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

六溴环十二烷(HBCD)是一种被人类广泛使用的溴系阻燃剂。 近年来的研究表明HBCD已经广泛存在于环境中且对人类的健康具有较大威胁。 目前还没有关于HBCD与牛血清白蛋白(BSA)之间相互作用机制的报道。 该研究在模拟生理条件下, 整合光谱学和计算机模拟研究等技术手段探究HBCD与BSA之间的相互作用, 为揭示HBCD对人类的毒性作用机制提供新的视角和一些基础数据。 荧光光谱法和紫外光谱法证明HBCD能够使BSA的内源荧光猝灭, 猝灭机制为静态猝灭和非辐射能量转移。 HBCD与BSA有1个结合位点, 结合常数为2.796 6×104 L·mol-1 (288 K), 2.194 1×104 L·mol-1 (293 K), 1.174 4×104 L·mol-1 (298 K)。 荧光光谱、 紫外光谱、 分子对接结果表明HBCD与BSA在结合位点Ⅰ处结合, 结合距离为3.45 nm左右。 根据热力学常数与结合常数之间的关系, 计算得到ΔH=-61.749 kJ·mol-1 , ΔS=-128.742 J·(mol·K)-1, 两者之间的结合作用力为范德华力或氢键。 三维荧光光谱实验、 分子动力学模拟结果表明, HBCD不会对BSA的二级结构产生影响。

通过荧光光谱法、 紫外-可见吸收光谱法、 三维荧光光谱法、 圆二色谱法（CD）、 同步荧光光谱法和分子对接模拟法等方法研究了CTC(金霉素)和PEP(胃蛋白霉)之间相互作用的机制。 通过在不同温度下进行荧光强度测定, 确定了CTC与PEP相互作用及相关的猝灭机制。 通过实验结果计算出CTC与PEP的结合常数KA(298, 303和308 K) 为4.345×107, 2.836×107和1.734×107 L·mol-1 以及结合位点数n为1.618, 1.587和1.555。 n值接近于1, 这意味着在PEP与CTC之间只有一个结合位点。 基于热力学分析, 计算得298 K的热力学参数: ΔH（-70.13 kJ·mol-1）, ΔG（-43.57 kJ·mol-1）和ΔS（-89.00 J·(mol·K)-1）。 由ΔH＜0和ΔS＜0可知范德华力和氢键是CTC和PEP之间的主要作用力, 由ΔG＜0可知该反应自发进行。 根据Frster’s偶极-偶极非辐射能量转移理论, 计算得结合距离r=3.240 nm, 证明CTC与PEP之间存在非辐射能量转移。 分子对接模拟表明, CTC与PEP的结合位置在PEP的活性中心凹槽内, CTC与PEP的氨基酸残基VAL30, SER35, TYR189, THR74, THR77, GLY78和LEU112之间存在范德华力; CTC和GLU13, GLY217, ASP32, ASP215和GLY76等残基之间存在氢键作用力; CTC还与PEP的氨基酸残基TYR75存在疏水作用力。 各种作用力使CTC和PEP形成稳定的复合物。 通过紫外-可见吸收光谱、 同步荧光光谱和三维荧光光谱等技术分析, 可知CTC使PEP中的色氨酸（Trp）氨基酸残基周围环境极性增强, 疏水性减弱, 亲水性增强, 导致PEP二级结构发生改变。 圆二色谱图则表明CTC改变了PEP的部分二级结构, PEP中的α-螺旋结构的含量从11.6%增加到21.0%, β-折叠结构的含量从47.3%降至28.2%, β-转角（β-Turn）结构的含量从19.6%增加到24.2%, 无规则结构（Random coil）的含量从27.6%增加到34.2%, 表明CTC对PEP发生了相互作用, 改变了PEP周围的微环境, 导致PEP的二级结构发生变化。 本研究结果有助于了解CTC与PEP的结合机理, 为CTC的合理使用提供了重要依据。

盐酸四环素属于抗生素类, 目前有关盐酸四环素和牛血清白蛋白二级结构的影响及作用机理报道较少。 在模拟生理条件下， 采用荧光光谱法、 三维荧光光谱法、 紫外-可见光谱法、 圆二色谱法和傅里叶红外光谱法以及分子对接模拟法， 研究了盐酸四环素与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。 荧光光谱表明， 盐酸四环素能有效猝灭BSA的内源荧光， 猝灭机制属静态猝灭， 通过Stern-Volmer方程计算结合常数Ka为2.813×105 L·mol-1（298 K）。 根据Vant’s Hoff方程确定结合过程中的热力学参数ΔS=-151.1 J·mol-1·K-1、 ΔH=-76.09 kJ·mol-1， 两者之间作用为氢键和范德华力。 同步荧光光谱、 紫外光谱、 三维荧光光谱、 红外光谱、 圆二色谱结果证明盐酸四环素能够改变BSA的二级结构和微环境。 根据Fster’s非辐射能量转移理论， 盐酸四环素与BSA结合距离为0.49 nm。 希尔系数（nH）值小于1， 表明盐酸四环素与BSA结合后存在药物间协同作用。 圆二色谱（CD）定量测定了盐酸四环素与BSA作用前后的二级结构含量： α-螺旋含量增加了9.16%（1∶1）。 分子对接模拟表明盐酸四环素通过氢键、 疏水作用和范德华力等多种作用力结合在BSA的site Ⅰ（亚域ⅡA）。 本研究有助于了解盐酸四环素与BSA的作用机制， 也有助于理解盐酸四环素对蛋白质在储运过程中功能的影响。

