部分酯类化合物对四膜虫毒性的全息QSAR分析

全息定量结构活性相关分析(HolographicQSAR或HQSAR)能快速而简便的产生高统计质量和预测能力的QSAR模型。采用HQSAR分析了30个酯类化合物对四膜虫的毒性与分子结构之间的关系,及分子碎片大小和全息长度对QSAR模型的影响,得到的最佳QSAR模型的R2为0.981,Q2为0.912。此外还应用色码讨论了离群值产生的可能原因。     

分子全息QSAR方法预测苯衍生物对蝌蚪的急性毒性

采用半静态培养法测定了一系列苯衍生物对蝌蚪的12h致死毒性.应用分子全息QSAR方法构建了化合物的亚结构与毒性之间的定量模型,探讨了分子全息长度、碎片尺寸以及区分常数对模型质量的影响,并检验了模型的稳健性.结果显示,研究的51种苯衍生物的半致死毒性(12h log1 /LC₅₀,mol/L)分布在2.07～4.56之间.最优HQSAR模型以6～7为碎片尺寸,83为全息长度,6个主成分,Leave-One-Out交叉验证的r²_cv是0.849,最终的非交叉验证的拟合模型r² 为0.942 ,表明模型稳健性能良好,可用于预测苯衍生物的毒性.     

酚类化合物气相色谱保留指数的定量结构相关性研究

应用偏最小二乘回归技术建立了102种酚类化合物气相色谱保留指数与分子全息结构间的相关模型,在最佳建模条件下得到非交叉验证相关系数(r2)为0.965,交叉验证相关系数(q_LOO2)为0.963. 从102种酚类化合物中随机选出68种作为训练集,其余作为测试集,来验证分子全息QSRR模型的预测能力和稳健性. 在最佳建模条件对训练集进行偏最小二乘回归分析,r2为0.967,q_LOO2为0.927. 用训练集数据所建立的QSRR模型预测测试集中酚类化合物的色谱保留指数,结果表明,基于训练集所建立的QSRR模型具有很高的预测能力和稳健性,可以对测试集酚类化合物的气相色谱保留指数进行很好的预测. 此外,利用最佳全息定量结构保留关系(HQSRR)模型的色码图,探讨酚类化合物中的不同侧链基团对其色谱保留性质的影响,及其在固定相上的色谱保留机理.      

基于QSAR关系预测PCBs和部分PAHs在LDPE中的扩散系数

分子扩散系数（D）是获得污染物与环境介质之间的平衡分配系数（K）的重要前提,然而通过实验测定获取污染物的扩散系数的过程过于繁琐,因此需开发一种更为简单、高效、准确的预测模型来定量预测扩散系数.为此,本文搜集了一些多环芳香烃（PAHs）和多氯联苯（PCBs）在低密度聚乙烯膜（LDPE）上扩散系数（log D）的实测值,基于定量结构-活性关系（QSAR）,利用逐步多元线性回归（MLR）构建了预测D值的模型.模型的决定系数R_adj²为0.941,交叉验证系数Q_LOO²为0.934,外部系数Q_ext²为0.895.结果表明,该QSAR模型具有良好的拟合优度、稳健性和预测能力,其可用来预测应用域内有机污染物在LDPE膜上的扩散系数.     

羧酸及其衍生物急性毒性的QSAR研究

基于定量结构-活性相关性(QSAR)原理,研究了27种羧酸及其衍生化合物结构与其急性毒性LC50之间的内在定量关系。应用遗传算法从大量结构参数中优化筛选出与LC50最为密切相关的五个参数作为分子描述符,得出影响羧酸及其衍生物急性毒性的主要结构特征为分子的大小及其空间效应等。分别采用支持向量机(SVM)方法和多元线性回归(MLR)方法建立了相应的QSAR预测模型,并对所建模型分别进行了内部验证和外部验证。结果表明,两种模型均具有较高的稳定性、预测能力及泛化性能。其中,支持向量机模型对训练集和预测集样本的预测平均绝对误差分别为0.149和0.211,优于多元线性回归方法所得结果。     

