1、硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 对 斑 马 鱼 的 急 性 毒 性 及 Q S A R 分 析王 宇1, 刘 树 深2 , *, 高 树 梅1, 王 海 燕1, 王 晓 栋1, 王 连 生11 . 南 京 大 学 环 境 学 院 污 染 控 制 与 资 源 化 研 究 国 家 重 点 实 验 室 , 南 京 2 1 0 0 9 32 . 同 济 大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 长 江 水 环 境 教 育 部 重 点 实 验 室 , 上 海 2 0 0 0 9 2摘 要 : 实 验 测 定 了 9 种 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 ( 倍 硫 磷 、 氨 磺 磷 、 氯 硫
2、 磷 、 杀 螟 松 、 碘 硫 磷 、 皮 蝇 硫 磷 、 异 氯 磷 、 甲 基 对 硫磷 、 乙 基 溴 硫 磷 ) 对 斑 马 鱼 ( B r a c h y d a n i o r e r i o ) 的 急 性 毒 性 9 6 h - L C5 0值 , 分 别 为 0 . 9 5 、 4 . 5 2 、 1 . 9 5 、 3 . 0 3 、 0 . 8 5 、 0 . 5 6 、3 . 4 4 、 3 . 4 4 和 0 . 8 2 m g L- 1, 其 中 倍 硫 磷 、 碘 硫 磷 、 皮 蝇 硫 磷 和 乙 基 溴 硫 磷 属 于 剧 毒 , 其 他 5 种 ( 氨 磺
3、 磷 、 氯 硫 磷 、 杀 螟松 、 异 氯 磷 和 甲 基 对 硫 磷 ) 属 于 高 毒 . 以 分 子 电 性 距 离 矢 量 ( M E D V - 1 3 ) 有 效 表 征 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 的 分 子 结 构 ,应 用 基 于 预 测 的 变 量 选 择 与 模 型 化 ( V S M P ) 方 法 建 立 急 性 毒 性 ( - l g L C5 0) 与 分 子 结 构 ( M E D V - 1 3 ) 的 定 量 相 关 模 型 , 模型 的 估 计 相 关 系 数 为 0 . 9 9 2 2 , L O O 检 验 相 关 系 数 为 0 . 9
4、7 9 6 , 表 明 模 型 具 有 良 好 的 估 计 能 力 与 稳 健 性 . 影 响 急 性 毒 性的 主 要 结 构 因 素 是 由 2 个 M E D V 描 述 子 表 达 的 3 个 子 结 构 碎 片 , 即 C H3、 c C c 和 N = . 其 中 子 结 构 C H3、 c C c 与 硫代 磷 酸 酯 类 化 合 物 母 体 骨 架 密 切 相 关 , 而 N = 则 反 映 取 代 基 的 变 化 .关 键 词 : 斑 马 鱼 ; 急 性 毒 性 ; 硫 代 磷 酸 酯 类 ; 分 子 电 性 距 离 矢 量 ; Q S A R文 章 编 号 : 1 6 7
5、3 - 5 8 9 7 ( 2 0 0 6 ) 2 - 1 3 9 - 0 5 中 图 分 类 号 : X 1 7 4 文 献 标 识 码 : AA c u t e T o x i c i t y o f T h i o p h o s p h a t e s t o Z e b r a F i s h a n d Q S A R A n a l y s i sW A N G Y u1, L I U S h u - s h e n2 , *, G A O S h u - m e i1, W A N G H a i - y a n1, W A N G X i a o - d o n g1,W A
6、 N G L i a n - s h e n g11 . S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f P o l l u t i o n C o n t r o l a n d R e s o u r c e s R e u s e , S c h o o l o f E n v i r o n m e n t , N a n j i n g U n i v e r s i t y , N a n j i n g 2 1 0 0 9 32 . K e y L a b o r a t o r y o f Y a n g t z e A q u a t i c
7、E n v i r o n m e n t , M i n i s t r y o f E d u c a t i o n , C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , T o n g j iU n i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2R e c e i v e d 1 4 M a r c h 2 0 0 6 r e c e i v e d i n r e v i s e d f o r m 7 M a y 2
8、0 0 6 a c c e p t e d 8 M a y 2 0 0 6A b s t r a c t : A c u t e t o x i c i t i e s ( 9 6 h - L C5 0) o f 9 t h i o p h o s p h a t e s ( O P s ) t o z e b r a f i s h ( B r a c h y d a n i o r e r i o ) w e r e a s s a y e d . T h e r e s u l t ss h o w e d t h a t 4 O P s , f e n t h i o n , i o
