有机磷酸酯对青海弧菌Q67毒性的构效关系

以淡水发光菌Q67为受试生物,结合微孔板高通量检测技术,测定了15种常见有机磷酸酯的毒性,同时选用极化率(P)、分子表面积(TSA)、正辛醇/水分配系数(logD)和芳香环个数(N Ar)等有机磷酸酯的7种分子结构描述符,采用偏最小二乘回归分析方法建立了15种有机磷酸酯对Q67发光菌毒性的定量结构活性相关(quantitative structure-activity relationships,QSAR)模型。结果表明,15种有机磷酸酯的EC50在1.13×10-5~3.27×10-3mol·L-1之间。在7个结构变量中,4个变量发挥主要作用。其中分子极化率(P)在有机磷酸酯类污染物对发光菌的急性毒性中发挥重要作用,推断发光菌中的荧光素酶及其辅酶是其主要作用位点;脂溶性(logD)越大的化合物越较易穿过细胞膜,进而使Q67发光菌的毒性效应增大;芳香环数(N Ar)越多,有机磷酸酯对发光菌的急性毒性越大;对分子结构类似的有机磷酸酯,其Q67发光菌的毒性效应随TSA值的增大而增强。利用所构建的构效关系模型,其稳定性(Q2CUM=0.544)和预测能力(Q2EXT=0.808,RMSE=0.195)较好,可用来预测有机磷酸酯对Q67发光菌的急性效应。     

神经网络法预测分子总表面积的研究

本文用误差反向传播人工神经网络（ＡＮＮ）预测有机分子的总表面积，提出一组分子描述码（描述分子的分支性、不饱和性和成环性）作为输入的特征参数，预测结果：对于烷烃、烯烃、炔烃、脂环烃、芳烃、卤代烃、醇、醛、酮、酸、酯、胺、硫醇、杂环等１４类有机物平均误差为２．５８％，对于多环芬烃平均误差为２．８８％。根据ＡＮＮ法提供的信息，用统计分析的方法，得到分子总表面积与分子描述码之间的关联式，用它估算分子总表面     

部分含氯芳烃结构与孔雀鱼半数致死浓度(-logLC_(50))定量活性相关研究

构建了不同类型的分子顶点之间的电性关系作为结构描述符,对部分含氯芳烃化合物结构进行了参数化表征,共得到7个与化合物结构密切相关的结构描述符。逐步回归(SMR)筛选变量后,分别运用多元线性回归(MLR)和偏最小二乘回归(PLS)建立了化合物结构与孔雀鱼半数致死浓度(-log LC50)之间的关系模型,两模型建模相关系数(r2)分别为0.871、0.862;"留一法"交互检验的相关系数(Q2)分别为0.808、0.589。结果表明分子结构描述符能恰当地表征化合物结构特征,所建模型具有良好的稳定性和预测能力。     

单取代苯衍生物的QSAR研究——分子表面积和活性基团表面积的应用

本文对３０种单取代苯衍生物的结构和毒性关系进行了研究，由于取代基的多样性和性质的各不相同，用量子化学计算所得电子性质参数，拓扑指数和某些经验参数作描述参数，均不能得到好的与毒性的相关性，为此，引入了与取代基相关的取代基活性基团表面积，再加上反映分子总体性质和形状分子表面积及三阶形状指数，所得回归方程较好反映了结构和毒性关系，这也说明了对于单取代苯衍生物，取代基在致毒作用中可能起重要作用。     

含氯苯酚类化合物结构表征与毒性预测

将有机化合物中的不同非氢原子及非氢原子之间的关系参数化得到新的结构描述符,运用该描述符对部分含氯苯酚类化合物分子结构进行了参数化表征。采用偏最小二乘回归(PLS)方法构建了化合物结构与毒性(-lg IC50)之间的关系模型,模型的建模相关系数(R2)为0.948,"留一法"交互检验的相关系数(Q2)为0.922,标准偏差(SD)为0.184。结果表明结构描述符能较好地表征化合物分子结构特征,所建模型稳定性好、预测能力强,对于酚类化合物QSAR研究具有一定的参考价值。     

含氯苯酚类化合物结构表征与毒性预测

将有机化合物中的不同非氢原子及非氢原子之间的关系参数化得到新的结构描述符，运用该描述符对部分含氯苯酚类化合物分子结构进行了参数化表征。采用偏最小二乘回归(PLS)方法构建了化合物结构与毒性(-lgIC₅₀)之间的关系模型，模型的建模相关系数(R²)为0.948，“留一法”交互检验的相关系数(Q²)为0.922，标准偏差(SD)为0.184。结果表明结构描述符能较好地表征化合物分子结构特征，所建模型稳定性好、预测能力强，对于酚类化合物QSAR研究具有一定的参考价值。     

