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。     

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.      

硝基苯类化合物的结构/毒性定量构效关系研究

为了定量结构／毒性相关性研究提取了拓扑指数Ａｍ，分子连接性指数＾ｍＸｔ量子化学参数及分子体积等，同时运用最佳变量子集算法（Ｌｅａｐｓ ａｎｄ Ｂｏｕｎｄｓ）进行了变量的压缩和选择，进而实施了多元间归分析，并由所得结果进行了硝基苯类化合物结构与毒性关系的理论解释，同时还进行了人工神经网络法对于该类化合物毒性的预测，其结果明显好于多元回归法。     

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溲的急性毒性，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。     

有机酸抑制斜生栅藻生长的毒性效应

采用国际标准指示生物--斜生栅藻研究了有机酸类的急性毒性效应.讨论了酸类的毒性程度与其分子结构的关系.结果显示:96 h的EC₅₀值芳香族酸的毒性大于脂肪酸的毒性,且衍生物的毒性均比母体的毒性强.而含碳原子较少、水溶性较大的酸,毒性较弱.      

偶氮染料对斜生栅藻的毒性作用及结构活性相关性研究

为了揭示不同结构染料对水生生态系统的毒性作用,研究９种偶氮类及２种蒽醌类染料对斜生栅藻的生长抑菌作用,并通过剖析毒性一结构之间的相关关系,探讨了偶氮染料的毒作用机理,１１种染产对斜生栅藻的４８ｈＥＣ５０在１．０９－４１．２２ｍｇ．Ｌ＾－１之间,偶氮染料分子中所包含偶氮键的个数及芳香环上取代基的亲水性和电性均影响染料的毒性,进一步证实偶氮染料的毒同理为Ｎ－Ｎ键不宾为一ＮＨ２后,形成Ｎ＋离子活性民生物     

微塑料与镉对斜生栅藻的联合毒性效应

微塑料(MPs)不但可以对水生生物产生毒性效应,还可以对其他污染物的毒性作用产生影响,从而改变其作用途径和毒性效应。该研究以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)作为试验对象,通过急性毒性和亚急性毒性试验,探讨聚苯乙烯微塑料(mPS)对重金属Cd毒性的影响,并通过叶绿素荧光参数、光合色素含量和Cd2+的浓度分析,研究2种不同粒径(75和1 000 nm)的m PS和Cd对斜生栅藻的联合毒性机理。结果显示,mPS显著抑制了Cd的急性毒性,但8 d亚急性毒性暴露时mPS的出现抑制了微藻的生长,相比于Cd单独暴露带来了额外的毒性效应。mPS对光合作用过程中光的捕获、电子传递和能量耗散的影响,以及对Cd2+吸收的影响,可能是其对Cd毒性影响的主要潜在机理。结果表明,应结合急性、亚急性甚至长期暴露来对mPS毒性作用的进行综合评价,且叶绿素荧光参数对于研究mPS的毒性具有重要价值。该研究可为MPs的环境释放风险评价提供重要依据。     

苯酚类化合物光解量子产率与结构性质的定量关系

采用量子化学PM3算法计算得到的苯酚类化合物的量子化学参数,应用偏最小二乘(PLS)算法,建立了能预测苯酚类化合物光解量子产率(Y)的定量结构-性质关系(QSPR)模型.影响苯酚类化合物光解量子产率的主要因素是分子最高占据轨道能(Ehomo)和分子生成热(HOF),logY值随着Ehomo的增大而增大,随着HOF的增大而减小.分子的电负性和(Ehomo-Ehomo)2对logY值也有一定的影响,电负性和(Ehomo-Ehomo)²较小的分子,其logY值也较大.     

取代芳香族化合物对4种水生生物的毒性研究

建立了105种取代芳香族化合物对4种水生生物(发光菌、四膜虫、大型蚤和斑马鱼)的毒性QSAR模型.取代芳香族化合物对生物体的毒性主要是由2个过程引起,化合物首先穿透细胞膜,然后与机体发生反应.讨论了生物种的种间和种内差别,这种差别可能与生物的脂肪含量有关.化合物分成了3类,非极性麻醉型化合物、极性麻醉型化合物和反应型化合物,极性麻醉型化合物比非极性麻醉型化合物毒性要高,反应型化合物毒性最高.     

