【摘要】：作為預(yù)測(cè)毒理學(xué)的核心,有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系技術(shù)(QSAR)是對(duì)環(huán)境中日益增多的合成有機(jī)化學(xué)品進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的重要手段。在有機(jī)污染化學(xué)和生態(tài)毒理學(xué)中結(jié)構(gòu)活性關(guān)系技術(shù)具有兩個(gè)最基本的功能:對(duì)未知化學(xué)品的環(huán)境行為和生態(tài)毒性進(jìn)行預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)和篩選;以及探求污染物的毒性作用機(jī)制,為發(fā)展污染控制技術(shù)和風(fēng)險(xiǎn)削減技術(shù)提供理論指導(dǎo)。因此理想的QSAR模型應(yīng)該既具有高度的預(yù)測(cè)能力,又具有明確的物理意義。建立理想的QSAR模型的先決條件是選取和獲得既包含足夠的結(jié)構(gòu)信息又具有明確物理意義的分子結(jié)構(gòu)參數(shù),這是QSAR研究的核心工作。目前QSAR的發(fā)展越來(lái)越依賴(lài)于通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算來(lái)獲得分子結(jié)構(gòu)參數(shù),量子化學(xué)參數(shù)具有不依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)測(cè)定、物理意義明確以及不限于同系物研究等優(yōu)勢(shì),有利于實(shí)現(xiàn)“污染預(yù)防”,有利于探索污染物的毒性機(jī)理,有利于建立意義明確的QSAR預(yù)測(cè)模型,因此本文的QSAR模型都是建立在量子化學(xué)參數(shù)基礎(chǔ)上的。 高等植物在生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的地位,植物毒性測(cè)試應(yīng)該是有機(jī)化學(xué)品的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)重要的組成部分,然而有關(guān)有機(jī)污染物對(duì)高等植物的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系以及毒性機(jī)制研究很少報(bào)道。兩棲動(dòng)物是水生生物與陸生動(dòng)物連接的紐帶,在農(nóng)業(yè)上和生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的地位。本文以對(duì)黃瓜種子發(fā)芽綠和根生長(zhǎng)的抑制為測(cè)試終點(diǎn),發(fā)展并評(píng)價(jià)了一種快速、敏感、簡(jiǎn)便的高等植物短期毒性測(cè)試程序,在此基礎(chǔ)上測(cè)定了取代苯酚、取代苯胺、含氮芳烴、硝基芳烴等典型有機(jī)污染物對(duì)高等植物的毒性效應(yīng)。本文還測(cè)定了取代苯酚對(duì)兩棲動(dòng)物幼體—日本長(zhǎng)腿青蛙蝌蚪的急性致死性毒性。利用結(jié)構(gòu)活性關(guān)系技術(shù),系統(tǒng)、深入地探討了這些污染物對(duì)高等植物和兩棲動(dòng)物的毒性作用機(jī)制,采用量子化學(xué)參數(shù),建立了一批既具有明確的物理意義、又具有高度的預(yù)測(cè)能力的QSAR模型。 有機(jī)污染物的毒性大致可以分為麻醉性毒性和不同方式的反應(yīng)性毒性。對(duì)于非反應(yīng)性化學(xué)品,目前已經(jīng)成功地建立了QSAR,然而如何判斷化合物的反應(yīng)性毒性、如何用分子結(jié)構(gòu)參數(shù)定量表征化合物的生物反應(yīng)性以及如何建立反應(yīng)性毒性的QSAR模型,是QSAR研究的難點(diǎn)之一。本文基于不同毒性作用機(jī)制之間化合物的疏水性和生物反應(yīng)性對(duì)毒性的貢獻(xiàn)不同這一事實(shí),應(yīng)用疏水性參數(shù)—正辛醇水分配系數(shù)為探針變量,將化學(xué)品進(jìn)行分類(lèi),應(yīng)用量子化學(xué)參數(shù)—最低未占軌道能來(lái)表征化學(xué)品的親電反應(yīng)性,預(yù)測(cè)化合物的反應(yīng)性毒性,繼而發(fā)展基于作用機(jī)制的QSAR技術(shù)。研究發(fā)現(xiàn),含氮芳烴對(duì)高等植物黃瓜種子的根伸長(zhǎng)的抑制作用屬于反應(yīng)性的,以最低未占分子軌道能量(ELUMO)為參數(shù)成功地預(yù)測(cè)了含氮芳烴對(duì)高等植物的反應(yīng)性毒性。應(yīng)用基于作用機(jī)制的QSAR方法,我們研究了31種取代苯酚污染物對(duì)兩棲動(dòng)物幼體—日本長(zhǎng)腿青蛙蝌蚪(Rana japonica)的急性致死性毒性、42種取代苯酚對(duì)高等植物的短期生長(zhǎng)抑制毒性(分別對(duì)黃瓜(Cucumis sativus)種子發(fā)芽率和根伸長(zhǎng)的抑制毒性)以及78種取代苯(包括取代苯酚、取代苯胺、氯以及甲基取代苯、取代硝基苯、取代苯甲腈、取代苯甲醛以及取代苯甲酸等)對(duì)釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)的生長(zhǎng)抑制毒性,分別成功地區(qū)分了這幾類(lèi)典型有機(jī)污染物的各種毒性機(jī)制,在此基礎(chǔ)上建立了基于作用機(jī)制的QSAR模型。 有機(jī)污染物的種類(lèi)多種多樣,毒性機(jī)制也復(fù)雜多樣,因此發(fā)展既能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)包括多種作用機(jī)制的化合物的毒性,又具有明確物理意義的理想QSAR模型是結(jié)構(gòu)活性關(guān)系技術(shù)發(fā)展的必然方向。本文在臨界體積理論、受體相互作用理論和前線(xiàn)軌道反應(yīng)性理論基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出能夠預(yù)測(cè)既包括麻
【圖文】：