酚类化合物结构与醇/水分配系数(logK_(ow))关系研究

将不同非氢原子自身及非氢原子之间的关系参数化并构建出新的结构描述符,对部分酚类化合物分子结构进行了参数化表达。采用逐步回归(SMR)与多元线性回归(MLR)相结合的方法建立了化合物结构与醇/水分配系数(log Kow)之间的关系模型,模型的建模相关系数(r)为0.988,标准偏差(SD)为0.121;"留一法"交互检验的相关系数(Q2)为0.966,标准偏差(SDCV)为0.148。结果表明结构描述符能较好地表征化合物分子结构特征,所建模型稳定性好,预测能力强,对于酚类化合物QSPR研究具有一定的参考价值。     

卤代脂肪烃鱼类急性毒性QSAR模型研究

采用量子化学方法对27个卤代烃化合物进行结构优化和频率分析计算,提取其组成、拓扑、几何、静电和量子化学等结构参数描述符,运用启发式方法筛选最佳的结构参数,并建立黑头呆鱼急性毒性线性回归模型和非线性的支持向量机回归模型.模型方程表明卤代烃化合物导致黑头呆鱼的急性毒性可以应用KH1、IC0、EHOMO-LUMO三个参数解释,几何形状,疏水性能和反应活性是影响鱼类急性毒性的主要因素.两个模型均具有较强的模型稳定性、预测性和可信性,可用于准确预测卤代烃在鱼体内的急性毒性.     

西安东郊某废弃钢铁厂油松年轮记录的重金属含量变化过程

以西安市东郊某废弃钢铁厂为例,采用石墨炉原子吸收法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、原子荧光法测定了废弃钢铁厂两棵油松(Pinus tabulaeformis Carr.)树盘及其根部土壤中重金属Cr、Mn、Hg、Zn、Pb、Cd和类金属As以及P等8种元素的含量.土壤测定结果表明,该地区Cr、Zn、As等元素含量超过了西安市郊区土壤背景值,Cr、Mn等元素易在深层土壤中积累,Hg、Zn等元素不易在深层土壤中积累.两个树盘年轮中这8种元素的含量随着年代的推移总体呈现上升的趋势,这表明该地区由这些元素引起的污染状况日益加重.Hg、Pb、Cd等元素于1996年左右吸收达到最高峰,与该钢铁厂生产历史相一致.这两个树盘中Mn、Hg、Zn、As、P等元素自1993年后均呈现比较一致的增长趋势.通过计算各元素的自相关系数,从统计学角度发现这8种元素在油松年轮中的迁移特征:Mn、Zn、As等元素均存在着3年的横向迁移趋势,Pb、P存在2年的迁移趋势,Hg、Cd有1年的迁移,而Cr几乎不迁移,其中Zn、Cd、P等元素在油松中的迁移趋势与西安市西部某地区椿树和桐树中的迁移趋势表现一致.     

Structural and molecular alterations in arsenic-induced hepatic oxidative stress in rats: a FTIR study

Arsenic (As) is an ubiquitously distributed environmental toxicant predominantly contaminating drinking water. A number of studies indicated that oral exposure of humans to inorganic As produced damage to various body tissues including liver. Oxidative stress is thought to play a major role in As-induced hepatotoxicity. In this study, Fourier transforms infrared (FTIR) spectroscopy approach was applied to determine whether chronic As exposure at 25 ppm, intragastrically for 12 weeks, affected oxidative stress status in rat liver. Data demonstrated that chronic As administration exacerbated oxidative stress as was evidenced by suppressed antioxidant defense system and increased lipid peroxidation and protein oxidation. The FTIR study showed that peak area value of amide A decreased significantly followed by reduced amide I and amide II peak area in an As-treated rat liver suggesting altered protein profile. The change of Olefinic?CH stretching band and C?O stretching of triglycerides band indicated the altered lipid levels due to metallic exposure. The fall in the peak area of PO₂^? asymmetric stretching in the As-treated group might be due to compositional changes of nucleic acids. Hence, the results of this study indicate that As-induced oxidative stress was associated with structural and molecular modifications in proteins, lipids, and glycogen in a rat liver that may help to elucidate molecular mechanisms underlying metal-mediated hepatic damage.     

分子表面积的精确和经验计算及其在QSAR中的应用

本文列出了精确计算分子表面积的公式，在分子几何结构优化的基础上，可用此式得到准确的分子表面积，用该法对２０种氯代酚进行了计算，所得分子表面积能很好地预言其正辛醇／水分配系数，并且用分子表面积（或取代基数）加上ＯＨ基的表面积，能很好预言其对发光菌的产性。此外，还提出了计算公子表面积的经验方法－碎片加和法，此法应用于某些取代烃化合物，也得到正辛醇／水分配系数很好的相关性。     

多氯代苯并噻吩分子空间坐标指数与气相色谱保留时间的QSPR研究

运用Chem Office软件绘制37个多氯代苯并噻吩三维图,并得到对应的分子空间坐标Pi(xi,yi,zi)。以多氯代苯并噻吩分子的原子距离指数、分子空间特征指数、分子电性距离矢量、氯原子数为分子描述变量,采用多元线性回归和BP人工神经网络建立描述变量与多氯代苯并噻吩的气相色谱保留时间的QSPR模型。结果表明:多元线性回归建模相关系数R=0.9970,SD=2.1830,基于BP人工神经网络建立的模型R=0.9996,SD=0.3123。为多氯代苯并噻吩分子结构与物性的QSPR研究提供了新思路。     

