取代苯类化合物对斑马鱼急性毒性的QSAR研究

该文基于定量-构效关系(QSAR)原理,研究了26种取代苯类化合物与斑马鱼的48 h急性毒性(-lgLC50)之间的内在定量关系。利用AM1量子化学计算方法,首先计算了8种典型量子化学参数与斑马鱼48 h-lgLC50的相关性;然后通过逐步多元线性回归(MLR)方法建立了取代苯类化合物对斑马鱼48 h-lgLC50的QSAR模型,并对所建模型分别进行了内部验证和外部验证,所得复相关系数R2=0.942;最后利用QSAR模型,分析了取代苯类化合物量子化学参数对斑马鱼48 h-lgLC50的影响。结果表明:正辛醇—水分配系数(LogP)与-lgLC50的相关性最大,负电性[-(L+H)/2]与-lgLC50负相关。所得QSAR模型具有较高的稳定性及预测能力,可以用来预测取代苯类化合物对斑马鱼的急性毒性。     

自相关拓扑指数与有机物生物活性的定量关系

采用自相关拓扑指数作为分子描述符，研究有机污染物的遗传毒性和急性毒性与分子结构的定量关系，建立了良好的构效关系方程。     

有机化学品的自相关拓扑指数与生物毒性的定量关系

针对目前化学品生物毒性评价和预测中存在的问题,采用以范德华体积（V）和电负性（E）为结构参数的自相关拓扑指数法,建立了54种有机化学品的分子结构与青锵鱼急性毒性（48h-LC₅₀）的定量构效关系数学模型。对模型采用的范德华体积进行了修正,使其更能准确地描述分子的结构信息,经逐步回归分析得到的线性关系良好的定量构效关系方程logLC₅₀＝0.03＋0.32V（1）＋13.33E（0）－6.83E（2）－4.48E（3）（R＝0.9513,F＝245.1）,有可能应用于不同结构化学品的生物毒性预测。     

取代芳烃对酵母菌毒性的定量结构－活性相关研究

定量测定了苯胺类、苯甲酸类、卤代苯类、苯腈类、硝基苯类、苯酚类等６类化合物对酵母菌的生长抑制毒性，结果表明化合物的最小产生清晰抑菌圈浓度Ｃｍｉｚ与辛醇－水分配系数及一阶分子连接性价指数有如下关系：ｌｏｇ（１／Ｃｍｉｚ）＝０．３８ｌｏｇＫｏｗ＋０．３３＾１Ｘ＾ｖ－０．３８ ｒ＝０．９２ ｓ＝０．２２ ｎ＝７７。在上述６类取代苯类化合物中，它们与酵母菌的反应性大小有如下顺序：卤代苯类≈苯甲酸类〈苯胺类     

取代芳烃对酵母菌毒性的定量结构－活性相关研究

定量测定了苯胺类、苯甲酸类、卤代苯类、苯腈类、硝基苯类、苯酚类等６类化合物对酵母菌的生长抑制毒性，结果表明化合物的最小产生清晰抑菌圈浓度Ｃ＿（ｍｉｚ）与辛醇－水分配系数及一阶分子连接性价指数有如下关系：ｌｏｇ（１／Ｃ＿（ｍｉｚ））＝０．３８ｌｏｇＫ＿（ｏｗ）＋０．３３￣１Ｘ￣ｖ－０．３８ｒ＝０．９２ｓ＝０．２２ｎ＝７７．在上述６类取代苯类化合物中，它们与酵母菌的反应性大小有如下顺序：卤代苯类≈苯甲酸类＜苯胺类＜苯腈类＜苯酚类＜硝基苯类化合物；用Ｆｒｅｅ－Ｗｉｌｓｏｎ法研究各基团对酵母菌毒性的贡献大小，其顺序为：—Ｂｒ（０．８４）＞—Ｃｌ（０．５４）＞—ＣＨ＿３（０．３９）＞—ＮＯ＿２（０．３５）＞—ＣＯＯＨ（０．１９）≈—ＯＨ（０．１７）≈—ＣＨＯ（０．１７）≈—ＣＮ（０．１４）＞—Ｆ（—０．０３）＞—ＮＨ＿２（—０．０８）．苯胺类、苯腈类、苯酚类、硝基苯类化合物对酵母菌的毒性与化合物的分子连接性指数３Ｘｖ、４Ｘ、３Ｘ有良好的相关性．     