線(xiàn)分子軌道理論以及參數(shù)計(jì)算的應(yīng)用主要有兩種功能，即預(yù)測(cè)功能和機(jī)理解釋功能。QSAR其理化性質(zhì)或分子結(jié)構(gòu)，在此前提下，，許多實(shí)驗(yàn)測(cè)定的理化應(yīng)用，然而由于缺乏大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)，理化性質(zhì)作為分而分子連接性指數(shù)等拓?fù)鋵W(xué)方法所得到的參數(shù)雖然不依賴(lài)于無(wú)法對(duì)污染物的毒性機(jī)理進(jìn)行解釋?zhuān)虼?QSAR 的工作者越算的量子化學(xué)參數(shù)。軌道參數(shù)既不需要實(shí)驗(yàn)測(cè)定，又具有明確的物理學(xué)意義，并且因此有利于對(duì) QSAR 模型的解釋和對(duì)毒性機(jī)理的深入探討，間的相互作用規(guī)律。目前在 QSAR 技術(shù)中最具有代表性的量低未占軌道（LUMO）能量和最高已占軌道（HOMO）能量。應(yīng)能力和親核反應(yīng)能力。g,

好的預(yù)測(cè)能力的雙參數(shù) QSAR 方程：ow  0.22 Elumo+ 2.14 69 F = 138.1 SE = 0.09 P < 0.000001ow  0.24 pKa + 2.71 7 F = 129.7 SE = 0.11 P < 0.000001質(zhì)量參數(shù)以及離群化合物Outliers n r2adjS.E. F P<-5-Chlorobenzoic acid;alicylic acid;droxybenzoic acid31 0.48 0.27 26.8 0.00002-aminophenol;Naphthaquinone28 0.569 0.25 34.3 0.000004oro-2-nitrophenol;26 0.796 0.16 99.5 0.0000001圖 6-2-1. 醌類(lèi)化合物與氧化還原和酸堿行為相關(guān)的熱力學(xué)循環(huán)圖，其中沿垂直方向的數(shù)值為氧化還原電勢(shì)，沿水平箭頭方向的數(shù)值為 pKa 值。引自（Monks 等，1992）
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類(lèi)號(hào)】：X502