9、d o f e n p h o s , f e n c h l o r p h o s , a n d b r o m o p h o s , a r e v i r u l e n t a n d t h e L C5 0v a l u e s a r e 0 . 9 5 ,0 . 8 5 , 0 . 5 6 a n d 0 . 8 2 m g L- 1, r e p e c t i v e l y . T h e o t h e r 5 O P s , f a m p h u r , c h l o r t h i o n , f e n i t r o t h i o n , i s o
10、 c h l o r t h i o n , a n d b r o m o p h o s -e t h y l , a r e h i g h l y t o x i c a n d t h e L C5 0v a l u e s a r e 4 . 5 2 , 1 . 9 5 , 3 . 0 3 , 3 . 4 4 a n d 3 . 4 4 m g L- 1. M o l e c u l a r e l e c t r o n e g a t i v i t y d i s t a n c ev e c t o r ( M E D V - 1 3 ) w a s e m p l o y
11、 e d t o d e s c r i b e t h e s t r u c t u r e s o f 9 O P s a n d t h e n a q u a n t i t a t i v e l i n e a r r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h eM E D V d e s c r i p t o r s a n d - l g L C5 0w a s d e v e l o p e d u s i n g t h e v a r i a b l e s e l e c t i o n a n d m o d e l i n
12、g b a s e d o n p r e d i c t i o n ( V S M P ) . T h eb e s t 2 - v a r i a b l m o d e l , w i t h t h e c a l i b r a t e d c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t o f r = 0 . 9 9 2 2 a n d t h e v a l i d a t e d c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t o f q =0 . 9 7 9 6 , w e r e b u i
13、l t b y m u l t i p l e l i n e a r r e g r e s s i o n , w h i c h s h o w e d a g o o d e s t i m a t i o n a b i l i t i e s a n d s t a b i l i t i e s o f m o d e l s . I t w a sf o u n d t h a t s o m e m a i n s t r u c t u r a l f a c t o r s i n f l u e n c i n g t h e - l g L C5 0o f 9 t h
14、 i o p h o s p h a t e s w e r e a t t r i b u t e d t o t h e s u b s t r u c t u r e s s u c ha s C H3, c C c , a n d N = w h i c h r e l a t e t o t h e m o l e c u l a r s k l e t o n o f O P s ( C H3a n d c C c ) a n d s u b s t i t u e n t g r o u p s o np h e n y l r i n g ( N = ) .K e y w o
15、r d s : z e b r a f i s h ; a c u t e t o x i c i t y ; t h i o p h o s p h a t e ; M E D V ; Q S A R第 1 卷 第 2 期2 0 0 6 年 6 月生 态 毒 理 学 报A s i a n J o u r n a l o f E c o t o x i c o l o g yV o l . 1 , N o . 2J u n . 2 0 0 6收 稿 日 期 : 2 0 0 6 - 0 3 - 1 4 修 回 日 期 : 2 0 0 6 - 0 5 - 0 7 录 用 日 期 : 2 0 0 6
16、 - 0 5 - 0 8基 金 项 目 : 国 家 9 7 3 计 划 ( N o . 2 0 0 3 C B 4 1 5 0 0 2 ) ; 全 国 优 秀 博 士 学 位 论 文 作 者 基 金 ( N o . 2 0 0 3 5 5 ) ; 国 家 自 然 科 学 基 金 ( N o . 2 0 4 7 7 0 1 8 )作 者 简 介 : 王 宇 ( 1 9 8 0 ) , 女 , 硕 士 研 究 生 ; * 通 讯 作 者 ( C o r r e s p o n d i n g a u t h o r ) , E - m a i l : s s l i u h l 2 6 3 . n
