奏球性环境污染物多氯联苯的结构—活性相关性研究进展

本文对全球性典型污染物－多氯联苯的结构－活性相关性研究的最新成果进行了综述。给出了该类环境污染的分组归类，结构特征与活性，毒性当量因子的应用和利用有关结构模型阐述毒机理的研究进展，并对将来的有关研究方向做了展望。     

多氯联苯的环境行为*

本文从多氯联苯(PCBs) 的污染状况、分析方法、环境中的迁移转化、多介质模型及风险评价5 个方面综合论述了多氯联苯的环境行为, 并指出要降低PCBs 对生态环境的破坏, 需要更深入地研究PCB s 的环境行为和归趋, 大力加强其风险评价工作, 这已成为21 世纪的优先研究领域之一。     

多氯联苯鸡胚肝细胞生物活性非单调剂量-响应关系的QSARs研究

毒理学研究发现,环境内分泌干扰物（EDCs）在低于无可见效应浓度（NOAEL）时可诱发更强的生物学效应,导致剂量效应曲线背离了经典毒理学理论而呈现U型或倒U型．在此种情况下,毒理研究中普遍采用的半数效应质量,浓度等活性指标不再唯一,给定量结构活性相关（QSARs）方法的应用造成困难．多氯联苯（PCBs）作为典型环境内分泌干扰物,在诱导鸡胚肝细胞EROD酶活性中呈现特殊非单调剂量一响应关系,在高低剂量范围内毒理机制存在差异,因此如何应用QSARs方法研究不同剂量段的毒性效应是本文主要解决的问题．为探索其可能的生化机制,本文利用Chemoffice软件内置的AM1半经验量子化学方法对多氯联苯化合物进行能量优化,建立结构描述符库;并在DELL Precision370工作站上,采用SYBYL 7．0（Tripos,Inc．Co）中的Flexx模块分别对39种PCBs和芳烃受体相似蛋白FixL进行分子对接,成功模拟不同结构类型PCBs的结合模式并获得PCBs和芳烃受体相互作用结合能．基于多元线性回归分析分别建立了高低剂量下PCBs对鸡胚肝细胞EROD活性影响的QSAR模型,在此基础上推测低剂量下11种PCBs主要通过芳烃受体介导发挥其对鸡胚肝细胞细胞色素P4501A正常生理功能的干扰效应,而高剂量下PCBs对鸡胚肝细胞产生急性毒性．究其可能的原因是处于低剂量的PCBs与特定受体结合作用起到主导地位;随剂量增加,细胞内的反馈调节作用使得EROD趋势减缓;而在剂量升高到一定程度,表现出一定反应性急性毒性机制,从而对鸡胚肝细胞的结构与功能产生损伤．     

烃基酚类化合物对四膜虫毒性的定量结构-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.     

多氯联苯的定量结构－性质(活性)关系

多氯联苯(PCBs)是一类重要的持久性环境污染物.首先对所有209个PCB分子进行了HF/6-31G*水平上的结构优化, 在优化结构上获得了分子的表面静电势分布, 并在此基础上对其统计导出的参数进行了计算．其后, 运用多元线性回归方法对PCBs的水溶性、正辛醇/水分配系数、正辛醇/空气分配系数、土壤吸附性、水溶液活度系数、298 K超冷流体蒸汽压、总分子表面积、色谱保留指数、升华焓、蒸发焓、熔融焓、PCB结合芳烃受体活性数据、生物降解度以及生物降解速率参数等理化性质和生物活性与分子的结构参数进行了关联．结果表明:分子静电势参数结合分子表面积和常规的量子化学参数可以很好地用于表达多氯联苯分子理化性质和生物活性与其分子结构间的定量关系．     

环境内分泌干扰物的定量结构-活性相关研究

环境内分泌干扰物(简称为EDCs)由于能够干扰人类和野生动物内分泌系统的正常功能,对人类和野生动物种群的生存和持续繁衍造成严重威胁,而成为国际研究热点.鉴于人工合成化学品种类繁多、结构复杂,发展定量结构.活性相关的快速筛选方法,对环境中污染物进行筛选和评价,具有重要的实际意义.本文综述了环境内分泌干扰物的定量结构一活性相关最新研究进展,尤其是针对雌激素的研究,并对不同的方法作了一些比较,最后展望了其发展方向及其在我国的应用前景.     

