生态风险评价理论和方法

生态风险评价从最初单物种毒性测试数据为基础、从急性毒性数据外推获得慢性毒性数据的简单模型方法,逐步过渡到以多物种测试为基础和通过微、中宇宙生态系统模拟法获取数据、建立模型,以及以生态毒理模型为基础的生态风险评价方法.本文讨论生态风险评价方法的发展过程及不同阶段存在的问题,阐述以个体、种群和生态系统为基础的生态风险评价方法的特点和相互之间的区别,指出生态风险评价正在从个体走向群落的发展趋势.本文同时对风险表征方法、数据选择和常用统计方法作了评述,并对生态风险评价的发展趋势进行了预测.     

QSAR/QSPR在POPs归趋与风险评价中的应用*

持久性有机污染物(POPs)是目前备受国际社会关注的高危害性有机污染物,对它们的环境归趋分析和风险评价需要获得大量可靠的性质数据和毒性数据,而定量结构活性/性质相关(QSAR/QSPR)方法为快速有效地获得这些数据提供了可能性。QSAR/QSPR模型已在预测POPs的生物活性/性质,补充缺失的基础数据及探求POPs的环境过程机制和生态效应机理等方面得到了广泛应用,近年来也在新POPs物质的筛选、归趋模拟以及风险评价等方面有着更进一步的应用或潜在应用前景。本文介绍了QSAR/QSPR在POPs性质和生物活性预测中的基本应用及其在POPs归趋和风险评价中的扩展应用,并对QSAR/QSPR在POPs研究领域的应用前景进行了展望。     

Mo-Co-Mg/Al2O3工业耐硫变换催化剂的失活

利用活性评价、程序升温技术、硫的测定、Ｘ光衍射和孔结构分析等手段,对工业耐硫变换催化剂（Ｋ）失活原因进行了研究,并与模型催化剂进行了比较．结果表明,催化剂（Ｋ）失活的原因是烧结;部分物相分离及转化生成不活泼ＭｏＳ２、ＣｏＳ２、ＣｏＳＯ４和ＭｇＡｌ２Ｏ４及活性硫转化为非活性硫．模型实验表明,反应温度偏高和水蒸汽量过大是加速失活的主要原因．     

太湖地区全沉积物毒性识别评估研究

本研究用淡水单孔蚓（Monopylephorus limosus）和铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）作为受试生物,对太湖沉积物的毒性进行筛查,采用全沉积物毒性识别评估（TIE）技术描述和鉴定太湖沉积物的主要毒性来源（重金属、氨氮或非极性有机物）．通过初始毒性实验筛选出4个对铜锈环棱螺具有毒性和1个对淡水单孔蚓具有毒性的沉积物样点．通过TIE,对于铜锈环棱螺,高风险点T6的毒性来源是非极性有机物和重金属;对于淡水单孔蚓,高风险点T12的毒性来源是非极性有机物、氨氮、重金属．T6和T12中4种多环芳烃（苯并[b＋k]荧葸、苊、二氢苊、茚并[1,2,3．cd]芘）是非极性有机物中产生生物毒性的来源之一,而Pb是T6和T12中产生毒性的主要重金属．     

烃基酚类化合物对四膜虫毒性的定量结构一活性相关研究

在B3LYP／6—311G＊水平上全优化计算了41个烃基苯酚的量子化学参数,连同取代烃基位置编码参数共同表征有机物的分子结构,应用基于预测的模型变量选择方法（VSMP）选择描述子最佳子集,建立了偶极距（μ）和分子平均极化率（α）与烃基苯酚对梨形四膜虫水生毒性pIGC50两变量线性QSAR模型,模型的相关系数r为0．9434,均方根误差RMSE为0．2548,LOO交叉验证相关系数Q为0．9170,均方根误差RMSV为0．3066;为检验模型的稳定性和预测能力,将41个样本分作了奇数集和偶数集,分别建立了模型,并用Y—Randomization方法对全部样本、奇数集和偶数集所建立的模型进行了检验;建立的奇数集和偶数集模型均满足Tropsha研究小组建议的预测能力标准。     