17、 e t生 态 毒 理 学 报 第 1 卷硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 作 为 有 机 磷 化 合 物( O r g a n o p h o s p h o r u s C o m p o u n d s , O P ) 的 一 类 , 被 广 泛应 用 于 农 业 生 产 、 医 药 制 剂 、 缓 蚀 阻 垢 剂 和 极 压 抗磨 剂 以 及 军 事 工 业 上 . 目 前 使 用 的 有 机 磷 杀 虫 剂中 , 品 种 较 多 的 是 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 ( 一 硫 代 或二 硫 代 ) . 然 而 在 其 大 量 生 产 和 使 用 过 程 中 , 许 多成 分
18、 复 杂 的 有 毒 化 合 物 随 着 生 产 废 水 、 农 业 径 流水 等 途 径 流 入 到 水 环 境 , 对 水 生 生 物 造 成 危 害 , 破坏 了 水 生 生 态 系 统 , 甚 至 对 人 类 产 生 了 潜 在 危 害( 魏 渲 辉 等 , 2 0 0 2 ; 杨 先 乐 等 , 2 0 0 2 ) . 因 此 , 评 价 该类 化 合 物 对 水 生 生 物 的 毒 性 效 应 具 有 重 要 意 义 .在 毒 理 学 上 , 农 药 对 生 物 体 毒 性 的 评 价 指 标主 要 有 生 物 的 急 性 、 亚 急 性 与 慢 性 毒 性 、 三 致 毒 性以
19、及 生 态 毒 性 等 , 其 中 急 性 毒 性 是 衡 量 农 药 毒 性强 弱 的 常 用 指 标 . 通 过 急 性 毒 性 试 验 获 得 的 结果 , 可 阐 明 农 药 与 机 体 作 短 时 间 接 触 后 所 引 起 的损 害 作 用 , 找 出 农 药 的 作 用 途 径 、 剂 量 与 效 应 的 关系 , 从 而 对 农 药 的 毒 性 作 出 初 步 评 价 , 并 为 进 一 步进 行 其 他 毒 理 试 验 提 供 有 价 值 的 参 考 依 据 . 对 于水 生 生 物 , 常 用 鱼 和 大 型 无 脊 椎 动 物 进 行 急 性 毒性 试 验 ( 徐 镜 波
20、 , 2 0 0 1 ) .然 而 , 随 着 大 量 O P 进 入 环 境 , 全 部 测 试 它 们的 毒 性 效 应 在 人 力 和 物 力 上 都 是 难 以 做 到 的 . 因此 , 利 用 已 知 O P 的 相 关 数 据 预 测 其 他 未 测 定 ( 或未 合 成 ) O P 化 合 物 的 物 理 化 学 性 质 及 生 物 活 性 的方 法 非 常 有 用 . 定 量 结 构 - 活 性 相 关 方 法( Q u a n t i t a t i v e S t r u c t u r e - A c t i v i t y R e l a t i o n s h i p
21、 , Q S A R )提 供 了 一 条 解 决 这 一 难 题 的 途 径 . 通 过 研 究 O P的 分 子 结 构 与 其 毒 性 之 间 的 定 量 关 系 , 建 立 具 有毒 性 预 测 能 力 的 环 境 模 型 , 可 以 对 已 进 入 环 境 的O P 及 尚 未 投 放 市 场 的 新 O P 的 生 物 活 性 、 毒 性 乃至 环 境 行 为 进 行 预 测 、 评 价 和 筛 选 . 然 而 , 目 前 对O P 的 Q S A R 研 究 较 少 ( E l d r e d e t a l , 1 9 9 9 ; Z a h o u i l ye t a l
22、. , 2 0 0 2 ; 赵 劲 松 等 , 2 0 0 4 ; D e v i l l e r s e t a l . ,2 0 0 4 ) , 尤 其 是 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 的 Q S A R 研 究更 少 ( D e B r u i j n e t a l . , 1 9 9 3 ; D r e w e t a l . , 1 9 9 9 ) .本 研 究 以 国 际 标 准 I S I 7 3 4 6 / 1 - 3 推 荐 的 水质 - 物 质 急 性 毒 性 试 验 受 试 鱼 类 之 一 的 斑 马 鱼 为受 试 生 物 , 研 究 了 9 种 硫 代 磷 酸
23、 酯 类 化 合 物 对 斑马 鱼 的 9 6 h 急 性 毒 性 . 并 以 分 子 电 性 距 离 矢 量( M E D V ) ( L i u e t a l . , 2 0 0 1 ; 2 0 0 2 ; 2 0 0 3 a ; 刘 树 深 ,2 0 0 5 ) 有 效 表 征 其 分 子 结 构 , 应 用 基 于 预 测 的 最 佳子 集 回 归 ( V S M P ) 方 法 ( L i u e t a l . , 2 0 0 3 b ) 建 立 硫代 磷 酸 酯 类 化 合 物 结 构 与 - l g L C5 0之 间 的 Q S A R 模型 , 分 析 影 响 - l g
