醇和酚类污染物对欧洲林蛙蝌蚪及梨形四膜虫毒性的定量结构-活性模型

醇和酚类等有机化合物作为重要的工业原料,广泛应用于医药卫生、有机合成、食品工业等领域,但生产中排放于环境的这些物质,会对生物造成一定的毒性作用。为建立包含醇和酚类有机污染物对欧洲林蛙蝌蚪及梨形四膜虫毒性的定量结构-活性相关性模型,计算了227种有机污染物的分子连接性指数和分子形状指数,优化筛选了分子连接性指数的0X、1X、2X、4X和5Xc、分子形状指数的K1和K2共7种参数,将这7种结构参数作为神经网络输入层变量,110种有机污染物对欧洲林蛙蝌蚪的毒性值作为输出层变量,采用7:8:1的网络结构方式,构建了令人满意的对欧洲林蛙蝌蚪毒性的神经网络预测模型,方程总相关系数r为0.988,毒性预测值与实验值之间的平均误差为0.14。为检验指数的普适性,同样用这7个结构参数与117种醇和酚类化合物对梨形四膜虫的毒性进行分析,所得神经网络模型的总相关系数达到0.997,对梨形四膜虫毒性的预测值与实验值之间的平均误差仅为0.065,结果表明,所建模型具有良好的预测有机污染物对林蛙蝌蚪及梨形四膜虫急性毒性的能力。     

取代氮杂环类有机物水溶解度的估算与测定

本文采用一种修正的分子连接性指数研究了氮杂环类化合物水溶解度的定量结构性性质关系，这种修正的分子连接性指数是由原子半么取代原子的点价计算得来。逐步多元统计回归表明氮杂环的水溶解度和２阶及５阶原子半么分子连接性指数呈良好的相关性。     

碳纳米管吸附能力的神经网络理论模型

为了研究碳纳米管吸附环境有机污染物的平衡常数与分子结构之间的定量结构-性质相关关系,基于分子结构及邻接矩阵,计算了59种芳香化合物的分子连接性指数、分子形状指数和电性拓扑状态指数,建立了这59种有机污染物分子在碳纳米管上的吸附能力与~0χ、~3χ、~4χ、~4χ_(pc)、K_2、K_4、I_7、I_9、I_(16)共9种指数的定量结构-性质相关性(QSPR)模型.将上述9种结构参数作为BP神经网络方法的输入神经元,采用9∶3∶1的神经网络结构,获得了令人较为满意的QSPR预测模型,模型的总相关系数R分别为0.976和0.979,利用模型计算得到的吸附能力预测值与实验值(lg K∞、lg KSA,∞)的平均误差分别为0.15和0.14,两者吻合度较好.结果表明芳烃化合物在碳纳米管上的吸附能力与9种结构参数之间有良好的非线性关系,研究对评价芳烃化合物在生态环境中的危险性具有现实意义.     

QSAR计算中的分子连接性指数法

本文介绍了分子连接性指数法和原理及各阶指数的计算方法，以及在ＱＳＡＲ计算中的应用实例，并对特殊连接性指数的用法作了分析。     

芳香族醛酮化合物溶解度和分配系数的测定与估算

本文测定了１５种芳香族醛酮化合物的溶解度和正辛醇－水分配系数,研究了水溶解度及分配系数与分子连接性能指数的相关性。结果表明,溶解度和分配系数之间以及与分子连接性指数呈较好的线性关系。     

有机磷类杀螺增效剂在土壤中的吸附行为

通过测定16个有机磷类杀螺增效剂在安徽省宿县土壤中的有机硕吸附系数（Koc),研究了该类化合物的环境行为;并用碎片分子连接性指数（FMCIs)和线性溶剂化能参数（LSERs)结构描述符,与土壤有机碳吸附系数之间进行了定量结构-性质相关（QSPR）分析,所得到的两组预测方程,可用于该类化合物的生态风险评价。     

