫外可见光谱、 同步荧光光谱、 自由基清除方法（DPPH和ABTS自由基清除率）, 研究了牛血清白蛋白与槲皮素在水、 二甲基亚砜和乙醇三种不同溶剂中的相互作用方式及其对槲皮素抗氧化性的影响。 结果表明: 槲皮素对牛血清白蛋白有较强的荧光猝灭作用, 且为静态与动态并存的复合猝灭方式, 相互作用力为疏水作用力。 三种溶剂中, 牛血清白蛋白与槲皮素的结合常数和结合位点数由大到小依次为: 水＞二甲基亚砜＞乙醇, 结合距离由大到小依次为: 乙醇＞二甲基亚砜＞水。 根据结合距离的大小可知, 结合作用由强到弱依次为: 水＞二甲基亚砜＞乙醇。 在三种溶剂中牛血清白蛋白的酪氨酸和色氨酸残基同时参与与槲皮素的相互作用。 未结合及结合牛血清白蛋白的槲皮素与DPPH自由基清除率均为30%, 未结合及结合牛血清白蛋白的槲皮素与ABTS自由基清除率相比, 由80%显著降低到70%。 三种溶剂对未结合及结合牛血清白蛋白的槲皮素的自由基清除能力无显著性影响。

结合分子对接法和光谱法, 研究了槲皮素与β-葡萄糖苷酶的相互作用及作用机理。 首先利用AutoDock 4.2软件对β-葡萄糖苷酶与槲皮素、 竞争性抑制剂对硝基苯-β-D-巯基葡萄糖的分子对接分别进行研究, 然后采用荧光光谱法研究了槲皮素与β-葡萄糖苷酶的结合反应, 并测定了结合常数。 结果表明: 这种相互作用使β-葡萄糖苷酶发生内源荧光猝灭, 属于静态猝灭机制。 通过计算得到槲皮素与β-葡萄糖苷酶在17, 27和37 ℃下结合常数分别为4.36×104, 4.04×104和3.18×104 L·mol-1。 氢键和疏水作用对槲皮素与β-葡萄糖苷酶的结合起重要作用, 也存在静电作用力。 分子对接研究和荧光光谱实验两者相互补充, 可从理论和实验两方面协同研究槲皮素与β-葡萄糖苷酶之间的相互作用。

采用带有快门的增强型瞬态光谱探测系统ICCD, 实时拍摄了槲皮素与Cu2+ 和Al3+ 配位反应的紫外-可见吸收光谱。结果显示, Cu2+ 和Al3+与槲皮素配合, 在中性条件下都有吸收峰为428 nm左右的中间产物产生, 最终产物都在300 nm左右有稳定的吸收峰; 而酸性条件下则直接生成吸收峰为300 nm左右的最终产物。虽然Cu2+ 和Al3+是不同的金属离子, 但在相同的酸性或中性条件下, 它们与槲皮素的配合过程却是相似的,只是完成反应所需要的时间不同。本文结果为进一步研究槲皮素与金属离子配合的机理提供了实验依据。

采用带有快门的增强型瞬态光谱探测系统ICCD， 实时拍摄了槲皮素在中性和酸性条件下与Cu2+反应形成配合物的紫外-可见吸收光谱。 光谱每幅曝光时间为0.1 ms， Cu2+与槲皮素的摩尔比分别为0.2， 0.5， 1.0， 2.0， 5.0和10.0。 实验结果表明不同摩尔比的反应物在其他条件相同时吸收光谱带的变化是相似的， 但摩尔比越大反应时间越短； 在中性和酸性条件下形成配合物的反应过程不一样， 在中性条件下有吸收峰值为428 nm的反应中间产物出现， 而在酸性条件下则直接反应生成最终产物， 但它们的最终产物都只有一个吸收峰值为296 nm的吸收带； 反应物暴露在空气中和隔离空气的反应过程没有差别。 文章首次观测到槲皮素与Cu2+反应形成配合物有中间产物出现， 且最终产物的吸收峰值为296 nm。 结果为研究槲皮素-Cu2+配合物的形成机理提供了实验依据。

采用带有快门的增强型光谱探测器ICCD, 对槲皮素与不同浓度NaOH的反应过程进行了实时监测, 测得了浓度为5×10－5 mol·L-1的槲皮素分别与浓度为2, 0.2, 0.1, 0.04和0.02 mol·L-1的NaOH反应的紫外-可见时间分辨吸收光谱。 对每种浓度, 一次连续拍摄200幅, 每幅光谱曝光时间为0.1 ms, 每两幅间时间间隔为前5幅20 ms, 中间50幅1 s, 最后100幅2 s。 实验结果表明槲皮素极易与NaOH发生反应, 反应过程中有中间产物生成, 对应不同浓度的反应物, 反应中吸收光谱的变化是相同的, 只是变化发生的时刻不同, 且整个反应时间从1～100 s不等。 所拍光谱图清楚地显示出槲皮素的特征峰254和374 nm的消失, 槲皮素-NaOH反应过程中中间产物的吸收峰427 nm的产生和消失, 及反应最终产物的吸收峰314 nm产生的过程。 所获得的瞬态光谱在国内外还未见有报道, 这些光谱信息为研究槲皮素和NaOH反应的微观过程提供了实验依据。