氟喹諾酮類物質(zhì)(Fluoroquinolones,FQs)作為常用的抗生素藥物,通過醫(yī)療衛(wèi)生和畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的持續(xù)廣泛使用,隨著污水、糞便及污水處理污泥進(jìn)入自然環(huán)境而被頻繁檢出,誘導(dǎo)土壤環(huán)境微生物、動物及人體內(nèi)細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生,并干擾動植物個體正常的生理機(jī)能,通過食物鏈影響生態(tài)系統(tǒng)平衡和人類健康,作為新興污染物而引起廣泛關(guān)注。醫(yī)療廢水、制藥廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水中高濃度的FQs對污水處理設(shè)施生化單元的微生物群落形成高強(qiáng)度選擇性壓力,導(dǎo)致去除效率低下。芬頓、臭氧、光催化等高級氧化技術(shù)的降解較為徹底,但存在著藥劑消耗量大、能耗及運行費用高的問題。本文基于FQs分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)特性的關(guān)系,立足于從源頭控制和減緩FQs的不利環(huán)境效應(yīng),為新興污染物特別是藥物化合物環(huán)境污染的源頭防控提供理論借鑒。首先通過構(gòu)建功能特性(細(xì)菌遺傳毒性)和環(huán)境特性(光解、生物富集性)的定量構(gòu)效關(guān)系模型,揭示有利于物質(zhì)特性改善的分子結(jié)構(gòu)修飾信息,以此指導(dǎo)設(shè)計了功能特性改善且兼具環(huán)境友好性的FQs衍生物。利用量子化學(xué)計算方法推斷FQs光敏化反應(yīng)路徑及機(jī)理,借助分子對接方法考察FQs及其衍生物與DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶及兩者復(fù)合物之間的...

【文章頁數(shù)】：162 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 FQs的環(huán)境分布
        1.1.2 FQs的環(huán)境效應(yīng)
        1.1.3 研究意義
    1.2 研究進(jìn)展
        1.2.1 FQs環(huán)境特性的研究進(jìn)展
        1.2.2 FQs環(huán)境特性修飾調(diào)控的理論研究進(jìn)展
    1.3 存在問題
    1.4 研究內(nèi)容
第2章 研究方法與計算軟件
    2.1 定量構(gòu)效關(guān)系概述
        2.1.1 基本框架及流程
        2.1.2 3D-QSAR模型
        2.1.3 HQSAR模型
    2.2 量子計算化學(xué)概述
        2.2.1 理論基礎(chǔ)
        2.2.2 計算方法
        2.2.3 基組的選擇
    2.3 分子對接方法概述
        2.3.1 基本框架及流程
        2.3.2 對接方式
        2.3.3 結(jié)合能計算
    2.4 計算軟件
        2.4.1 Sybul軟件
        2.4.2 Gaussian軟件
        2.4.3 Discovery Studio軟件
第3章 FQs光降解性的分子修飾及機(jī)理研究
    3.1 數(shù)據(jù)來源
    3.2 FQs光解特性3D-QSAR模型的構(gòu)建
        3.2.1 模型構(gòu)建
        3.2.2 模型驗證
        3.2.3 模型預(yù)測
        3.2.4 模型分析
    3.3 基于光解特性3D-QSAR模型的分子修飾
    3.4 CIP及衍生物的光解機(jī)理研究
        3.4.1 基于2D-QSAR的CIP及衍生物光降解機(jī)理分析
        3.4.2 基于量子化學(xué)計算的CIP及衍生物光敏化降解路徑推斷
    3.5 CIP衍生物及光解產(chǎn)物的生物降解特性研究
    3.6 本章小結(jié)
第4章 FQs生物富集性的分子修飾及機(jī)理研究
    4.1 數(shù)據(jù)來源
    4.2 FQs生物富集性3D-QSAR模型的構(gòu)建
        4.2.1 模型構(gòu)建
        4.2.2 模型驗證
        4.2.3 模型分析
    4.3 基于生物富集性3D-QSAR模型的NAD分子修飾
    4.4 基于分子對接的NAD衍生物分子篩選
    4.5 NAD及衍生物生物富集性的機(jī)理研究
        4.5.1 基于2D-QSAR的NAD及衍生物分子生物富集性機(jī)理分析
        4.5.2 基于分子對接的NAD及其衍生物富集作用機(jī)理及差異性分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 FQs細(xì)菌遺傳毒性的分子修飾及機(jī)理研究
    5.1 數(shù)據(jù)來源
    5.2 FQs細(xì)菌遺傳毒性HQSAR模型的構(gòu)建
        5.2.1 模型構(gòu)建
        5.2.2 模型驗證
        5.2.3 模型分析
    5.3 FQs細(xì)菌遺傳毒性的分子修飾
        5.3.1 基于HQSAR模型FQs細(xì)菌遺傳毒性的分子修飾
        5.3.2 FQs衍生物的環(huán)境友好性評價
    5.4 基于分子對接方法的衍生物分子篩選
    5.5 FQs及衍生物細(xì)菌遺傳毒性的機(jī)理研究
        5.5.1 基于氨基酸殘基參與的細(xì)菌遺傳毒性作用機(jī)理分析
        5.5.2 基于分子相互作用方式的細(xì)菌遺傳毒性作用機(jī)理分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 基于分子參數(shù)的FQs細(xì)菌遺傳毒性機(jī)理分析
    6.1 數(shù)據(jù)來源
    6.2 基于2D-QASR模型的FQs細(xì)菌遺傳毒性機(jī)理分析
        6.2.1 基于遺傳毒性/譜圖參數(shù)的2D-QSAR模型分析
        6.2.2 基于遺傳毒性/幾何參數(shù)的2D-QSAR模型分析
        6.2.3 基于遺傳毒性/電子參數(shù)的2D-QSAR模型分析
        6.2.4 基于遺傳毒性/理化參數(shù)的2D-QSAR模型分析
    6.3 基于因子分析的FQs細(xì)菌遺傳毒性機(jī)理分析
    6.4 小結(jié)
第7章 FQs衍生物環(huán)境轉(zhuǎn)化路徑推斷與潛在環(huán)境風(fēng)險分析
    7.1 材料及方法
    7.2 體內(nèi)代謝過程的轉(zhuǎn)化路徑推斷與潛在環(huán)境風(fēng)險分析
    7.3 自然光解過程的轉(zhuǎn)化路徑推斷與潛在環(huán)境風(fēng)險分析
    7.4 微生物降解過程的轉(zhuǎn)化路徑推斷與潛在環(huán)境風(fēng)險分析
    7.5 氯化消毒過程的轉(zhuǎn)化路徑推斷與潛在環(huán)境風(fēng)險分析
    7.6 小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡介



本文編號：3867145