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由表面活性剂两亲分子形成的分子有序组合体，在溶液中存在多种的缔合结构，如不同形态的胶束、单分子膜、囊泡、微乳液、液晶等。两亲分子有序组合体是构成生命基本结构单元的基础，是各种生物膜的最佳模拟体系，已经成为研究生命现象的奥秘和发展仿生技术极有价值的体系，比如胶束就与脂分子在水中的微环境极其相似，可用于模拟酶在细胞中的微环境。两亲分子有序组合体在纳米尺度上具有丰富的微环境和微结构的变化，因此也是模拟生理环境较为理想的体系。
药物与人体内的生物大分子，蛋白、核酸进行相互作用的时候，要求生物大分子在作用位点附近应该具有足够的包容分子的空间，有机会产生较多的非共价相互作用，并且生命过程中的相互作用绝大部分是弱分子相互作用，在很多情况下，只有分子间或原子间的相互作用而不形成新的共价键，所以从分子水平看生命现象，弱相互作用是一种决定性的因素。药物与生物大分子的这种作用必须照顾到刚性与柔性的平衡，生物大分子结构的稳定性需要刚性的分子结构，但是作用过程中构象的转换、变构过程以及调控、协同作用都需要具备一定的柔性。
黄酮类化合物是天然的抗氧化剂，能帮助清除体内的自由基，可抑制多种化学物质的诱变作用，激发和提高动物免疫系统的功能，并具有抗癌及诱导癌细胞分化的作用。近年来对类黄酮及其某些衍生物广泛的药理学特性，如抗炎、抗诱变、抗肿瘤形成与生长等活性的研究受到科研工作者的广泛关注。
本论文首次将两亲分子有序组合体用作模拟生命体中的分子膜和蛋白，应用到对两种黄酮类化合物的同分异构体槲皮素和桑色素分子的研究中，得到了一些有意义的结论。
一．槲皮素和桑色素分子结构特征的量子化学计算和不同力场下的构型优化槲皮素和桑色素的电子结构计算用密度泛函理论的方法采用高斯98软件进行。分子的几何结构和振动频率是在(U)B3LYP/6-31G(d)的水平上计算得到。分子最终能量以(U)B3LYP/6-311+G(2df，2p)水平的计算单点获得。槲皮素和桑色素分子自由基反应的热纠正焓(加到电子结构能)以(U)B3LYP/6-31G(d)的水平计算得到，以(U)HF/6-31G(d)水平的计算结果对前线轨道进行分析。使用MOE(Molecular Operating Environment)分子模拟软件(主要用于分析生物大分子)，构建出槲皮素和桑色素分子在不同力场下的最优化构型并求算出最低能量。其后，使用专业的Chimera软件对优化所得构型做进一步分析，比较不同力场下各分子的构型差异。
结果表明，桑色素和槲皮素分子中，A和C环在同一平面，形成共轭π键，与B环的共轭π平面之间存在夹角。桑色素分子中两个平面之间的夹角为38.98°，槲皮素分子B环平面与A—C环平面之间的二面角分别为0.074°，也就是说，槲皮素分子中的B环与A—C环几乎是处于同一平面的，槲皮素和桑色素分子优化结构以及能量上的差异，使得两者在与蛋白和药物载体进行作用时，优先反应的部位也会有差异。对于桑色素分子来说，与分子中的A—C环平面以C—C单键相连，并存在一定夹角的B环，由于空间和体积因素，可能成为优先作用的部位；而槲皮素分子中，由于B环和A—C环基本处于同一平面，因此，优先作用部位将更多的受到其他外部条件的影响。槲皮素与桑色素分子结构的差异仅在于B环上的两个羟基的位置，桑色素分子的是间位而槲皮素分子是邻位。当酚羟基在邻位时，与自由基反应后所生成的半醌式自由基与间位时相比有较大的共轭体系，电荷分布也更为分散，故而半醌式自由基也更稳定，因此更易与自由基反应，从而表现出较高的抗氧化活性；同时，邻位取代的羟基在形成半醌式自由基后有可能含有分子内氢键，而从能量上来看，一般生成氢键将使体系能量降低大约8～20kJ/mol，因此，槲皮素分子比桑色素分子具有更强的抗氧化活性。
