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人们无时无刻不暴露于各种混合物环境中,如吃的饭,喝的水,呼吸的空气就是混合物。环境中污染物的低剂量与混合暴露是普遍规律,由于环境污染混合物对人类健康的潜在影响,使得化学混合物研究成为一个极为重要且富挑战性的未知科学领域。从实验测试中得出的单个化合物的毒性数据,为科学评价混合物毒性提供了必要的信息。实际环境体系中污染物的种类、浓度和浓度比例不断变化,直接测试污染物无数种潜在的组合是不可行的。我们面临着通过单个化合物的毒性有效地预测混合物毒性的工作。
拟合毒物剂量-效应曲线的经典方法是线性回归,其主要缺点是没有充分利用剂量-效应曲线的整体信息。本文利用Origin软件的非线性最小二乘拟合(NLSF)工具,拟合函数选择Weibull与Logit函数,实现了剂量。效应曲线的非线性模拟。
有两个概念被成功地用于混合物毒性预测。剂量加和(DA),一般适用于相似作用组分的混合物毒性预测;独立作用(IA),一般适用于组分作用机理相异的混合物毒性预测。本文在Matlab软件中,用矩阵乘法实现了DA预测混合物效应浓度的计算,用二分法实现了IA预测混合物效应浓度的计算。
本文以青海弧菌为指示生物,利用本实验室建立的测定毒性的微板法,测定了苯胺、邻甲基苯胺、间甲基苯胺、对甲基苯胺、2-硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2-氯苯胺、3-氯苯胺、4-氯苯胺、硝基苯、4-甲基硝基苯、苯酚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-甲基苯酚、酞酸二甲酯、酞酸二乙酯和敌敌畏的毒性,对毒性数据点进行非线性最小二乘拟合得出化合物的剂量。效应曲线(DRC)模型。
测得苯胺、邻甲基苯胺、间甲基苯胺、对甲基苯胺、2-硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2-氯苯胺、3-氯苯胺和4-氯苯胺10个取代苯胺按6个等效应浓度比以及均匀试验设计的混合物的总剂量·效应曲线(t-DRC)。应用DA与IA模型建立预测的混合物DRC(DA-DRC和IA-DRC)。结果表明,这些取代苯胺混合物的t-DRC整体上更接近DA-DRC,这10种取代苯胺化合物的联合毒性呈加和作用。
测得苯胺、邻甲基苯胺、间甲基苯胺、对甲基苯胺、硝基苯、4-甲基硝基苯、苯酚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-甲基苯酚、酞酸二甲酯和酞酸二乙酯12个化合物按6个等效应浓度比以及均匀试验设计的混合物的t-DRC。应用DA与IA模型建立预测的混合物DRC(DA-DRC和IA-DRC)。结果表明,DA-DRC与IA-DRC之间没有显著性的差异,这12个化合物间的联合毒性可同时用DA与IA模型描述。
测得苯胺、硝基苯、苯酚、酞酸二甲酯、敌敌畏在EC<,50>比下的多种多组分混合物的t-DRC。应用DA与IA模型建立预测的混合物DRC(DA-DRC和IA-DRC)。结果表明,t-DRC均位于DA-DRC与IA-DRC的下方,这时组分间的毒作用规律呈拮抗效应。
对联合DA与IA的两阶段预测法(TSP)应用于混合物毒性预测的可行性进行了验证。提出并证明了引理1,改进证明了引理2。