生态毒理学研究中分子构效相关的应用

分子定量构效相关(QSAR)理论方法是当前生态毒理学研究领域发展的重要方向和前沿,QSAR法运用多种数学模式和化合物特征表示参数,系统地探究化合物的生态毒理学机制,进行分子水平的综合研究。笔者系统阐述并应用目前生态毒理学研究中采用的分子构效新方法,对取代芳烃类等典型有机物的生态毒理学效应进行了举证性预测研究。      

苯胺类化合物在不同pH值下对大型蚤的急性毒性及QSAR研究

测定了13种苯胺类化合物在不同pH下（6．0，7．8，9．0）对大型蚤（Daphnia magna)的24h半数活动抑制浓度24h-1C50，应用三种理化参数logP,TSA和pKa，对毒性数据进行了定量构效关系（QSARs)研究，并在此基础上初步探讨了苯胺类化合物的毒性机制。     

苯甲酸类化合物对发光菌的毒性及定量构效

测定了9种苯甲酸类化合物在pH=7时对发光菌的急性毒性(15min-EC50)。应用两种理化参数TSA和ELUMO对毒性数据进行了定量构效关系(QSARs)研究,并在此基础上初步探讨了苯甲酸类化合物的毒性机制。结果表明,苯甲酸类化合物对发光菌的毒性随取代基团的种类及取代位置不同而不同;苯甲酸类化合物对发光菌的致毒机制中可能有亲电作用发生,毒性可用TSA和ELUMO来联合描述。     

不同pH值下对发光菌的毒性及QSAR研究

测定了11种苯酚类化合物在不同pH下对发光菌的急性毒性(15minEC50。)。应用两种理化参数logP和pKa对毒性数据进行了定量构效关系(QSARs)研究,并在此基础上初步探讨了苯酚类化合物的毒性机制。结果表明,苯酚类化合物对发光菌的毒性随pH的升高而减小,这与不同pH下苯酚类化合物的电离程度有关。相同pH下,苯酚类化合物的毒性随取代基团的种类、个数及取代位置而不同。苯酚类化合物属于极性麻醉(麻醉Ⅱ型)化合物,毒性可用logP和pKa来联合描述。     

取代苯胺和苯酚类化合物对大型■(Daphnia magna Straus)的定量结构-活性关系研究

研究了３６个取代苯胺和苯酚类化合物对大型的急性毒性，应用正辛醇／水分配系数、线性溶解能关系参数和分子连接性指数得出了该类化合物的定量构效关系方程，这些方程可以用来进行该类化合物危害性初评．ＬＳＥＲ法得到的ＱＳＡＲ方程拟合效果较好，增大分子体积及偶极性极化性，均可增大毒性．化合物与蛋白质等生物大分子的氢键键合作用是导致该类化合物毒性高于其基本毒性的原因．     

MEDV描述子预测取代芳烃类化合物的藻毒性

以分子电性距离矢量(MEDV)描述子有效表征43个取代芳烃类化合物的分子结构,应用基于预测变量的选择与模型化(VMSP)方法,建立化合物的封闭体系绿藻(Pseudokirchneriella subcapitata)毒性(48 h EC₅₀)与其分子结构之间的定量相关(QSTR)模型. 应用多元线性回归方法建立的QSTR模型具有较高的相关系数(r0.891 1)及LOO(Leave-One-Out)检验相关系数(q0.810 2),表明该模型具有良好的估计能力与稳定性. 应用28个化合物的训练集样本构建QSTR模型预测外部检验集,结果表明,训练集模型也具有良好的预测能力.      