二．桑色素与十二烷基硫酸钠分子有序组合体之间的相互作用在与SDS胶束的相互作用中，桑色素分子主要以分子中B环的部分增溶于SDS胶束中。桑色素分子中由于B环的这种定位，使得B环平面与A—C环平面相连的C—C单键的旋转受到限制，因此使得整个分子的平面性增加，π电子共轭体系也得到了延展。桑色素分子在较为疏水的SDS胶束中的增溶，部分屏蔽了其电活性部位B环上2，4位的羟基，因此其在铂碳电极上的氧化峰电位升高，峰电流下降。桑色素能够自发地定位于SDS胶束的栅栏层，它与SDS胶束的结合是一个自发的放热过程，桑色素与SDS胶束之间的弱分子间作用力为疏水作用。由于SDS球状胶束的结构较为疏松，并且与SDS棒状胶束相比能够提供较大的增溶空间，因此它能够结合更多的桑色素分子，而SDS棒状胶束中由于分子排列的比较紧密，可供增溶的空间也较小，所以它与桑色素分子的结合常数远小于球状胶束。
三．槲皮素与带相反电荷的分子有序组合体之间的相互作用通过UV—vis，荧光光谱，循环伏安，量子化学从头算，MOE构型优化以及冷冻刻蚀透射电镜等实验测试手段，研究了槲皮素分子与带不同电荷的分子有序组合体SDS胶束和CTAB胶束之间的相互作用。槲皮素分子中A—C环和B环在同一个平面，分子中的任何一个部分都不具有优先作用的空间优势，因此，槲皮素分子的电荷分布和胶束所带的电性是影响他们相互作用的重要因素。在溶液中带负电的槲皮素分子，仅通过疏水作用以分子中B环部分定位于SDS胶束中，由于B环上的电活性基团3，4位羟基在较为疏水的SDS胶束中的包埋，使得其电化学氧化峰电位增加。带负电的槲皮素分子与带正电的CTAB胶束不仅存在疏水作用，还有强烈的静电吸引作用，槲皮素通过分子中A—C环的部分增溶于CTAB胶束中，使得其电化学氧化变得容易。槲皮素分子与SDS胶束和CTAB胶束之间的结合是自发的行为(AG＜O)，它与CTAB胶束的结合常数K远远大于与SDS胶束的结合常数K；由于槲皮素分子与CTAB胶束之间存在强烈的静电吸引作用，它在CTAB胶束中的增溶使得CTAB球状和棒状胶束结构变得更为紧密有序。
四．桑色素在TritonX-100胶束中的二聚对其抗氧化性的影响本章中我们主要研究了桑色素分子在Triton X-100胶束中的二聚对桑色素清除自由基能力的影响。实验证明，桑色素分子以二聚体的形式存在于TritonX-100球状胶束的栅栏层中，并使得球状胶束的形态从球状变为岩石状，疏水作用力是其增溶的主要驱动力。桑色素分子主要以单体形式通过氢键与Triton X-100棒状胶束相结合，并使得胶束的结构从棒状变成网状。桑色素分子与TritonX-100胶束的结合是一种自发的吸热过程，温度的升高有利于桑色素分子与TritonX-100胶束的结合。由于桑色素分子B环上的2，4位羟基是主要的抗氧化活性部位，它在TritonX-100球状胶束中的二聚以及和TritonX-100棒状胶束的结合必然影响其抗氧化能力。随着桑色素分子在TritonX-100胶束中的增溶，其电化学氧化峰电位升高，峰电流下降；对羟自由基的清除能力也随TritonX-100胶束浓度的增加而降低。尽管如此，桑色素分子在TritonX-100球状和棒状胶束中对羟自由基的清除率仍达到53.3％和39.5％。通过人血清蛋白差示扫描量热和负染电镜的研究，我们发现，在TritonX-100胶束，桑色素分子对人血清蛋白抗羟自由基的破坏仍具有较强的保护能力。