苯酚及其衍生物对水生梨形四膜虫急性毒性的qstr研究

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1、摘要论文题目：苯酚及其衍生物对水生梨形四膜虫急性毒性的QSTR研究专业：化学硕士生：李琴签名：____________________指导教师：张雅雄签名：____________________摘要目前，随着合成工业的不断发展，苯酚及其衍生物被广泛地用作化工原料。因其具有明显的生物毒性、内分泌干扰性和生物富集作用，成为普遍存在的污染物，对人类及其它动植物带来一定的危害，这就使对其生态毒性进行风险评估的研究有了一定的价值。随着研究的深入，为了节省时间和金钱，了解毒性机理，模拟非合成化合物的生态毒理学行为，同时满足公众反对动物测试的

2、呼吁，定量结构-毒性相关（QuantitativeStructure-ToxicityRelationship，QSTR）研究在环境科学领域已取得了多项成果，故有必要开展以QSTR方法建立苯酚及其衍生物毒性模型的研究。在20世纪90年代后期，发现了一种测试生物毒性的新方法——梨形四膜虫毒性测试法。该测试方法检测速度快、方法操作简单、经济实惠、应用的范围广范，因而在药物、有机物、无机物、水污染物等方面广泛用于毒理学评价。本文在查阅大量文献的基础上，选取了258个苯酚及其衍生物对水生梨形四膜虫的毒性数据，结合软件筛选出的7个分子描述符

3、作为建模的结构参数，分别采用多元线性回归（MultipleLinearRegression，MLR）、偏最小二乘（PartialLeastSquares，PLS）、BP（BackforwardPropagation，BP）神经网络三种方法进行定量构效关系研究。本文主要工作包括：（1）介绍了本文运用的相关化学计量学方法，如多元线性回归、偏最小二乘、BP神经网络、主成分分析（PrincipalComponentAnalysis，PCA）等的基本原理。（2）利用ADMEWORKSModelBuilder软件（Version4.5Stan

4、dard）计算并筛选了258个苯酚及其衍生物的分子描述符，最后选出7个描述符作为建模变量。（3）运用稳健诊断方法（RobustDiagnosticMethod）剔除24个奇异样本，继而采用球排除算法（Sphere-exclusionAlgorithms）将样本合理划分为多个训练集与内部测I山西师范大学学位论文试集，同时要求内部测试集和外部验证集均匀分布在PC空间的整个区域内，最终划分为3类合理的样本。（4）结合取自文献的毒性数据，分别采用多元线性回归、偏最小二乘、BP神经网络方法进行QSTR研究，成功建立了毒性预测模型，并对外部验

5、证集采用共识建模方法（ConsensusModelingMethod），从而提高模型的预测能力。根据QSTR研究结果分析表明，所建模型均具有较好的预测能力和稳定性，且与MLR、PLS模型相比，BP神经网络模型性能略胜一筹，即非线性模型比线性模型性能优越。但是BP神经网络建立的模型不能直接给出直观的数学模型和公式，而MLR、PLS模型更为简单明了。本文建立的QSTR预测模型，实现了只需知道苯酚及其衍生物的分子结构式，而不用做实验就可以合理预测其毒性数据。【关键词】苯酚及其衍生物定量构效关系梨形四膜虫毒性多元线性回归偏最小二乘BP神经

6、网络共识建模方法【论文类型】基础研究IIAbstractTitle:AQSTRstudyoftheacutetoxicityofphenolderivativestoaquaticTetrahymenapyriformisMajor:ChemistryName:QinLiSignature:____________________Supervisor:YaxiongZhangSignature:_____________________AbstractAtpresent,withthecontinuousdevelopmentof

7、synthesisindustry,phenolderivativesarewidelyusedaschemicalrawmaterials.Becauseofitsobviousbiologicaltoxicity,endocrinedisruptionandbiologicalaccumulation,phenolderivativesbecomeubiquitouspollutantsthathasyieldadverseeffectsonhumansandotherlivingspecies.Sothesexenobiot

8、icshaveinspiredawealthofexperimentalstudiesforassessingtheirecologicalrisk.Subsequenttotheselaboratoryinvestigations,numerou