土壤中多环芳烃的SPMD辅助解吸行为研究

为了开发一种表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的新方法,建立了半透膜被动采样装置（SPMD）研究土壤中有机污染物解吸行为的方法,利用SPMD分析了多环芳烃菲、芘和苯并［a］芘在3种不同性质土壤中的辅助解吸行为.结果表明,SPMD是一种很好地表征土壤中憎水性有机污染物解吸及生物有效性的手段. SPMD辅助解吸多环芳烃的效率与土壤有机质及多环芳烃性质有关.随着土壤有机质含量的降低,土壤中菲和芘的SPMD解吸率逐渐升高,对于10 mg/kg染毒水平,当土壤有机质含量由18.68%降低到0.3%时,2种化合物的解吸率分别由56.45%和48.28%上升到接近100%;但是对于苯并［a］芘,粘土表现出明显的滞留能力,在有机质含量（0.3%）很低、粘土含量（39.05%）较高的3号土壤中,苯并［a］芘的解吸率仅有66.97%.不同多环芳烃SPMD辅助解吸率差别很大,随着土壤有机质含量的降低,以及污染物浓度的提高,菲和芘的解吸差异逐渐缩小,而苯并［a］芘与上述2种多环芳烃的差异很大,主要是由于苯并［a］芘具有高度亲脂性,并且分子较大,造成其容易滞留在粘土的微孔及有机质的致密结构中.     

用苯及其生物代谢物酚、醌处理大鼠各器官中DNA加合物的形成和分布

用苯及其在生物体内代谢物酚，醌处理大鼠，２４ｈ后取基肝、肾、肺、脾诸组织，用＾３２Ｐ后标记方法测４种器官中ＤＮＡ加合物含量。其结果是：在上述各器均发现有ＤＮＡ加合物的形成，４咱器官中总加合物量值对苯、酚、醌依次为９．１８－８９．１３、２０．８－２４３．８、５３．１－３０８．９加合物／１０＾８正常核酸，３种系列化合物对大鼠４种器官中ＤＮＡＬ中合物形成能力依次为醌〉酚〉苯。而大鼠中４种器官对同一化合物     

改进型重组基因酵母TR-GRIP1检测化合物甲状腺激素干扰活性

应用酵母双杂交技术构建重组TR(甲状腺激素受体)基因酵母,用以检测类/抗甲状腺激素化合物及环境样品的甲状腺激素干扰活性. 提取并纯化含有TR基因的酵母表达质粒pGBT9-TR以及含有TR共激活因子GRIP1基因的酵母表达质粒pGAD424-GRIP1,将pGBT9-TR和pGAD424-GRIP1同时转化至酵母细胞Y187,以营养缺陷型培养基(SD/-Trp/-Leu)筛选阳性菌落,构建TR-GRIP1双杂交酵母. 考察该酵母与天然甲状腺激素——T₃(三碘甲状腺原氨酸)的结合情况,确定最佳暴露时间,建立剂量－效应关系曲线. 结果表明:TR-GRIP1双杂交酵母能够与T₃结合诱导β-半乳糖苷酶活性,选择暴露时间为2 h,T₃诱导酶活性的EC₅₀值为1.1×10-7 mol/L;构建的重组基因酵母TR-GRIP1提供了检测化合物甲状腺激素干扰活性的新方法.      