氯代酚类物质对斑马鱼的急性毒性及QSAR研究

收集整理了取代苯类化合物与斑马鱼的48 h和96 h急性毒性(LC50)的定量关系数据,依据定量结构-活性关系原理,利用AM1法计算分子描述符表征化合物后,以多元线性回归法进行建模,并对建好的QSAR模型进行评价与检验。为进一步验证所建模型的预测能力,选择建模过程中所用化合物以外的3种氯代酚:对氯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚对斑马鱼做48 h和96 h的急性毒性验证试验,其48 h-LC50分别为8.171、6.146、1.385 mg/L;96 h-LC50分别为6.475、4.327、1.132 mg/L。验证试验结果与已构建QSAR模型预测值进行对比和评价,经过残差分析,得出试验值与模型预测值残差均满足δ1,从而进一步验证所构建的该苯系化合物的急性毒性QSAR模型有良好的预测能力。     

几种酚衍生物对青海弧菌Q67毒性的3D-QSAR研究

测定了16种酚衍生物对青海弧菌(Q67)的半致死浓度EC50(mol·L-1),通过比较分子力场分析方法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析方法(CoMSIA),对16种酚衍生物的毒性进行了三维定量结构-活性相关(3D-QSAR)研究,建立了CoMFA和CoMSIA模型.其中CoMFA模型交叉验证相关系数Q2=0.703,非交叉验证相关系数R2=0.983,F检验值F=178.635;CoMSIA模型交叉验证相关系数Q2=0.588,非交叉验证相关系数R2=0.946,F检验值F=52.074,所建立的模型均有较强的稳定性和良好的预测能力.通过分析比较CoMFA和CoMSIA的三维等势图,全面直观地了解了酚衍生物的结构对致毒性的影响.在酚类化合物毒性作用过程中,化合物的氢键供受体特性因素起主要作用,其次是取代基的电负性和疏水性特征.     

用电性拓扑态预测苯砜基乙酸酯对发光菌的毒性效应

应用电性拓扑态(Electrotopological State, E-state)指数模拟分析了a-取代苯砜基乙酸酯类化合物对发光菌的毒性(15min-EC50, mmol/L),构建了一个4变量QSAR模型.模型的相关系数(R²a_dj)和标准偏差(SD)分别为0.944和0.062,模型具有较高的预测能力和可靠性.模型分析表明,砜基和酯基是该类化合物的活性中心;化合物的疏水能力以及化合物与受体分子间的偶极/极化作用和氢键效应对化合物毒性起着重要影响.     

取代苯对人体细胞的定量结构—遗传毒性研究

通过微核实验,测定了 36 种取代苯类化合物对人体外周血淋巴细胞的遗传毒性;并构建了遗传毒性与分子结构参数之间的 QSAR 模型.结果表明,有 34 种化合物显著地导致了微核的产生,具有明显的遗传毒性;遗传毒性的大小与分子结构描述符辛醇-水分配系数(MlogP)、x 轴主惯性矩(Principalx)、γ 极化率[Polar(γ)]等存在良好的结构-活性相关关系,所建模型的相关系数 R² =0.718,具有较高的预测能力,可用来预测取代苯类化合物的遗传毒性.     

有机磷农药毒性预测模型研究

选用化合物分子拓扑学的信息理论指数、价分子连接性指数，运用多元非线性回归分析，对１１４种有机磷农药大鼠经口、小鼠经口及大鼠经皮急性毒性ＬＤ５０、神经毒性作用进行了定量预测分析。回归模型相关指数Ｒ＾２均在０．８１以上，残差呈正态分布，预测效果满意，显示了系统具有较强的预测能力。     

Holographic quantitative structure-activity relationship for prediction acute toxicity of benzene derivatives to the guppy (Poecilia reticulata)

Holographic quantitative structure-activity relationship(HQSAR) is an emerging QSAR technique with the combined application of molecular hologram, which encoded the frequency of occurrence of various molecular fragment types, and the subsequent partial least squares(PLS) regression analysis. In this paper, the acute toxicity data to the guppy( poecilia reticulata) for a series of 56 substituted benzenes, phenols, aromatic amines and nitro-aromatics were subjected and this resulted in a model with a high predictive ability. The influence of fragment size and fragment distinction parameters on the quality of HQSAR model was investigated. The robustness and predictive ability of the model were also validated by leave-one-out (LOO) cross-validation procedure and external testing data set.     

