一种通过建立QSAR模型预测化学品以斑马鱼胚胎为受体的毒性的方法技术

本发明专利技术公开一种通过建立QSAR模型预测化学品以斑马鱼胚胎为受体的毒性的方法。在已知化合物分子结构的基础上，仅通过计算具有结构特征的分子描述符，应用所构建的QSAR模型，即能快速、高效地预测化合物的以斑马鱼胚胎为受体的半数致死浓度，该方法简单快捷、成本低，且能节省实验测试所需的人力、物力和财力。本发明专利技术依据经济合作与发展组织关于QSAR模型的构建和使用导则进行建模，运用简单、透明的多元线性回归分析方法，易于理解和应用；具有明确的应用域、良好的拟合能力、稳健性和预测能力，能够有效地预测应用域内化合物的以斑马鱼胚胎为受体的半数致死浓度，为化合物的生态风险性评价和管理提供必要的基础数据，具有重要的意义。

A method for predicting the toxicity of chemicals to zebrafish embryos by establishing QSAR model

【技术实现步骤摘要】
一种通过建立QSAR模型预测化学品以斑马鱼胚胎为受体的毒性的方法
本专利技术涉及一种通过建立QSAR模型预测化学品以斑马鱼胚胎为受体的毒性的方法，属于生态风险评价测试策略

技术介绍
化学品半数致死浓度是指引起半数动物死亡所需的浓度，用LC50表示。常用来表示急性毒性的大小。化学物质的急性毒性越大，其LC50值越小。化学品对水生生物的毒性信息是化学品风险评估和优先污染物筛查的关键指标之一。斑马鱼的鱼胚毒性(FET)试验被广泛用于评估化学品的急性毒性。日常消费品中有多种合成化学品可能对水生物种有毒害作用。化学品的生态风险评价是控制和预防合成化学品对水生生物危害的必要措施。如今，水生物种(如鱼类)的半数致死浓度(LC50)是一个不可或缺的生物终点。然而，现有的生态毒性数据数量很少。LC50数据通常是根据标准化测试协议从实验测量中获得的，在大多数情况下，标准化测试协议有着耗时长、成本高、易出错等缺点。因此，按照标准化的动物实验方案获取所有现有化学品的LC50数据是不现实的。与化学品注册、评估、授权和限制(REACH)有关的很多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过建立QSAR模型预测化学品以斑马鱼胚胎为受体的毒性的方法，其特征在于，步骤如下：/n使用348种化合物，根据其不同的作用方式建立相应的QSAR模型；首先确定出348种化合物的作用方式分为六类，分别是惰性化合物、弱惰性化合物质、反应性化合物、按特定机制作用化合物以及无法分类的化合物；将每一类化合物按照4:1随机拆分为训练集和验证集；训练集中的化合物用于构建模型，验证集中的化合物用于评估模型的外部预测能力；对数据集中的化合物进行优化，得到相应化合物的稳定构型，基于结构提取Dragon描述符，采用MLR回归分析方法筛选分子描述符和构建预测模型；/n(1)惰性化合物预测模型：/nlogLC

【技术特征摘要】
1.一种通过建立QSAR模型预测化学品以斑马鱼胚胎为受体的毒性的方法，其特征在于，步骤如下：
使用348种化合物，根据其不同的作用方式建立相应的QSAR模型；首先确定出348种化合物的作用方式分为六类，分别是惰性化合物、弱惰性化合物质、反应性化合物、按特定机制作用化合物以及无法分类的化合物；将每一类化合物按照4:1随机拆分为训练集和验证集；训练集中的化合物用于构建模型，验证集中的化合物用于评估模型的外部预测能力；对数据集中的化合物进行优化，得到相应化合物的稳定构型，基于结构提取Dragon描述符，采用MLR回归分析方法筛选分子描述符和构建预测模型；
(1)惰性化合物预测模型：
logLC50＝-1.556SM4_B(p)+13.738(R5e+)–1.983Mor16m–0.223RDF075m+7.375(1)
其中，ntra＝30，R2tra＝0.91，R2adj.tra＝0.89，RMSEtra＝0.51，Q2LOO＝0.85，next＝9，R2ext＝0.85，RMSEext＝0.59；SM4_B(p)是由极化率加权的负荷矩阵得到的4阶谱矩；R5e+是lag5处的R滞后最大自相关/桑德森电负性加权；Mor16m是信号16/由质量加权；RDF075m是径向分布函数-075/由质量加权；ntra和next分别是训练集和验证集化合物数量；R2是决定系数，R2adj是校正的决定系数；RMSE是均方根误差；Q2LOO是去一法交叉验证系数；
(2)弱惰性化合物预测模型：
logLC50＝-0.962SpMax5_Bh(s)+0.689nHDon+0.391GATS5s+0.177Mor08i+0.922(2)
其中，ntra＝18，R2tra＝0.98，R2adj.tra＝0.97，RMSEtra＝0.13，Q2LOO＝0.96，next＝6，R2ext＝0.94，RMSEext＝0.34；SpMax5_Bh(s)是负荷矩阵5号最大特征/由I-state加权；nHDon是氢键供体原子数(N和O)；GATS5s是在lag5处的Geary自相关/由I-state加权；Mor08i是信号08/由电离势加权；
(3)反应性化合物预测模型：
logLC50＝-0.013P_VSA_e_2–1.48B09[C-O]+0.607Hy–12.256(R4p+)+1.463nOHp+0.281(3)
其中，ntra＝35，R2tra＝0.86，R2adj.tra＝0.84，RMSEtra＝0.44，Q2LOO＝0.78，next＝10，R2ext＝0.78，RMSEe...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈景文，吴思甜，李雪花，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21