近红外光谱结合化学计量学快速测定羊栖菜抗氧化活性

基于近红外光谱技术建立了快速、高效的羊栖菜抗氧化活性评价方法。采用紫外-可见分光光度法测定了6批共150个羊栖菜样本的抗氧化活性,包括1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除能力、2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）自由基清除能力和铁离子还原能力（FRAP法）。采用NIRS和偏最小二乘法（PLS）建立了3个抗氧化活性指标的定量校正模型,并采用不同光谱预处理方法和竞争性自适应重加权采样（CARS）方法优化模型性能。将校正集相关系数（RC）、预测集相关系数（RP）、校正集均方根误差（RMSEC）和预测集均方根误差（RMSEP）作为校正模型的评价指标。结果表明,3个定量校正模型的预测精度均较理想,RP和RMSEP分别为0.968和2.42%、0.967和0.73%、0.979和3.60μmol/L。基于NIRS和CARSPLS所构建的方法可以成功用于羊栖菜的抗氧化活性测定,具备分析快速、操作简便、经济环保的优点,对保障羊栖菜品质、提升羊栖菜品质控制水平有一定的指导意义。     

环境致癌物的计算机预测研究

环境致癌物可诱发人类或哺乳动物体内的肿瘤,建立环境致癌物的计算机预测模型对环境风险评价和生态安全具有重要的意义．通过构建了3780个化合物的数据集,随机选取其中3024个作为训练集,其余756个作为外部验证集;基于定量构-效关系（QSAR）方法,采用逐步判别分析和主成分分析建立数学模型．结果表明训练集非致癌物预测正确率为86．0％,可能致癌物的预测正确率为88．O％,而采用主成分建模时,非致癌物和可能致癌物的预测正确率分别为74．2％和73．1％．说明逐步判别分析法的结果优于主成分判别分析．同时确定了可能致癌物和非致癌物的分子结构参数,阐明了两者结构差异．以上结果为预测和评估环境致癌物提供参考依据．     

Theoretical Studies on Quantitative Structure-Activity Relationship and Structural Modification for 3-Substituted Sulfur-5（2-Hydr0xyphenyl）-4H-1,2,4-Triazole Compounds

用DFT-B3LYP方法,在基组6-31G水平,对24种3-取代硫基-5-（2-羟基苯基）-4H-1,2,4-三唑类化合物分子进行几何优化,并计算了EHOMO,ELUMO,ENHOMO,ENLUMO,QC1～QC8,QN1～QN3,QO,QS和ΔE1,ΔE2,ΣQ等量子化学描述符（qc）.通过最佳变量子集回归建立13种上述化合物对大肠杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌等抑菌活性（AJ：Ae,Am和As）的QSAR模型.对于大肠杆菌的Ae模型的相关系数（R2）和逐一剔除法交叉验证系数Rcv2依次为0.930和0.871,相应白色念珠菌Am模型为0.926和0.869,As模型为0.781和0.572.通过Radj2,F,Rcv2,VIF,AIC,FIT等检验,上述模型具有令人满意的稳健性和预测能力.结果显示ΔE1和ΣQ直接影响这些化合物的生物活性：ΣQ增大,其抑菌活性增强;ΔE1越高,AJ下降.据此提出三唑类化合物分子可能的抑菌机理.由此发现,在三唑类化合物分子的R中合适部位选用吸电子能力较强的取代基团进行结构修饰,有利于提高被修饰后分子的抑菌活性.根据对R进行结构修饰（共提出11种化合物）,得出4种抑菌活性均超出100%的三唑类化合物（质量分数为0.01%）,希望将来得到生物实验的证实.     

药物心脏毒性基团模型的构建

本文根据文献报道的已知药物对hERG的阻滞活性数据,运用Catalyst软件构建了可以初步预测药物心脏毒性作用的模型,并根据该模型得到的结构特征分析了药物具有hERG阻滞活性的结构特点,以便研究者在药物设计过程中进行合理规避,减小药物开发初期的投入。本研究构建的药物心脏毒性基团模型具有四个特征：两个芳环叠合中心,一个静电中心以及一个疏水中心。各项评价参数和验证数据均显示该模型具有良好的心脏毒性预测能力（图1）。     

应用分子图形学、分子力学、量子化学及静电势研究农药分子结构与性能关系(Ⅸ)──结构参数及计算方法的选择对提高磺酰脲类除草剂活性预报准确性的影响

重点讨论对提高磷酰脲类除草剂分子活性预报准确性有明显影响的两方面因素──结构参数的选择和计算方法的应用．在选择结构参数时兼顾分子的局部活性基团效应和分子的整体性质，并运用了最优化计算方法──人工神经网络方法（ANN）．所得预报结果与实验值吻合较好（预测均方误差msc＝0．073），远优于多元回归所得的结果（msc＝0．82）．     