分子连接性指数对部分有机污染物溶解度及疏水参数的预测

以化学键为基础定义了键连接性指数和分子键连接性指数，分子键连接性指数与卤代烷、环烷烃、烷基苯和含氧原子醇、酮、醚及卤代苯等有机污染物的溶解度和辛醇／水分配系数都具有良好的线性关系，使用该模型对化合物的溶解度及疏水参数的估算结果接近实验值，能很好地反映有机化合物的结构特性，可应用于不饱和碳氢体系和各类杂原子体系，且具有良好的预测能力。     

神经网络法应用于酚类化合物对青海弧菌毒性的预测

青海弧菌对有毒酚类化合物具有强烈的敏感性,为建立酚类衍生物对青海弧菌毒性的定量结构-活性相关性(QSAR)模型,分析了16种酚类衍生物的分子结构与对青海弧菌毒性之间的相关关系,计算了酚类衍生物的分子连接性指数和分子形状指数,并优化筛选了分子连接性指数的1阶路径指数(~1χ)和分子形状指数的2阶特征指数(K_2)及1阶和2阶指数乘积值(K_4),用这3种指数与对青海弧菌的毒性进行多元回归分析,多元回归方程的决定系数R~2=0.971。为进一步提高预测精度,将这3种分子结构参数作为神经网络的输入变量,毒性值作为输出变量,采用3:2:1的网络结构,通过反向传播(BP)神经网络法获得满意的QSAR预测模型,总的相关系数r为0.996,计算得到的毒性预测值与实验值较为吻合,平均相对误差仅为1.98%,结果表明该模型具有良好的预测酚类衍生物毒性的能力,可以看出神经网络方法对酚类化合物发光菌毒性预测比多元线性回归方法的统计学意义更加明显。     

用分子连接指数研究氯代芳香族化合物对绿藻的毒性及QSAR分析

本文测定了一批氯代芳香族化合物对羊角月牙藻的急性毒性,运用分子连接性指数分析了化合物结构与其毒性之间的定量关系,并用逐一抽取法检验比较了模型的稳健性.     

有机污染物在土壤—水体系中的分配理论

介绍了有机污染物在土壤—水体系中的分配理论。该理论认为有机污染物主要被土壤有机质以非吸附的方式所吸收，所以多种污染物被同时吸收时不存在竞争作用，而且吸收量受到土壤有机质和有机污染物分子极性的影响。有机污染物在土壤有机质—水体系中的分配系数，主要与其水溶性有关。     

有机污染物在土壤—水体系中的分配理论

介绍了有机污染物在土壤－水体系中的分配理论，该理论认为有机污染物主要被土壤有机质以非吸附的方式所吸收，所以多种污染物被同叶吸收时不存在竞争作用，而且吸收量受到土壤有机质和有机污染物分子极性的影响。有机污染物在土壤有机质－水体系中的分配系数，主要与其水溶性有关。     

酚类化合物臭氧氧化速率的神经网络研究

酚类化合物(BP)是重要的工业原料或中间体,但工业废水含有的酚类化合物会对环境造成污染。为建立酚类化合物臭氧氧化速率的QSPR(quantitative structure-property relationship)预测模型,分析了23种酚的分子结构与臭氧氧化速率之间的相关关系,计算了这些酚的分子连接性指数和分子形状指数,优化筛选了连接性指数的1χ和2χ、分子形状指数的K1和K2共4种参数,将其作为BP神经网络的输入层变量,臭氧氧化速率作为输出层变量,采用4:2:1的网络结构,获得了令人满意的QSPR神经网络预测模型,模型总相关系数r为0.976,计算得到的臭氧氧化速率的预测值与实验值较为吻合,平均残差仅为0.05;为检验结构参数建立模型的普适性,同样方法建立对酚类化合物的辛醇-水分配系数的预测模型,模型总相关系数r达到0.993,辛醇-水分配系数的预测值与实验值吻合度较为理想,结果表明,本法建构的神经网络模型具有良好的稳健性和预测能力。     

