取代芳烃化合物电子结构与其对发光菌毒性关系的研究

应用量子化学半经验的MNDO方法计算了40个取代芳烃化合物的电子结构，探讨了化合物电子结构与其对发光菌毒性的关系．结果表明：(1)当化合物的分子极化度P、分子体积V、疏水参数logP较大时具有较大的水溶性和脂溶性，因而化合物的毒性较大；(2)当最高占据轨道(HOMO)能级和最低空轨道(LUMO)能级较低时，化合物容易接受电子具有较大的氧化性，取代芳烃的毒性也随之增大；(3)取代基的吸电子能力越强，吸电子基个数越多，苯环的正电性越大，化合物的毒性越大．得到的QSAR方程为：-logEC50=-2．230 O．202P-0．366EHOMO，据此可预测取代芳烃化合物对发光细菌的毒性．     

Microtox技术在印染废水污染监测中的应用研究

利用发光细菌毒性检测技术(Microtox)研究了Microtox技术对印染废水毒性检测的条件,活性染料及降解中间产物对发光细菌的毒性反应,并对柠檬酸杆菌降解活性染料降解过程进行了监测.结果表明:Microtox技术可以有效地监测活性染料及其微生物降解中间产物的相对毒性;活性染料的毒性远大于代谢途径中间产物的毒性;活性染料降解过程中培养液萃取物的毒性逐渐降低,但上清液的毒性出现先下降而后又增大的趋势,推测是上清液中存在的中间产物和其它组成成分及pH变化综合作用的结果.     

6-(1-萘甲基)取代S-DABO类逆转录酶抑制剂的3D-QSAR研究

以活性化合物15为例,采用分子对接的方法模拟了化合物与HIV-1逆转录酶的作用,从而探讨了系列6-萘甲基取代S-DABO类化合物的作用机制.并基于分子对接后的活性构象,应用比较分子力场分析(CoMFA)和比较分子相似因子分析(CoMSIA)法对该类化合物的三维定量构效关系进行了研究,建立了有较好预测能力3D-QSAR模型,为该类化合物进一步的结构优化提供理论指导.     

利用发光菌评价多环芳烃及其降解产物的生物毒性

利用发光细菌毒性测试技术,对5种多环芳烃化合物及其部分降解产物的生物毒性进行了检测与评价.结果表明:二甲亚砜配制的测试液中,萘、菲及荧蒽均对发光细菌具有一定生物毒性,且相同浓度下毒性菲>萘;测试液中当萘浓度小于其溶解度时即产生100%的抑光率,而菲及荧蒽浓度接近其溶解度时分别仅产生低于50%和15%左右的抑光率;芘及蒽在最大浓度时则对发光细菌无生物毒性显示;降解产物水杨酸、儿茶酚及邻苯二甲酸均对发光细菌具有一定生物毒性,但毒性均远小于母体化合物萘和菲,且邻苯二甲酸代谢途径对菲解毒效果优于水杨酸代谢途径.说明多环芳烃化合物生物毒性的检测与其水溶性的大小密切相关,利用二甲亚砜获取多环芳烃污染提取液的生物毒性主要与低分子量多环芳烃萘及菲有关;低分子量多环芳烃微生物降解后期解毒效果明显,但降解后期产物对发光细菌仍具有一定毒性,且细菌不同的代谢途径中多环芳烃毒性降低的程度不同.     

苯并异噻唑啉酮甲酸酯类衍生物的海洋防污性能研究

研究了6个苯并异噻唑啉酮类衍生物对藤壶二期无节幼虫的急性毒性效应,实验结果表明:该类化合物对藤壶幼虫均有良好的毒性作用,其毒杀效果随化合物质量浓度的增加以及作用时间的延长而提高;取代基中碳原子数目的增加,有利于毒性作用增强;各化合物半致死质量浓度在0.5~3 mg·L-1左右.浅海挂板实验表明:化合物添加量为w=0.1%时,其90天的防污效果基本可以达到要求.     