酮类化合物对斜生栅藻的联合毒性研究

以国际标准生物指示物斜生栅列藻为实验生物,采用相加指数法,在单一毒性基础上进行1∶1的浓度配比实验,研究了丙酮与15种酮类化合物的联合毒性.结果表明:丙酮和环己酮、环戊酮、3-戊酮、苯丁酮、4-硝苯乙酮、间硝基苯乙酮、硝基苯乙酮表现为协同作用,丙酮和乙酰乙酮、丁酮、2,3-丁二酮、苯乙酮、间氨基苯乙酮、2-辛酮、2-癸酮、4-氨基苯乙酮表现为拮抗作用.     

氯代芳香族化合物对羊角月牙藻的毒性及QSAR分析

根据氯代芳香族化合物对羊角月牙藻（Selenastrum carpricornutum）的急性毒性实验结果,运用量于化学参数分析了16种氯代芳香族化合物的结构与活性之间的关系,用逐步回归法建立了相关方程,并经逐一抽取法检验证明该方程的稳定性很好．结果表明,分子总能量TE是决定该组化合物对羊角月牙藻毒性的关键参数;另外,这组化合物对羊角月牙藻的致毒关键步骤包括传输分配过程和生化反应过程     

支持向量机用于芳烃类化合物对芳烃受体亲和性QSAR研究

尝试将支持向量机(SVM)应用于3种典型芳烃类环境毒物(PCDD,PCDF和PCB)定量构效关系研究,通过对芳烃受体亲和性考察,结果发现该组样本的生物活性在一定程度上与分子电性距离矢量具有非线性联系.SVM对内部和外部样本都具良好稳定性能和预测能力:所得模型拟合、交叉检验、外部预测复相关系数及均方根误差分别为R2cum=0.922、Q2cum=0.825、Q2ext=0.834和RMSext=0.531将其与文献报道及多元线性回归、偏最小二乘、人工神经网络进行比较,结果表明对小样本、非线性问题SVM具较强拓展性及泛化能力,故在环境毒物评价和控制中具有广阔应用前景.     

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.     

苯砜基环烷酸酯类化合物的结构与急性毒性关系的密度泛函理论研究

用密度泛函理论方法,在B3LYP／LANL2DZ水平上,计算了28个苯砜基环烷酸酯类化合物的结构参数;将结构参数作为理论描述符,导出苯砜基环烷酸酯类化合物的分子结构参数(α、εa、q^-和μ)与对发光菌毒性(EC50和LC50)的定量关系方程,并用交叉验证法验证,r^2分别为0.9509和0.9320,q^2分别为0．9318和0．9025,其结果优于AM1、CoMFA和CoMSIA方法的计算结果．     

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.     

用QSAR模型预测苯酚类化合物对发光菌的联合毒性

测定了苯酚与11种取代苯酚对发光菌的单一毒性和毒性单位比为1:4,1:1,4:1二元混合物的联合毒性.采用相加指数法对联合毒性进行了评价,结果表明,苯酚和取代苯酚的二元混合物对发光菌的联合作用以相加作用为主.在此基础上,根据12种苯酚类化合物的单一毒性建立了QSAR方程: -lgEC₅₀=6.158-0.279pKa,对混合物中取代苯酚的毒性进行了预测,预测值与实测值吻合较好.     

咪唑类离子液体系列对卤虫的急性毒性研究

选取卤虫作为实验生物,研究了1-丁基,1-辛基,1-十二烷基-3甲基咪唑盐酸盐( [Cnmim][Cl](n = 4,8,12) ) 3种离子液体的暴露对卤虫个体存活率的影响.同时,选取了实验室常用的有机试剂甲醇和乙腈,无机化学品重铬酸钾作为阳性对照.根据剂量效应曲线的拟合结果发现,受试离子液体系列随着咪唑环上烃基侧链碳原子数的增加,对卤虫的毒性效应也相应增强,3种离子液体对卤虫的LC50-24h依次为171.1,133.6,17.76μg/mL.离子液体对卤虫的LC50-24h比甲醇(LC50-24h=84.83mg/mL)和乙腈(LC50-24h=52.84mg/mL)低了2~3个数量级,重铬酸钾对卤虫的(LC50-24h=16.87μg/mL)与离子液体对卤虫的LC50-24h处于同一水平.     

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.     

Comparative study of four QSAR models of aromatic compounds to aquatic organisms

Quantitative structure-activity relationships (QSARs)were developed for 43 aromatic compounds toxicity to Photobacterium phosphoreum and Daphnia magna based on four methods: octanol/water partition coefficient, linear solvation energy relationship, molecular connectivity index and group contribution. Through the evaluation of four QSAR methods, LSER was proved to be the best. And it applied to the widest range of chemicals with the greatest accuracy.