定量结构―活性相关性在药物空间结构研究中的应用

定量构效关系研究是目前国际上一个比较活跃的领域。定量结构―活性相关性(QSAR)在新药研制中的研究方法包括取代基多参数法(Hansch法)、比较分子力场分析法(CoMFA)等。QSAR在癌症、AIDS等药物研制方面取得良好的成果,为药物研究开拓了新的领域。构建癌症药物理想的QSAR模型,为设计活性更高的抗癌化合物提供了理论指导,QSAR在新药结构设计方面具有良好的研究前景。     

电化学传感器检测环境中多氯联苯的研究进展

多氯联苯(PCBs)为环境中持久性有毒有机污染物之一,对生态环境产生了严重的危害。随着科研人员对PCBs危害性认识的深入,PCBs监测方法的研究日益增多。该文概述了近年来国内外PCBs的主要分析方法,重点介绍了电化学传感器检测PCBs的研究成果,指出了目前电化学传感器检测PCBs存在的问题,并对电化学传感器在PCBs检测中的发展前景进行了展望。     

醇、酸的定量结构与性质/活性相关性

在邻接矩阵的基础上,建立一种新的拓扑指数^mT:^mT=∑（δi.δj.δk…）^0.5,其中：^0T＝∑（δi)^0.5,T=∑（δi.δj）^0.5),并计算了61种化合物分子的^0T、^1T值。发现^mT与这些化合物的气相色谱保留指数RI有很好的相关性。线性回归方程为：RI＝42。7880＋138。1681^0T-48.6428^1T,相关系数R＝0．9997,拓扑指数（^mT)能较好地反映化合物的结构特征。     

定位对应指数与多氯联苯醚理化性质的构效关系

通过计算多氯联苯醚(PCDEs)所有209种可能分子结构的原子特征值,利用分子图形技术获得了定位对应指数;以106种PCDEs的理化性质实验值为建模样本,由多元回归方法建立了PCDEs的饱和蒸气压(P0L)、水溶解度(SW)和正辛醇,水分配系数(KOW)的定量结构一性质相关模型,相关性良好(r＞0.98),估算的平均误差分别为0.12、0.28和0.09.利用此方程对另外103个未见实验数据报道的多氯联苯醚分子的理化性质进行预测,结果和相同氯原子数的实验平均值较为接近,预测能力优于文献.     

Quantum Chemical Investigation of Polychlorinated Dibenzodioxins,Dibenzofurans and Biphenyls: Relative Stability and Planarity Analysis

All the possible polychlorinated aromatic compounds in the classes of dibenzodioxins (PCDDs), dibenzofurans (PCDFs), and biphenyls (PCBs) were studied by the quantum chemical methods of HF/6-311++G(d,p), B3LYP/6-311++G(d,p), and MP2/cc-pVTZ. The calculated stabilities and structures of these compounds were compared with the available data on their abundance and toxicity. Prediction models for trends in energy and planarity among these congeners were proposed. The results discussed here can help contribute to the understanding of the role of dioxin-like compounds (DLCs) in the environment.     

双重净化/气相色谱法测定水产品中指示性多氯联苯

为考察水产品中7种指示性多氯联苯(PCBs)残留,建立了水产品中痕量多氯联苯测定的双重净化/气相色谱法。样品用丙酮-正己烷(1∶4)混合溶剂提取,提取液经浓硫酸净化后再经硅胶分散固相萃取净化,气相色谱仪分析。优化的色谱条件为:选用HP-5(30 m×0.32 mm×0.25μm)石英毛细管柱,流速0.80 mL/min,进样量1.00μL,程序升温分离,采用电子捕获检测器进行测定。结果表明:在优化条件下,7种多氯联苯在10~500μg/kg范围内线性关系良好,相关系数均不低于0.99,不同基质的检出限(S/N=3)为0.72~4.1μg/kg,定量下限(S/N=10)为2.4~13.7μg/kg。对于鲳鱼、明虾和贻贝的空白样品,在10,20,100μg/kg 3个加标水平下7种多氯联苯的回收率为76.5%~104.8%,相对标准偏差(RSD)为1.6%~10.4%。本方法操作简便、快速、准确,可用于水产品中指示性多氯联苯残留量的日常检测。     

气相色谱-串联质谱法测定牛奶中多氯联苯及多环芳烃

建立了快速测定牛奶中20种多氯联苯(PCBs)和多环芳烃(PAHs)的气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)分析方法。目标化合物用正己烷提取3次,Cleanert Ba P-SPE固相萃取柱净化,GC-MS/MS测定。结果表明,20种目标物在5~200μg/L范围内呈良好线性,线性相关系数均大于0.99,方法定量下限为1.0μg/kg。在1.0,2.0,5.0μg/kg 3个加标水平下的平均回收率为67.3%~106.9%,相对标准偏差(RSD)为3.1%~13.9%。该方法简便、快速、准确,可用于牛奶中多氯联苯和多环芳烃残留的检测,为牛奶的质量控制和安全评价提供了保证。     