新型非共价相互作用——σ-hole作用的研究进展

第Ⅳ~Ⅶ主族元素的原子的σ-hole与亲核物质之间的作用,已经成为目前研究弱相互作用的热点问题.该类作用一般表示为RnX…B(n=1,2,3,4),其中X为第Ⅳ~Ⅶ主族元素的原子,B为亲核物质.RX分子σ-hole处静电势最大值(VS,max)与2个因素有关:1)X原子外VS,max值随X原子的电负性增大而减小;2)X原子外VS,max值随RnX(n=1,2,3,4)分子中X原子sp杂化中p轨道的贡献的增大而增大.     

电偶极场对非对称陀螺分子O3结构特性的影响

采用密度泛函B3LYP/6-311++g(d,p)方法在不同电偶极场(-0.02～0.02 a.u.)作用下,对渐近非对称陀螺分子O3的基态进行优化计算得到了O3分子的基态稳定构型,研究了在外电场作用下O3分子基态的总能量、键长、键角、偶极矩、电荷分布、能级分布、能隙、转动常数等的变化规律.结果表明:随正向外电场的逐渐增大,O3分子总能量逐渐升高、键长和键角均逐渐增大;分子能隙和偶极矩逐渐减小;3个振动频率均随外电场的增大而减小;分子转动常数A随外电场的增大而逐渐增大,B和C则随外电场的增大而逐渐减小.     

氯代苯酚类衍生物对水生物发光细菌的定量结构—活性关系研究

应用PM3量子化学方法和分子连接性指数拓扑理论,进行了氯代苯酚类化合物对水生物发光细菌的半致死量之间的定量结构-活性相关（QSAR）研究,QSAR模型表明,化合物分子体积效应对毒物靶分子的作用呈一定的相关性,体现在其与^1X^v和分子的平均极化率α呈正相关性,而与分子的最低空轨道ELUMO呈负相关性,所得的最显著的相关模型为-logEC50=-1.82532 0.04678α。     

多原子炸药分子硝基甲烷在外电场作用下的结构特性研究

采用密度泛函B3LYP/631g(d,p)方法在不同外电场(0.00~0.003 a.u.)作用下,对多原子炸药分子CH3NO2优化计算得到其基态稳定构型,研究了在外电场作用下CH3NO2分子基态的总能量、键长、键角、偶极矩、电荷分布、能级分布、能隙、转动常数等的变化规律.结果表明：随外电场的逐渐增大,CH3NO2分子总能量逐渐减小、分子沿着C—N分子轴方向变得扁长;分子能隙也逐渐减小;偶极矩随外电场的增加而增加,分子转动常数A随外电场的增大而逐渐增大,B和C则随外电场的增大而逐渐减小.     

含硫苯衍生物对发光细菌生物毒性的QSAR研究

应用分子力学,半经验量子化学RM1方法,对29个含硫苯衍生物的几何构型进行全优化,将一系列的量子化学参数用于其结构和对发光细菌生物毒性的QSAR研究中.利用SPSS13.0软件,用多元逐步回归法建立了含硫苯衍生物对发光细菌毒性与量化参数的多元回归方程,结果表明,前线轨道能量差ΔE,辛醇/水分配系数(lg Kow),取代基的Hammett电荷效应常数∑σ,碳原子C(6)上的静电荷E(6)及苯环上碳原子的静电之和∑E对其生物毒性有明显的影响,其生物毒性可用下列模型来定量描述:lg(1/EC50)=10.238-0.009△E+3.034E(6)+2.108∑E-0.292lgKow+0.522∑σ,N=29,R=0.930.     

