有机污染物鱼体生物富集及构效关系研究--《东北师范大学》2010年硕士论文
有机污染物鱼体生物富集及构效关系研究
【摘要】：
有机污染物在环境中的迁移、转化一直是人们所关心的课题,其中对在环境中持久存在、生物富集能力强、毒性较大的有机污染物的研究又是当今环境科学家关心的焦点,持久性有机污染物在生物体内的富集是有机污染物评价的一个重要指标。由于鱼是人类重要的食物源,有机污染物可以通过食物链在人体内富集,对人类产生危害。
生物富集因子可通过传统的实验测得,但通过实验获得数据费时、费力、费用高,有时获得的实验数据并不可靠,根据化合物的理化性质,结构性质来预测生物富集因子(BCF),可以减少实验,尤其是动物实验,降低测试费用,弥补数据缺失,是目前生物富集研究发展的方向之一。
本文以文献中697种化合物生物富集因子为依据,计算了分子的多种物理化学性质参数和分子结构描述符,对有机污染物的结构参数和生物富集因子进行了相关性研究,结果发现有机污染物的生物富集因子和传统的辛醇/水分配系数的相关性并不理想,引入其它理化性质参数对生物富集相关模型的改进也很小。为了搞清生物富集机理,探讨分子结构对生物富集因子的影响,我们根据化合物的官能团和结构性质,将化合物进行分类研究,训练集(第1-18组),391种化合物;测试集(第19组),260种化合物;离子性化合物(第20、21组),46种化合物。应用线性回归、非线性方程和线性自由能相关方程(LFER)分别对生物富集因子与分子结构描述符进行相关分析,并对所得模型训练集和测试集进行残差分析。研究结果表明,以辛醇/水分配系数建立的线性模型在一定范围内(log P = 1～6)的拟合结果较好,但是对于高疏水性和高亲水性化合物的预测存在较大的误差,而非线性高斯模型对高疏水性化合物(log P6)和高亲水性化合物(log P0)的预测结果要好于辛醇/水分配系数模型;通过分类研究发现高疏水性化合物的预测值与实测值发生偏离的原因与化合物在水中的溶解度有关,溶解度越低,实测值与预测值偏差也越大;对于可离子化合物,以表观分配系数(log D)代替log P对生物富集因子进行非线性相关分析发现,log D的预测结果好于log P;同时根据Abraham参数建立LFER模型(决定系数为0.84),并根据方程系数探讨了生物富集机理。
【关键词】：
【学位授予单位】：东北师范大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：X502【目录】：
Abstract5-9
第一章 有机污染物的生物富集因子与QSPR/QSAR研究进展10-18
1.1 定量结构-活性关系简述10
1.2 QSPR/QSAR的发展与基本方法10-13
1.2.1 QSPR/QSAR的发展简史10-11
1.2.2 QSAR的研究方法11-12
1.2.3 QSPR/QSAR模型构建的基本步骤12-13
1.3 有机污染物的生物富集因子13-17
1.3.1 生物富集的概念13-14
1.3.2 生物富集因子的测定14
1.3.3 生物富集因子的估算方法14-17
1.4 目前生物富集研究存在的问题17
1.5 本论文研究目的17-18
第二章 材料与方法18-23
2.1 生物富集因子18
2.2 训练集、测试集的选择18-19
2.3 分子结构SMILES的获取19-20
2.3.1 从CAS获取SMILES19
2.3.2 从化合物名字获取SMILES19
2.3.3 从分子结构获取SMILES19-20
2.4 分子结构描述符的计算20-21
2.5 统计分析方法21-23
2.5.1 回归分析21-22
2.5.2 残差分析22-23
第三章 结果与讨论23-43
3.1 QSPR分析23-25
3.1.1 线性模型23-24
3.1.2 非线性模型24-25
3.2 分类研究25-28
3.3 实验误差对生物富集因子的影响28-32
3.4 产生实验误差的机理解释32-34
3.5 生物富集因子与辛醇/水分配系数的相关性34-36
3.5.1 logBCF与logKow的线性相关模型34
3.5.2 logBCF与logKow的非线性相关模型——高斯模型34-35
3.5.3 分组分析35-36
3.6 模型的外部检验36-38
3.7 可离子化合物对生物富集因子的影响38-41
3.8 LFER模型41-43
第四章 结论43-44
参考文献44-47
附录 147-53
附表 1 文献[22]的 BCF 实测值47-53
附录 2 DRAGON 软件使用方法53-54
在学期间公开发表论文及著作情况55
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【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：X171.5【正文快照】：
通常在环境污染研究中,基于结构决定化合物性质的原理,一方面,通过化合物结构分析,事先能够对尚未投放市场的新化合物的毒性进行成功的预测,另一方面,又能对已经进入人类中化合物的生物毒物进行评价。这种被称之定量结构活性相关(quantitative structure-activity relationshi
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石杉碱甲类化合物定量构效关系的量子化学研究１）朱维良蒋华良２）陈建忠顾健德陈凯先嵇汝运（上海药物研究所新药研究国家重点实验室，上海２０００３１）曹阳（苏州大学化学系，苏州２１５００６）摘要对１１个石杉碱甲类化合物进行了半经验量子化学（ＡＭ１）方法计算，讨论了主要基团抑制乙酰胆碱酯酶活性的作用特点．用３个变量对其中的１０个化合物建立起了良好的定量构效关系，结果表明，主要基团的空间位置及电荷起十分重要的作用．关键词石杉碱甲；乙酰胆碱酯酶；半经验量子化学（ＡＭ１）方法；偏最小二乘（ＰＬＳ）法Ｆｉｇ?１ＴｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＨｕｐｅｒｚｉｎｅＡ石杉碱甲（ＨｕｐｅｒｚｉｎｅＡ，ＨｕｐＡ）（见图１）是从中草药千层塔中提取得到的活性生物碱，是一种强效可逆性的乙酰胆碱酯酶（ＡＣｈＥ）抑制剂，但其天然来源十分有限且化学合成相当困难〔１，２〕．近年来，人们希望通过对其取代基的改造寻找新的高效、低毒、合成工艺简单的乙酰胆碱酯酶抑制剂，但效果并不...&
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