卤代苯甲醚正辛醇/水分配系数(lgKow)的QSPR研究

基于卤代苯甲醚类化合物的定量结构与性质关系,对其中有正辛醇/水分配系数(lgKow)数据的43个卤代苯甲醚进行了HF/6-31G·水平上的结构优化,并在优化结构的基础上进行了分子静电势及其导出参数的计算.选取其中的27个化合物作为训练集,应用多元线性回归方法对卤代苯甲醚的lgKow与分子结构参数进行了关联,其余16个化合物作为测试集.结果表明:分子静电势参数结合分子最低空轨道能级可以很好地表达卤代苯甲醚的lgKow与其分子结构间的定量关系,所建立的QSPR模型具有较强的稳健性和预测能力,同时也证明了分子静电势参数在卤代苯甲醚类化合物QSPR研究中的适用性.     

拓扑指数在定量结构生物降解性关系中的应用

本文采用二氧化碳生成量实验，对训练组有机物，利用逐步回归分析程序，从计算和十四种分子连接性指数中筛选出与生物降解性最为相关的分子结构描述参数，建立定量结构－生物降解性关系模型，其相关系数为０．９３１，利用该模型对预测组质的预测结果表明，此模型对芳香化合物的好氧生物降解性具有良好的预测能力，其正确预测率达８３．３％。     

火箭推进剂单推-Ⅲ对大鼠肝、肾的毒性效应

为探讨新型火箭推进剂单推-Ⅲ(主成分为肼)对大鼠肝、肾的毒性效应及其作用机制,将24只雄性Wistar大鼠随机分为4组:生理盐水对照组,低剂量组、中剂量组和高剂量组,采用灌胃方式染毒,单次染毒剂量分别为0、0.70、2.35、7.05mg·kg-1(以单推-Ⅲ中的肼计算),每天1次,连续染毒7d,眼眶静脉丛取血后腹主动脉放血处死大鼠,称肝、肾重量计算肝、肾的脏器系数,测定大鼠血清中反映肝、肾功能的生化指标,并对肝、肾进行病理学观察.结果表明,1)单推-Ⅲ染毒可导致大鼠出现后肢运动障碍,并显著提高大鼠肝、肾脏器系数及血糖水平;2)病理学观察发现,单推-Ⅲ染毒可导致大鼠肝脏灶性及汇管区少量炎症细胞浸润,肝细胞脂肪变性,肾脏则无明显改变;3)单推-Ⅲ染毒可导致大鼠肝功能异常,部分肝功能指标如谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、直接胆红素(D-BIL)等出现显著升高或降低;4)单推-Ⅲ染毒可导致大鼠肾功能异常,部分肾功能指标如尿素氮(BUN)、尿酸(UA)、肌酐(CREA)等出现显著升高或降低.综合以上实验结果可以看出火箭推进剂单推-Ⅲ对大鼠肝、肾组织可产生一定的毒性效应,并可造成一定程度的中枢神经损伤。     

Effect of a popular Middle Eastern food (Falafel) on rat liver

The aim of this study was to evaluate the effect of short-term consumption of oil and frying oil extracted from falafel patties, and then to study the long-term effect of consumption of falafel patties on rat liver gross morphology and serum liver enzymes. The frying oil quality was assessed using thiobarbituric acid reaction on rat liver homogenate. Frying oil and oil extracted from falafel patties were administered to male Wistar albino rats via gavage for 5 days. Blood samples were collected and the activities of alkaline phosphatase (ALP), aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase (ALT), and bilirubin levels were determined. Livers were weighed and gross morphology was assessed. For the long-term effect of falafel consumption, rats were fed falafel patties for 30 days, and then blood samples were collected and assayed for the above-mentioned parameters. Short-term consumption of falafel extracts and frying oil did not cause any significant difference in the liver function tests and liver gross morphology. Whereas, long-term consumption of falafel patties caused a significant increase in ALP, ALT, bilirubin level and increased liver weight/body weight ratio denoting hepatotoxicity. This indicates that consumption of large amounts of falafel on daily basis might lead to hepatotoxicity.     

三维原子场全息作用矢量用于芳香类化合物的三维QSAR研究

采用新型的的三维原子场全息作用矢量(3D-HoVAIF)研究了200种芳香化合物的化学结构与其生物毒性的定量构效关系(QSAR).首先对芳香化合物进行了结构参数化表达,然后采用逐步回归(SMR)对变量进行筛选,建立了三维定量构效关系模型.其87个无氢键分子的模型和113个有氢键分子的模型的复相关系数和标准偏差分别为R2=0.801,SD=0.473和R2=0.929,SD=0.318.模型具有良好的稳定性和预测能力,证明了该三维原子场全息作用矢量在分子结构表征和生物毒性预测上的适用性.