基于QSAR和PCA方法的硝基芳烃综合毒性评价

化学品的风险评价与管理应该关注基于多种生物体效应的综合毒性。为了评价毒性数据稀缺化合物的综合毒性,以50种硝基芳烃为研究对象,收集了它们的多种生物毒性数据,建立了稳健的定量结构活性相关(quantitative structure-activity relationship,QSAR)模型,预测缺失毒性数据,解释了硝基芳烃的致毒机理——硝基芳烃与生物受体分子的亲电反应活性是决定其毒性的主要因素。然后应用主成分分析(principle componentan alysis,PCA)方法对基于QSAR模型计算获得的50种硝基芳烃的各种生物毒性数据进行分析,计算综合毒性因子(integrated toxicity index,ITI),对综合毒性因子进行QSAR分析,得到可直接由硝基芳烃结构参数预测综合毒性因子的单参数QSAR模型。结果表明,QSAR与PCA方法的结合可以成功地评价和预测硝基芳烃的综合毒性。     

十二烷基硫酸钠与取代芳烃对发光菌的联合毒性作用

研究阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）和苯酚、硝基苯、甲苯3种取代芳烃对发光菌的单一毒性，以及在等浓度配比条件下，SDS与这3种取代芳烃二元混合体系的联合毒性效应，并采用毒性单住、相加指数、相似性参数和混合毒性指数进行毒性评价。研究结果表明：4种不同的评价方法对SDS与取代芳烃苯酚、甲苯和硝基苯的联合效应评价结果具有较好的一致性，即SDS与苯酚、甲苯的二元混合体系的毒性表现为不同程度的协同作用，而与硝基苯则表现为弱拮抗作用；对环境存在风险性的阴离子表面活性剂SDS，当与一些有毒有害物质共存时会增加该类物质的环境风险性。根据发光原理和混合体系组成，可初步推测联合毒性的作用机制。     

果园几种常用农药对荔枝蝽卵跳小蜂的毒性

就15种果园常用农药的田间使用浓度对卵跳小蜂成蜂的毒性进行测定,试验结果表明:植物质杀虫剂印楝素、微生物杀虫剂高效B t.对卵跳小蜂的触杀毒性较小;菊酯类杀虫剂、抑太保、杀虫双和三氯杀螨醇对卵跳小蜂的触杀毒性均较高;卵跳小蜂对有机磷杀虫剂如辛硫磷、敌敌畏及氧乐果等非常敏感,但对敌百虫有较强的耐受性。因此在综合防治中避免使用有机磷类、菊酯类等农药,应合理选择使用一些生物源杀虫剂以减少对卵跳小蜂的杀伤。     

烷基酚对斜生栅藻的毒性效应及构效相关研究

以斜生栅藻细胞的生长状况为指标,研究8种烷基酚对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的急性毒性效应,采用Mopac软件PM3法计算化合物的多种理化参数,运用SPSS软件进行相关回归分析,对烷基酚类化合物的96h EC50进行构效相关研究(QSAR),并探讨了化合物的生物蓄积性.研究结果表明:化合物毒性随着烷基碳数的增多而加强,对于同分异构体,一般间位取代基的毒性大于邻位取代基的毒性.化合物的毒性在一定程度上会受到化合物的立体效应、电性效应的影响,但与亲脂性参数Kow呈显著抛物线相关(r=0.938,n=8),对叔丁基酚、4-辛基酚、4-壬基酚能在人类重要的食物链中发生生物蓄积,对人类危害较大.     

有机肟类化合物定量结构与毒性效应研究

以有机肟类化合物为研制对象，利用分子前沿轨道能和分子连接性指数等参数为分子表征因子，对肟类化合物的急性生物毒性进行定量结果－活性相关预测。实验结果表明，肟类化合物对哺乳动小鼠的生物毒性的测算值与实验值之间存在高度相关性。提出了一种用量子化学参数和分子连接性指数等化合物表征参数估算有机物毒性的新方法，建立了有效的定量分子结构－毒性相关多元估测方程。     