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊慶霄;全國(guó)“有機(jī)污染物的分析、環(huán)境行為和污染控到”學(xué)術(shù)討論會(huì)在杭州舉行[J];海洋環(huán)境科學(xué);1986年01期

2 吳軻;不同高度大氣飄塵中有機(jī)污染物組成和生物效應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)通過(guò)鑒定[J];甘肅環(huán)境研究與監(jiān)測(cè);1990年01期

3 范元中;江蘇省第二次“有機(jī)污染物優(yōu)先監(jiān)測(cè)”會(huì)在寧召開(kāi)[J];環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù);1990年03期

4 滕業(yè)龍;;雙組分有機(jī)相與水相之間有機(jī)污染物分配規(guī)律的研究[J];重慶環(huán)境科學(xué);1992年02期

5 張明時(shí);趙小毛;王愛(ài)民;;國(guó)產(chǎn)大網(wǎng)狀樹(shù)脂富集水中有機(jī)物研究[J];貴州科學(xué);1993年02期

6 李惠平，王立新，李榮裕，趙軍福;海水中有機(jī)污染物的氣相色譜－質(zhì)譜法鑒定[J];中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè);1996年04期

7 盧家鑫,張明時(shí),王愛(ài)民,趙小毛;國(guó)內(nèi)外大氣顆粒物中有機(jī)污染物研究工作進(jìn)展[J];貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1996年04期

8 范元中，孔福生，吳增彥;廢氣凈化裝置排氣中有機(jī)污染物的氣相色譜／質(zhì)譜分析[J];云南環(huán)境科學(xué);1996年03期

9 李敬芬;有機(jī)污染物在植物中的積累[J];北方環(huán)境;1996年02期

10 王銀生,季學(xué)李,羌寧;脈沖電暈等離子體凈化有機(jī)污染物甲苯的實(shí)驗(yàn)研究[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王亞南;陳景文;李雪花;;大氣中羥基自由基反應(yīng)速率常數(shù)的QSAR研究[A];第五屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

2 邱寧寧;林建斌;黃曉佳;袁東星;;整體材料為涂層固相萃取攪拌棒的制備及應(yīng)用研究[A];第五屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

3 王連生;張愛(ài)茜;;有機(jī)污染物結(jié)構(gòu)活性關(guān)系研究進(jìn)展[A];有機(jī)污染環(huán)境化學(xué)前沿與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略論文集[C];2006年

4 周啟星;徐志強(qiáng);;土壤新型有機(jī)污染物的生態(tài)毒理研究與展望(摘要)[A];有機(jī)污染環(huán)境化學(xué)前沿與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略論文集[C];2006年

5 周寧一;;有機(jī)污染物的微生物降解基因簇及其結(jié)構(gòu)的比較研究[A];首屆全國(guó)微生物基因組學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)程與論文摘要集[C];2006年

6 全燮;歐曉霞;牛軍峰;趙旭;付洪波;;典型有機(jī)污染物在環(huán)境介質(zhì)中的光化學(xué)轉(zhuǎn)化研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)環(huán)境化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

7 梁榮寧;宋德安;張銳明;秦偉;;分子印跡聚合物膜離子選擇性電極技術(shù)檢測(cè)海水中的有機(jī)污染物[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第02分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

8 傅平青;劉叢強(qiáng);;水環(huán)境中溶解腐殖質(zhì)與有機(jī)污染物的相互作用[A];第六屆全國(guó)環(huán)境地球化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要匯編[C];2002年

9 豆寶娟;李進(jìn)軍;郝鄭平;胡琴;何熾;麻春艷;;堿改性ZSM-5分子篩吸附有機(jī)污染物苯的性能研究[A];第十五屆全國(guó)分子篩學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