取代苯类化合物的二维息定量结构-活性相关研究

为了预测非反应性麻醉型化合物对发光菌的发光半抑制浓度,评价该类化合物的毒性效应,采用独特的二维HQSAR分析方法,根据分子碎片的类型,将分子结构转变成具有特征的分子指纹,并用数字进行标记。这些标记出的数字作为QSAR的描述符,经过偏最小二乘法计算,建立起化合物结构与生物毒性之间的相关关系,由此所获得的HQSAR预测值与实测值之间也存在较好的相关性,即-1g_(pre)EC_(50)=0.311 0.929(-1g_(exp)EC_(50))(n=13,r=0.964)。这一模型的预测效果明显优于传统的二维QSAR模型,其结果可以为定量评估同类化合物的生物毒性提供可靠依据。     

硝基苯类化合物对斜生栅藻毒性的HQSAR分析

利用分子全息定量结构-活性相关关系(HQSAR)技术研究了25种硝基苯类化合物对斜生栅藻的急性毒性与其结构之间的相关关系.应用偏最小二乘回归技术(PLS)建立了定量模型.在碎片长度为1~7、碎片区分参数为原子类型、化学键类型和连接性条件下,得到最佳模型(Q2=0.921,R2=0.992).为检验模型的预测能力,将数据集分成训练集和预测集.模型对预测集的预测结果与实测值吻合较好,表明模型的预测能力良好.最后利用色码图对模型中不同原子的贡献进行了解释.     

改进的整合加和模型INFCIM及其应用于混合物毒性预测

目前,准确预测混合物毒性仍然面临着挑战, 为改进现有整合加和模型INFCIM,将该模型中“浓度=浓度+效应”形式修改为更加科学合理的“浓度=浓度+浓度”形式.利用分子电性距离矢量(MEDV)表征混合物组分的分子结构,以模糊数学中的隶属函数表征混合物组分的相似性和相异性,从而构建新的整合加和模型.利用6组六元混合物(共72个样本)验证模型的预测能力,结果表明,改进的模型能够准确预测无相互作用混合物毒性.在改进的模型中,利用多组混合物作为校正集,克服了INFCIM模型仅使用少量混合物数据作为校正集的缺点,使之更加可靠和具有代表性.     

基于决策树的城市在用车环检首检结果预测模型研究

在用车环检是机动车环保监督管理的有效手段,本文通过建立环检结果预测模型以达到事前管理的目的.研究使用通过简易瞬态工况法的数据库,采用决策树算法,建立了环检数据库数据预处理规则,证实了整数编码可用性和运算负荷小的优点,并采取过采样方法解决数据不平衡问题,通过ROC曲线确定子模型的超参数,建立了环检结果预警模型.结果显示,等级1级以上级别可涵盖90%的不合格车辆,累计行驶里程数、车龄对环检结果影响最大.研究表明,该方法复用性较强,有利于通过易获取的信息预测环检结果,可有效支持机动车排放分级分类管理和政策制定.     

有机污染物分子连接指数与角质层同水分配系数的相关性

本文对价分子连接指数(~m~vX)的计算方法作了简要介绍,着重讨论了有机污染物三阶价分子连接指数(~3~vX)与其角质层同水分配系数(Kcw)的关系。结果表明:~3~vX与logKcw存在良好的线性关系、Kcw主要受其分子的结构特征如氯取代基、烃链和芳香环的影响。本文介绍的分子连接指数模型为一准确预测有机污染物的Kcw值的有效工具。     

氯代苯胺对斑马鱼的急性毒性的电性拓扑研究

基于拓扑理论计算了7种氯代苯胺分子的Kier和Hall的原子类型电性拓扑状态指数(E)f。通过多元线性回归和最佳变量子集回归方法建立了氯代苯胺对斑马鱼急性毒性(pLC5)0与其电性拓扑状态指数的最佳二元定量构效关系(QSAR)模型,其传统判定系数(R)2为0.978,逐一剔除法(LOO)的交互验证系数(Q)2为0.964。根据统计学观点,该模型具有良好的稳健性及预测能力,用该模型给出的估算值和实验值非常接近,优于相关文献的计算结果。从进入该QSAR模型的2个电性拓扑状态指数(E9,E2)6可见,所建的数学方程显示芳环内=C<及硝基中氮原子(=N≤)是影响其pLC50的主要结构因素。