抗生素药物环丙沙星对剑尾鱼的毒性效应

测试了抗生素药物盐酸环丙沙星(Ciprofloxacin hydrochloride,CPFX)对剑尾鱼(Xiphophorus helleri)的急性毒性及其Ⅰ相、Ⅱ相代谢酶活性的影响。结果表明CPFX对剑尾鱼无急性毒性;CPFX对剑尾鱼肝脏还原型谷光苷肽(GSH)、谷光苷肽硫转酶(GST)和7-乙氧基异吩恶唑酮-脱乙基酶(EROD)都存在诱导作用;雌雄个体在EROD的诱导响应有一定的差异性,其中雌性个体EROD对CPFX暴露响应变化较大。     

润滑油急性生物毒性评定技术及毒性分级标准

润滑油的生物毒性对环境的影响日益明显．以发光细菌为受试生物,参照美国ASTM标准的水融合组分(WAF)方法制备润滑油毒性测试样品液,采用半数效应载荷 EL_(50)作为润滑油在水中生物毒性的判定指标,建立了一套检测润滑油和添加剂急性生物毒性妁评定方法．该方法具有快速、简便、灵敏、准确、稳定、经济以及测定只需微量样品等特点,使润滑油等难溶物质的生物毒性判定更加科学．该方法也为油类污染的生物监测和水生生态毒理学研究提供了新的试验生物模型．给出的难溶物质急性毒性分级标准简单易行,可操作性强,为润滑油的毒性评定提供了依据．依据读标准对几种典型润滑油和添加剂进行了评定试验和分级,从而验证了润滑油生物毒性评定技术及毒性分级标准的可行性．     

2种晶型纳米二氧化钛材料对A549细胞的毒性效应

利用LDH活性检测的分子生物学手段结合TEM技术研究金红石型和锐钛矿型纳米TiO2材料对人肺腺癌细胞(A549)的作用及可能的机制.LDH活性检测发现:与对照组相比,金红石型300μg/mL浓度组对细胞膜的损伤最大.TEM显示,在细胞内或周围发现一些纳米TiO2颗粒,但2种晶型纳米TiO2的存在形式有所不同,并且金红石型实验组中,板层体数量明显增多,部分纳米颗粒缠绕于板层体中.这说明,2种晶型纳米TiO2材料对细胞的细胞膜及其它细胞器造成了一定的影响,且纳米TiO2材料的晶体构象不同,引起的毒性效应存在着显著差异.     

Quantitative structure-activity relationship and prediction of mixture toxicity of alkanols

Alkanols, which are narcotic compounds, were studied. The acute toxicities (15min-EC50) of 15 alkanols, which have a large span of hydrophobicity, to Photobacterium phosphoreum were measured. Quantitative structure-activity relationship (QSAR) analysis of single toxicity of alkanols was conducted by using octanol-water partition coefficient (logKow). The polynomial expression was used instead of linear equation to develop QSAR model, and a QSAR model with a good predictive potential was achieved. Furthermore, the mixture toxicity of alkanols was studied. In order to predict joint toxicity of mixtures that contain very hydrophobic alkanols, the adjustment of octanol-water partition coefficient was performed, considering the influence of volume effect. And equivalent octanol-water partition coefficient was introduced. The QSAR model of mixture toxicity was developed by using equivalent mixture octanol-water partition coefficient. The result showed that even a linear model could predict mixture toxicity well by using equivalent mixture octanol-water partition coefficient.     

支持向量机法预测卤代苯和苯酚衍生物的毒性

应用支持向量回归算法（SVR）,以按非氢原子分类的分子电性距离矢量（H-MEDV）为参数,通过参数的优化,建立了几种更强的预测模型,预测了卤代苯和苯酚衍生物的毒性,并根据H-MEDV参数原理对预测结果进行了初步探讨.各预测模型的标准误差分别为0.305、0.267、0.275、0.228、0.362、0.238,均低于采用多元线性回归（MLR）和逐步回归（SMR）法的预测结果,说明支持向量回归算法在小样本、多变量的样本建模预报问题上具有一定的优势.