10 鄭國(guó)民;何靜;王連英;;水滑石小球的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第02分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 王翰林;35項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)怎能查出100多種污染物[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

2 如鵬;水中的隱患[N];中國(guó)改革報(bào);2007年

3 必強(qiáng)邋王芳 桂冕;太湖流域有機(jī)污染物可造肥百萬(wàn)噸[N];江蘇經(jīng)濟(jì)報(bào);2007年

4 ;POPs公約與持久性有機(jī)污染物[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2004年

5 中國(guó)醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院教授 金一和 范軼歐;警惕“納米顆粒物”污染[N];大眾衛(wèi)生報(bào);2006年

6 唐偉;大容量海水中的痕量有機(jī)污染物在線(xiàn)富集技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

7 記者 彭麗;國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)《國(guó)家實(shí)施計(jì)劃》[N];中國(guó)化工報(bào);2007年

8 劉毅　趙永新;全面削減持久性有機(jī)污染物[N];人民日?qǐng)?bào);2004年

9 本報(bào)記者 何小龍;淮河復(fù)合污染亟待關(guān)注[N];江淮時(shí)報(bào);2007年

10 黃業(yè)茹;持久性有機(jī)污染物調(diào)查監(jiān)控與預(yù)警技術(shù)研究獲進(jìn)展[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王曉棟;部分典型有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)—活性關(guān)系[D];南京大學(xué);2002年

2 晏井春;含鐵化合物活化過(guò)硫酸鹽及其在有機(jī)污染物修復(fù)中的應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2012年

3 劉秀娟;典型有機(jī)污染物綠色環(huán)保分析技術(shù)與降解研究[D];華中師范大學(xué);2011年

4 王亞南;典型有機(jī)污染物與·OH反應(yīng)速率常數(shù)的QSAR研究[D];大連理工大學(xué);2011年

5 林海波;電化學(xué)氧化法處理難生物降解有機(jī)工業(yè)廢水的研究[D];吉林大學(xué);2005年

6 陳秀琴;二元非金屬摻雜TiO_2納米管的陽(yáng)極氧化法制備及其可見(jiàn)光催化性能研究[D];浙江大學(xué);2008年

7 徐立恒;有機(jī)膨潤(rùn)土的結(jié)構(gòu)調(diào)控及吸附性能研究[D];浙江大學(xué);2009年

8 趙學(xué)坤;有機(jī)污染物的光助Fenton法氧化降解及其在海洋沉積物上的吸附行為研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2004年

9 丁光輝;PLS和GA應(yīng)用于部分有機(jī)污染物的QSAR研究[D];大連理工大學(xué);2006年

10 楊琛;煤中干酪根的非均質(zhì)性與疏水性有機(jī)污染物的吸附-解吸行為間的關(guān)系[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所）;2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 秦紅;有機(jī)污染物生物富集因子定量結(jié)構(gòu)—活性關(guān)系的研究[D];大連理工大學(xué);2008年

2 張麗;典型POPs的辛醇/空氣分配系數(shù)的碎片常數(shù)模型研究[D];大連理工大學(xué);2004年

3 胡光珍;香蒲細(xì)胞色素b5基因的克隆和功能研究[D];華東師范大學(xué);2005年

4 路帥;含鹽污水中有機(jī)污染物綜合指標(biāo)測(cè)定的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2004年

5 王福軍;大慶地區(qū)飲用水中有機(jī)污染物分析技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2006年

6 石立杰;金屬卟啉催化的致癌、致突變劑無(wú)害化處理技術(shù)研究[D];廈門(mén)大學(xué);2006年

7 崔琳;環(huán)境空氣有機(jī)污染物的分析及來(lái)源解析方法研究[D];山東大學(xué);2005年

8 趙曉亮;納米微孔多金屬氧酸鹽光催化降解工業(yè)污水中有機(jī)污染物[D];東北師范大學(xué);2006年

9 徐

本文編號(hào)：2592593