应用近红外光谱和偏最小二乘回归法预测玉米中淀粉含量

以普通玉米籽粒为试验材料,应用偏最小二乘回归法建立了基于近红外光谱数据的测定玉米籽粒中淀粉含量的校正模型。校正模型的校正误差（RMSEC）、交叉检验误差（RMSECV）和预测误差（RMSEP）分别#30．31％、0．42％和0．29％,校正数据集和独立的检验数据集的预测值与实际测定值之间的相关系数分别达到0．9255和0．9310,表明所建立的校正模型具有较高的预测精度和较好的推广性,为玉米籽粒中淀粉含量的快速、无损测定提供了新的途径：     

两个修正的分子连接性指数用于有机物反磁磁化率的改进QSPR研究

为了预测有机物的摩尔反磁磁化率,基于分子图的连接矩阵和可变的原子价连接性指数δi’提出了一种可变的分子连接性指数mχ’ 及其逆指数mχ”。包含在δi’、 mχ’ 和mχ”定义式中的三个可变参数x、 a和y的最佳值可通过优化方法得到。当x=2.9、a=1.10、y=0.36时, 通过最佳子变量集合法可以构建一个良好的5参数模型。对721个有机物（训练集）,该模型的相关系数r、标准偏差s和平均绝对偏差分别是0.9930、4.96 cgs和3.74cgs。交叉验证说明,从统计学角度该模型具有良好的稳定性。另外该模型对另外360个有机物（测试集）摩尔反磁磁化率预测结果的平均绝对偏差为4.37cgs。结果表明本文的方法在预测有机物摩尔反磁磁化率方面比文献方法更有效。多元线性方法能得到比较理想的预测有机物摩尔反磁磁化率的模型。     

q~2引导构象选择CoMFA方法研究HIV－1RT抑制剂

对未知受体结构的药物设计其主导方法CoMFA来说，柔性目标分子的多种构象 造成了问题的复杂性。本文介绍交叉验证参数R~2(q~2)引导的构象选择CoMFA方法 ，选择化合物的最佳构象。将一组47个HIV－1 RT抑制剂进行有、无构象选择的 CoMFA分析来作评价。根据化合物的活性、毒性、选择性指数（毒性／活性比）等 实验数据得到的模型，其交叉验证参数q~2为0.7以上，非交叉验证的相应参数为0. 94以上，最后，还经过试验集化合物验证该模型的预测能力，置信度（1－α）＞ 0.99。     

卷烟滤棒中三醋酸甘油酯含量的现场快速检测研究

为了提高卷烟滤棒中三醋酸甘油酯含量的检测效率,该文通过使用手持式近红外光谱仪,结合粒子群优化－极限学习机（PSO－ELM）回归算法建立了三醋酸甘油酯含量的定量预测模型,并与偏最小二乘回归（PLSR）和极限学习机回归（ELMR）进行了比较。实验结果表明：相比于PLSR和ELMR模型,所建立的PSO－ELM预测模型的决定系数R2为0.921 2,远高于PLSR预测模型的0.860 4和ELMR预测模型的0.877 2;同时,使用PSO－ELM模型的预测均方根误差（RMSEP）为0.392 12,小于PLSR预测模型的0.497 72和ELMR预测模型的0.470 18。以上实验结果表明,所建立的近红外光谱定量模型能够应用于卷烟滤棒中三醋酸甘油酯含量的快速准确测量,为实现滤棒中三醋酸甘油酯含量的现场快速检测提供了良好的技术参考。     

三维定量结构-活性关系研究中的受体作用位点模型方法

综述了三维定量构效关系研究的最新进展以及受体作用位点模型方法在3D2Q SAR 中的应用。重点介绍了Compass、GERM 和RSM 3 种新的建立受体作用位点模型的算法, 这些方法对于受体的三维结构未知情况下的Q SAR 研究提供了新的思路。     

利用理论化学描述符预测多氯联苯的贝类净化

利用理论化学描述符和偏最小二乘法（PLS）对多氯联苯（PCBs）在贝类perna viridis和dreissena polymorpha体内的净化速率常数（kd）分别进行模拟分析,获得两个定量结构-活性相关模型（QSAR）.模型的交叉验证相关系数（Q2cum）分别为0.501,0.756,标准偏差为别为0.084,0.076,模型具有较高的预测能力和可靠性.模型中具有重要意义的参数包括平均分子极化率（α）,分子体积（MV）,分子质量（MW）,分子表面积（S）及总能（TE）.这些参数表明范德华力在贝类净化PCBs的过程中起到关键作用,PCBs在贝类体内的净化机制可能为PCBs在生物相和水相间的分配作用.     