应用遗传算法建立云杉针叶表面PCDD/Fs光解半衰期的预测模型

采用量子化学PM3算法计算PCDD/Fs的量子化学参数,应用遗传算法(Genetic Algorithm, GA)对所建模型中的变量进行筛选,建立了能预测吸附到云杉[Picea abies (L.) Karst.]针叶表面的PCDD/Fs光解半衰期(t_1/2)的定量结构-性质关系(QSPR)模型,认为影响PCDD/Fs光解速率的主要因素是分子最高占据轨道能(E_HOMO)、前线分子轨道能量差(E_LUMO-E_HOMO)和平均极化率(α).随着EHOMO和α的增大;其lg t_1/2值增大,PCDD/Fs的lg t_1/2值与其(E_LUMO-E_HOMO)值呈抛物线关系,当E_LUMO-E_HOMO＝7.847时,lg t_1/2有最小值;当E_LUMO-E_HOMO≤7.847时,lg t_1/2值随着E_LUMO-E_HOMO的增大而减小;当E_LUMO-E_HOMO≥7.847时,lg t_1/2值随着E_LUMO-E_HOMO的增大而增大.     

有机危险废物在惰性气氛中热降解动力学特征

为研究有机危险废物在惰性或还原性高温工业窑炉(如炼铁高炉、炼焦炉、煤气化炉、煤液化炉等)中的协同处置效果,分别选择热稳定性在第1~2等级中的典型有机物——苯和氯乙烯,在氮气气氛高温管式炉进行热降解试验. 将定量的气态苯或氯乙烯分别与氮气混合后通入高温管式炉中,采用GC-MS检测煅烧后尾气中苯和氯乙烯的浓度,以分析其热降解特性. 结果表明:苯在500~1 100 ℃时热降解率(a)随温度(T)升高而快速增加,增幅达70%;在1 100 ℃以上时,苯热降解率缓慢增加,最终达到完全降解.氯乙烯在300~900 ℃时热降解率快速增加,增幅在55%左右,900 ℃以上热降解率增加缓慢直至完全降解.苯和氯乙烯的热降解率均随煅烧时间(t)增加而升高.苯和氯乙烯的热降解动力学模型分别为a=1-exp[-743.3exp(-12 930/T)t]和a=1-exp[-3.90exp(-4 307.8/T)t].通过苯的热降解动力学模型,可预测热稳定性高于氯乙烯的有机物的热降解率;而通过氯乙烯的热降解动力学模型,可预测比其热稳定性低的有机物的热降解率.      

苯处理SD大鼠器官和血中DNA加合物的形成与分布

以Ｐ１核酸酶提高灵敏度的＾３２Ｐ后标记法系统研究活体条件下腹腔注射苯处理的ＳＤ大鼠脏器和血细胞中ＤＮＡ加合物的形成与分布。结果表明，苯诱导或Ａｒｏｃｌｏｒ诱导对苯处理的ＳＤ大鼠体内ＤＮＡ加合物的形成有明显的促进作用，苯诱导的促进作用大于Ａｒｏｃｌｏｒ诱导。采用共价加合物标记指数对＾３２Ｐ后标记法数据进行计算的结果表明，此指数能反映出同一处理不同器官及不同处理相同器官中的ＤＮＡ加合物的形成与分布情况     

离子液体[C8mim]PF6对水生生物的毒性作用

运用评价化学品对水生生物毒性的标准试验方法,探讨离子液体1-辛基-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐([C8mim]PF6)对普通小球藻、大型蚤和斑马鱼的毒性影响.结果表明,[C8mim]PF6在实验浓度下,对普通小球藻的生长和叶绿素a的产生均有抑制作用,浓度越高抑制作用越明显,且对叶绿素a含量的影响更为显著.高浓度组(200mg/L)可致死部分小球藻细胞;[C8mim]PF6对大型蚤的48h LC50为4.47mg/L,属于高毒性;[C8mim]PF6对斑马鱼的96h LC50为126.08mg/L,属于低毒性.[C8mim]PF6对这3种水生生物的抑制率/致死率(EC50/LC50)随时间呈规律性变化.[C8mim]PF6与藻类的亲和性及其亲脂特性可能是其对水生生物存在潜在毒性的2个主要原因.