多溴联苯醚和全氟烷基酸的分子毒理机制研究

多溴联苯醚(PBDEs)和全氟烷基酸(PFAAs)是两类使用量大、环境污染广泛、人体暴露严重的新型有机污染物,2009年已纳入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物(POPs)名单,但其毒性效应及作用机制并不明确.本文综述了本课题组近几年针对多溴联苯醚PBDEs和全氟烷基酸PFAAs的分子毒理机制研究工作,主要集中在这两类污染物对甲状腺系统、雌激素系统和肝脏脂肪酸代谢系统干扰效应的分子机制研究.本文分别从分子、细胞和活体三个层面,研究了污染物与核受体的直接结合作用、结合后受体的构象变化、细胞内受体的转录活性、以及活体暴露后受体调控基因的表达变化,由此阐明了污染物通过与受体直接作用导致细胞和活体生物功能改变的分子机制.同时结合计算模拟,探讨了污染物生物效应与其化学结构之间的关系,发现污染物的受体活性取决于它们与受体结合的空间构型,而其活性强度基本与二者的结合能力一致,主要受疏水作用和氢键的影响.此外,还通过研究污染物与天然配体转运蛋白的相互作用,明确了各个污染物与转运蛋白的结合能力,探讨了其构效关系,并评估了污染物对天然配体在体内转运过程的潜在干扰效应.通过上述研究工作,提出了多层面、多靶点研究环境污染物分子毒理机制的新思路,建立和引进了研究污染物与生物靶分子相互作用的新方法,发现了PBDEs、PFAAs与TR、ER、PPARγ核受体结合的新模式,为深入了解这些污染物的分子毒理机制提供了有用的信息和有效的研究手段.     

取代苯乙酮类有机物溶解度和分配系数的测定

本文采用产生柱法测定取代苯乙酮类有机物的水溶解度和正辛醇-水分配系数,与静态法和振荡法测定的水溶解度、摇瓶法测定的正辛醇-水分配系数相比较,证明此方法是可行的,并和分子连接性指数呈良好的相关性。     

磺酰脲类除草剂及其主要降解产物分配系数的测定与预测

本文测定了甲黄隆，氯黄隆，苄嘧黄隆及其主要降解产物取代磺胺和取代氮杂环化合物的辛醇－水分配系数，研究了反相高效液相色谱容量因子、分子连接性指数、Ｌｅｏ碎片常数与分配系数间的相关关系，从而建立了估算磺酰类除草剂及其降解产物的疏水性方程。     

有机污染物分子表面积与其理化参数的相关性

本文主要讨论了分子表面积与有机污染物理化参数的关系。分子表面积与分配系数、溶解度等参数呈良好的线性关系;分子表面积是预测溶解度、分配系数等参数的较好方法。     

第二松花江(吉林江段)有机物污染状况的研究

本文以八年来第二松花江(吉林江段)水中有机污染物监测分析的数据为基础,参照国外的有关资料,确定了该江段的主要有机污染物;算出了该江段主要断面的污染指数并绘制了相应的曲线图,表征了该江段有机物污染的特点和状况。     

含氮有机污染物在超临界水氧化(SCWO)中去除的QSAR模型

超临界水氧化(SCWO)作为一项高效的去除水体中有机污染物的技术已得到了广泛的应用.为了更好地理解含氮有机物污染物在SCWO中总氮(TN)去除的规律,本研究以定量构效关系(QSAR)模型为方法,构建了41种含氮有机污染物在SCWO中TN％与有机污染物分子量子化学参数之间的QSAR模型.其最优QSAR模型结果为TN％=8...     

生物降解途径的理论预测与QSBR研究

本文把有机污染生生物降解途径理论预测的结果与ＱＳＢＲ模型中化合物选择相结合，所遵循相同理论生物降解途径作为化合物分组的原则，以分子连接性接数和ＥＨＯＭＯ作为结构参数与电性参数，采用逐步回归的方法建立了新的ＱＳＢＲ模型，新模型的预测民实验结果能较好地吻合。     

部分取代芳烃对绿藻毒性的研究和QSAR分析

本文测定了３０余种取代芳烃对一种绿藻（斜生栅藻）的ＥＣ５０值（即与对照相比，使藻的生长率下降５０％的有机物浓度）并结合发光菌的毒性数据，研究了这类物质结合与活性的定量关系，用辛醇水分配系数和特殊分子连接性指数可以较好地预测反应性有机物的毒性。