壮腰健肾片的物质基础及质量标准提升研究

应用超高效液相色谱－四极杆飞行时间质谱联用（UPLC－Q－TOF MSE）技术及UNIFI软件分析和识别壮腰健肾片的化学成分,运用ADMETlab、TCMSP数据库预测和筛选活性成分,共筛选出55个潜在活性成分。在活性成分分析的基础上,结合与壮腰健肾片功能主治相关的药理活性文献报道进行综合评估,确认以没食子酸、原儿茶酸和原儿茶醛为含量测定指标。建立了壮腰健肾片中上述3种成分含量的高效液相色谱（HPLC）测定方法,并对15批次样品进行测定,测得没食子酸、原儿茶酸、原儿茶醛的含量分别为0.135 3 ~ 0.344 8、0.430 8 ~ 0.946 3、0.042 4 ~ 0.107 7 mg/g。进一步建立了壮腰健肾片的HPLC指纹图谱,确定15个共有峰并归属至处方药味,15批样品的相似度为0.988 ~ 1.000,批次间的成分一致性较高。该研究新建立的分析指标较原标准能更全面地表征及评价壮腰健肾片的质量,可为该制剂的药效物质基础分析和质量标准提高提供科学依据,对提高产品的质量可控性具有重要意义。     

面向化学品风险评价的计算(预测)毒理学

进入21世纪以来,为快速高效地评价和预测化学品的环境与生态健康风险,毒性测试方法发生着巨大的变革.计算毒理学无疑处于这场变革的前沿—它融合毒理学、计算化学、化学/生物信息学、系统生物学等学科资源,构建数学或计算机模型以实现化学品的环境暴露、危害性与风险性的高效预测和评价,并提升对毒性机制的认识.计算毒理学可显著减少毒性测试所需的动物数量、成本和时间,支持化学品风险的预先防范.本综述介绍了计算毒理学在辅助化学品风险评价以及剖析毒性机制时常用的策略与模型,并就其在化学品风险管理领域的外延进行了讨论.     

基于分子指纹对黄酮类化合物及其抗DPPH自由基活性的QSAR分析

应用定量构效关系（Quantitative structure activity relationship, QSAR）研究阐明黄酮类化合物（Flavonoid compounds, FCs）的子结构指纹（Substructure fingerprint）与1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH）自由基清除能力之间的关系,从而指导高效抗氧化物质的设计和发现。在PubMed数据库中收集77个具有明确抗氧化活性的黄酮类化合物,而在ChEMBL数据库中收集86个无抗DPPH活性的黄酮类化合物。这163个黄酮类化合物的子结构指纹由PubChem系统生成,然后通过卡方检验筛选出与黄酮类化合物的抗氧化活性显著相关的分子指纹,最后通过判别分析建立预测QSAR模型,并采用回代法和交叉验证法对已建立的模型进行准确性和稳健性的验证。结果表明,黄酮类化合物抗DPPH自由基活性与ESSSR环的计数、简单相邻原子的类型和简单的SMARTS模式等因素有关。此外,所建立的QSAR模型能较好地预测黄酮类化合物的DPPH自由基清除活性,可用于评价候选抗氧化剂的潜力。     

鱼肝线粒体代谢热与品种生长及杂交优势关系的微量热研究

采用LKB-2277生物活性检测系统测定了六个不同品种鱼的肝线粒体的代谢热功 率曲线，目的在于建立微量热法评价鱼类品种优势以及应用微量热法预测杂交优势 的方法。实验得到了不同品种鱼肝线粒体代谢的活性恢复期速率数(k)和总产热量 （Q）。我们认为活性恢复期速率常数的大小表征物种对环境的适应能力，而总产 热量则表征物种的生物活性的大小。同时具有较大活性恢复期速率常数的总产热量 的品种是优势品种，采用活性恢复期速率常数较大的父本和总产热量较大的母本所 获得的后代具有杂交优势的可能性较大。