头孢唑林(CFZ)属第一代β-内酰胺类半合成头孢菌素, 对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有较强的抗菌作用。 头孢曲松(CRO)属第三代β-内酰胺类广谱抗生素, 对敏感致病菌导致的疾病及手术后期感染预防有一定作用。 人血清白蛋白(HSA)作为生物体内循环系统中含量最丰富的蛋白质, 可以与多种内源性和外源性化合物可逆性结合, 起到储存和转运的作用。 因此, 研究CFZ和CRO与HSA的相互作用对了解CFZ和CRO的药代动力学行为具有重要意义。 在模拟生理条件下, 采用多种光谱法和分子对接技术研究CFZ和CRO与HSA的相互作用。 结果表明, 在298和310 K条件下, CFZ和CRO与HSA分别形成复合物导致内源荧光猝灭, 猝灭机制均为静态猝灭。 在消除内滤光影响下, HSA-CFZ和HSA-CRO体系的猝灭常数(KSV)和结合常数(Ka)均随着温度的升高而降低, 结合位点数约为1。 根据Fster能量转移定律, CFZ和CRO与HSA结合距离分别为2.41和1.40 nm。 希尔系数(nH)值小于1, 表明CFZ和CRO分别与HSA结合后存在药物间负协同作用。 热力学参数(ΔHHSA-CFZ=-22.67 kJ·mol-1, ΔHHSA-CRO=-39.56 kJ·mol-1, ΔSHSA-CFZ=-4.90 J·mol-1·K-1, ΔSHSA-CRO=-37.28 J·mol-1·K-1) 揭示, CFZ和CRO能自发地通过氢键和范德华力与HSA相结合。 三维荧光光谱和圆二色谱法(CD)显示CFZ和CRO使HSA的微环境和构象发生改变。 分子对接技术显示CFZ和CRO均结合在HSA的site Ⅰ结合位点上, 与取代实验结果一致。 本研究有助于了解CFZ和CRO在机体内的作用机制及对HSA结构和功能的影响。

氟罗沙星(FLRX) 是一种含氟喹诺酮类抗菌素, 有关它对人血清白蛋白(HSA)的影响及作用机理, 特别是对HSA二级结构的影响及内滤光(影响荧光数据的准确性)校正的研究报道较少。 采用多光谱法和分子模拟技术探究了FLRX 与HSA的相互作用。 荧光光谱结果表明, FLRX对HSA的猝灭是由于形成结合常数在105 L·mol-1水平上的1∶1 FLRX-HSA基态复合物引起的静态猝灭作用。 由Van’t Hoff方程确定的FLRX与HSA结合过程中的ΔH=-107.99 kJ·mol-1和ΔS=-240.99 J·mol-1·K-1, 表明FLRX与HSA之间的主要作用力是氢键和范德华力。 同步荧光光谱、 红外光谱和三维荧光光谱结果表明, 静态猝灭过程所产生的中间复合物使HSA的构象发生改变。 通过对HSA与FLRX作用前后红外光谱酰胺Ⅰ带进行傅里叶去卷积和分峰拟合, 获得代表HSA二级结构的不同子峰, 对各子峰进行二级结构归属, 根据各子峰的积分面积计算出各二级结构的相对百分含量。 结果表明: FLRX与HSA结合后, α-螺旋从51.5%减小到33.2%, β-折叠从30.3%减小到20.7%, β-转角从15.6%增加到33.6%。 取代实验显示FLRX与HSA的结合位点在HSA的site Ⅰ(亚域ⅡA)。 分子对接实验结果表明, FLRX可以通过氢键、 疏水作用和范德华力等多种作用力很好的结合在亚域ⅡA的疏水腔中。 实验获得的可信数据将有助于阐明FLRX与HSA的作用机制, 也有助于理解FLRX在储运过程中对蛋白质功能的影响。

将经典光谱法与内滤光校正、 取代实验和分子对接等技术相结合, 较全面地研究了多西环素(DC)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用。 通过荧光猝灭实验测得在298和310 K时, DC与HSA的结合常数分别为2.73×105和0.74×105 L·mol-1, 二者有一个结合位点, 表明DC与HSA间具有较强的结合作用, 属于静态猝灭。 根据Vant’Hoff公式计算的热力学参数(ΔH=-83.55 kJ·mol-1, ΔS=-176.31 J·mol-1·K-1)表明, 两者间主要作用力为氢键和范德华力。 根据Fster能量转移定律求得DC与HSA的Trp-214之间的结合距离为4.98 nm。 取代反应结果表明, DC键合在HSA的亚域IIA内。 三维荧光光谱结果显示, DC使HSA疏水性增加, 改变了HSA的构象。 DC与HSA作用前后红外光谱二级结构的定量分析结果表明, DC能使HSA结构松散。 分子对接技术进一步表明DC通过氢键和范德华力等键合在HSA的亚域IIA疏水腔中, 结合距离与光谱法计算结果相近。 实验结果为研究药物小分子与人血清白蛋白的相互作用提供了理论依据和可靠数据。

在光谱仪设计及误差分析理论的基础上，提出了一种基于数值模拟的系统装调误差分析方法。利用光线追迹方法分析了一米太阳塔多波段光谱仪系统中狭缝、光栅、准直镜和成像镜的安装误差对光学系统像质的影响。分析结果表明，狭缝倾斜0.5° μs范围内可以调整准直镜倾斜来校正其引入的彗差；狭缝自旋小于10″使谱线倾斜小于1 pixel；准直镜的离焦小于±10 mm，可以通过调整CCD的位置进行补偿，并给出了光谱仪观测结果。