多氯联苯的羟基化代谢产物及其内分泌干扰机制

羟基多氯联苯是典型持久性有机污染物(POPs)--多氯联苯在生物体内的主要活性代谢产物,已在许多野生动物和人体内被检出.由于其化学结构与天然雌激素、甲状腺激素十分类似,因此羟基多氯联苯的内分泌干扰效应近年来已开始受到国际上的高度关注.本文对多氯联苯的代谢途径、羟基多氯联苯在生物体内的浓度水平、内分泌干扰及其多种毒性作用机制进行了综述.有关对多氯联苯的活性代谢产物--羟基多氯联苯的深入研究,将有助于进一步揭示多氯联苯的毒性机制,为我国早日建立有效的POPs污染危害评价与早期预警系统提供科学依据.     

Randomly Methylated β-Cyclodextrins (RAMEB) Enhance the Aerobic Biodegradation of Polychlorinated Biphenyl in Aged-Contaminated Soils

The biological removal of polychlorinated biphenyls (PCBs) from contaminatedsoils is adversely affected by the poor bioavailability of these pollutants. Twodifferent aged-contaminated soils containing about 890 and 8500 mg/kg of PCBswere supplemented with biphenyl and treated in slurry- and solid-phase aerobic0.5 litre-microcosms in the presence of RAMEB at 0, 0.5, 1.0, 3.0% (w/w). RAMEB,which was non-toxic and slowly biodegraded by the soil microorganisms, significantlyenhanced the bioavailability (from 30 to 50%) and the biological degradation (from 15to 55%) and dechlorination of PCBs in both soils and treatment conditions. RAMEBeffects were dependent on the concentration at which it was applied, the soil featuresand the treatment conditions. RAMEB enhanced PCB biodegradation by increasingboth the PCB bioavailability and the availability of biodegrading bacteria in themicrocosms. RAMEB appears a promising bioavailability enhancing agent for thetreatment of PCB-contaminated soils, not only for its positive effects on the PCBsbiodegradation, but also for its biodegradability, non-toxicity and relatively low cost.     

微波辅助-微固相在线萃取/气相色谱质谱联用法对污泥中19种多氯联苯的测定

建立了微波辅助-微固相在线萃取/气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定污泥中19种多氯联苯(PCBs)含量的分析方法。对微波辅助-微固相在线萃取条件进行优化,得出最优萃取条件为:萃取温度60℃,萃取时间25 min,解吸溶剂为乙酸乙酯,解吸剂用量150μL,解吸时间25 min。在优化条件下,方法的检出限为0.2~2.5 ng/g,相对标准偏差(RSD)小于14%,回收率为81.4%~102.1%。与传统的微波萃取、微固相萃取、超声萃取等方法相比,该方法集萃取、净化和浓缩于一体,极大地缩短了分析时间,适合于复杂环境样品体系中痕量PCBs的分析检测。     

镍钛合金表面离子液体掺杂聚苯基吡咯纤维涂层的制备及其对多氯联苯的高效固相微萃取

采用水热法和电沉积法在镍钛(NiTi)合金表面构筑1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体(IL)掺杂聚苯基吡咯(PPPy)纤维涂层,成功制备了新型IL@PPPy-TiO_2/NiOCNSs固相微萃取(SPME)纤维。将该新型纤维与高效液相色谱(HPLC)联用,以多氯联苯(PCBs)、邻苯二甲酸酯(PAEs)、多环芳烃(PAHs)和紫外线(UV)吸收剂为模型分析物评价其萃取性能。结果显示,该纤维对PCBs有较强的萃取选择性和较高的萃取效率。在优化条件下,5种PCBs在一定质量浓度范围内呈良好线性,相关系数r≥0.998 6,检出限(LOD)为0.015～0.11μg/L。采用单支纤维在同日和隔日对50μg/L PCBs混合标准溶液进行萃取测定,相对标准偏差(RSD)分别为4.7%～6.1%和5.4%～7.0%,相同方法制备的5支纤维测定的RSD为6.5%～7.7%。实际水样的加标回收率为83.0%～104%,RSD不大于8.6%。所建立的SPME/HPLC法适用于不同环境水样中痕量PCBs的快速萃取和高效测定。     

松针样品中多氯联苯的分析方法研究

研究了松针中多氯联苯（PCB）质量比测定方法。用硅胶预处理柱处理样品,加标回收实验结果表明回收率在90％左右。分别测定了不同地区的松针样品中PCB的质量比,据此可评价不同地点的PCB污染程度。样品预处理和分析方法简单、可靠、易行,重现性好。