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已经发现具有明显生物和生态效应的污染物种类繁多,数量巨大,相互作用复杂,而现在的化学分析手段十分有限,从而不能排除样品中未被检测出的污染物的潜在毒性效应。人们利用生物毒性测试方法研究纯物质污染物和混合物污染物的毒性效应,来弥补化学方法不足。
作者成功建立了测定环境污染物对青海弧菌发光强度抑制的微板发光毒性测试发法。为环境污染物的监测提供了一个良好的平台。以剂量加和假想与独立作用假说预测酚类化合物混合物联合毒性作用,剂量加和假想可产生准确估计,独立作用产生过高估计。并以MEDV-13为基础,进行酚类化合物的定量结构.毒性相关(QSTR)研究。
本研究主要内容及研究成果如下:
1.以新型淡水发光菌一青海弧菌Q67(Vibrio-qinghaiensi sp.-W67)为检验生物,以Veiltas TM微孔板光度计为发光强度测试设备,建立了测定环境污染物对发光菌发光强度抑制毒性的微板发光测试新方法。系统地研究了pH值、菌密度、反应时间等实验条件对发光强度的影响。应用该方法成功地测定了10种取代酚和pb<2+>,Cu<2+>、Hg<2+>等3种重金属环境污染物Q67的发光抑制毒性效应。提出应用非线性迭代最小二乘拟合法模拟环境污染物对Q67毒性的剂量.效应曲线(DRC),拟合结果与实验结果之间的相关系数均大于0.99。通过拟合的DRC参数,准确地计算污染物的半数效应浓度EC<,50>。对比有关文献方法,微板发光法具有更简便快捷,节省试剂药品,便于多次平行测定从而提高准确度等优点。
2.以微板法为基础,系统研究了4种、6种和10种酚类化合物混合物联合毒性作用。引入Weibull、Logit等非线性拟合模型对总剂量.效应曲线进行回归拟合,考察了纯化合物等效应浓度比混合,纯化合物等母液体积比混合,这样简单的混合物浓度比例的“一维”分布。且以均匀设计方法进行混合,综合考察了实际混合物浓度比例的“三维”随机分布。得出剂量加和假说能对混合物联合毒性进行准确估计,预测值与实验值相关系数)0.97;独立作用假说产生过高估计。
3.以MEDV-13描述子为基础,建立了一种基于实际计算电荷和空间距离的新有机分子结构描述子--三维分子电性距离矢量(3D-MEDV)。并借助多元线性回归方法对酚类化合物对淡水发光菌的毒性与3D-MEDV建立定量结构.毒性关系(QSTR)模型,相关系数R大于0.89,q(LOO的R<2>)大于0.83。结果表明所提出的3D-MEDV具有结构选择性高,性质相关性好,所建立的QSTR模型相关系数高,稳定性好,预测能力强等优点。
以ChemOffice程序计算分子理化参数作为描述子,表征酚类化合物的分子结构,建立与酚类化合物的对淡水发光菌毒性相关的QSTR模型,模型相关系数R大于0.92,具有较好的估计能力。