24、 L C5 0的 结 构 因 素 .1 材 料 与 方 法 ( M a t e r i a l s a n d m e t h o d s )1 . 1 试 验 部 分1 . 1 . 1 仪 器 与 试 剂4 0 L 的 水 族 箱 2 只 , 备 有 曝 气 装 置 ; 2 L 烧 杯 若干 ; 尼 龙 料 的 抄 网 数 只 , 且 专 网 专 用 .9 种 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 ( 农 残 级 ) 的 结 构 见图 1 , 基 本 性 质 见 表 1 , 购 于 南 京 康 林 公 司 . 除 7号 化 合 物 ( S u p e l c o 公 司 生 产 ) 外 , 其
25、 他 化 合 物 均 为S i g m a 公 司 生 产 . 试 验 用 水 为 经 曝 气 除 氯 的 自 来 水 .图 1 9 种 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 的 分 子 骨 架F i g . 1 M o l e c u l a r s k e l e t o n f o r 9 t h i o p h o s p h a t e s表 1 9 种 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 的 结 构 、 C A S N o 、 纯 度 和 分 子 量T a b l e 1 S t r u c t u r e s , C A S N o , p u r i t y a n d m o
26、l e c u l a r w e i g h t o f 9 t h i o p h o s p h a t e s编 号 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 C A S N o . 纯 度 / % 分 子 量 试 验 浓 度 范 围 /( m g L- 1)1 倍 硫 磷 ( f e n t h i o n ) 5 5 - 3 8 - 9 9 9 . 2 2 7 8 . 3 4 0 . 6 7 1 . 1 72 氨 磺 磷 ( f a m p h u r ) 5 2 - 8 5 - 7 9 8 . 7 3 2 5 . 3 3 3 . 8 0 5 . 0 13 氯 硫 磷 ( c h l o
27、 r t h i o n ) 5 0 0 - 2 8 - 7 9 9 . 3 2 9 7 . 6 6 1 . 6 7 2 . 3 04 杀 螟 松 ( f e n i t r o t h i o n ) 1 2 2 - 1 4 - 5 9 7 . 3 2 7 7 . 2 5 2 . 5 7 3 . 1 25 碘 硫 磷 ( i o d o f e n p h o s ) 1 8 1 8 1 - 7 0 - 9 9 6 . 5 4 1 3 . 0 0 0 . 7 9 0 . 8 96 皮 蝇 硫 磷 ( f e n c h l o r p h o s ) 2 9 9 - 8 4 - 3 9 9
28、. 1 3 2 1 . 5 5 0 . 4 5 0 . 6 57 异 氯 磷 ( i s o c h l o r t h i o n ) 2 4 6 3 - 8 4 - 5 9 8 . 4 2 9 7 . 6 6 3 . 0 0 3 . 9 48 甲 基 对 硫 磷 ( p a r a t h i o n - m e t h y l ) 2 9 8 - 0 0 - 0 9 9 . 8 2 6 3 . 2 1 3 . 0 2 3 . 9 89 乙 基 溴 硫 磷 ( b r o m o p h o s - e t h y l) 4 5 2 4 - 7 8 - 6 9 9 . 3 3 9 4 .
29、0 5 0 . 5 0 1 . 2 61 4 0王 宇 等 : 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 对 斑 马 鱼 的 急 性 毒 性 及 Q S A R 分 析第 2 期配 制 试 验 物 质 的 储 备 液 时 , 选 用 丙 酮 ( 分 析纯 ) 作 助 溶 剂 , 其 在 试 验 溶 液 中 的 浓 度 不 得 超 过0 . 1 m g L- 1, 储 备 液 当 天 配 制 ; 试 验 溶 液 , 按 试 验 要求 的 浓 度 向 曝 气 除 氯 的 自 来 水 中 加 入 试 验 物 质 储备 液 来 配 制 .1 . 1 . 2 受 试 生 物斑 马 鱼 ( B r a c h
30、y d a n i o r e r i o ) , 购 于 南 京 某 水 族馆 . 在 驯 养 前 用 1 0 m g L- 1的 K M n O4溶 液 浸 泡1 0 m i n 进 行 杀 菌 消 毒 , 然 后 用 曝 气 除 氯 的 自 来 水 驯养 7 d , 每 天 喂 食 一 次 . 试 验 前 2 4 h 停 止 喂 食 , 试 验期 间 不 喂 食 . 选 取 个 体 差 异 不 大 、 健 康 活 泼 的 斑马 鱼 用 于 试 验 ( 试 验 鱼 平 均 体 长 ( 2 5 5 ) m m , 体 重( 0 . 2 0 . 0 5 ) g ) .1 . 1 . 3 试 验
31、 条 件试 验 物 质 储 备 液 和 试 验 溶 液 的 配 制 、 鱼 的 管理 及 全 部 操 作 和 试 验 都 应 在 所 有 空 气 污 染 物 未 达到 有 害 浓 度 的 大 气 中 进 行 , 并 每 2 4 h 换 一 半 水 以保 证 试 验 液 中 有 充 足 的 氧 . 试 验 期 间 , 以 荧 光 灯作 光 源 , 每 天 保 持 光 照 1 2 h , 水 温 恒 定 在 ( 2 4 2 ) .1 . 1 . 4 试 验 方 法急 性 毒 性 试 验 参 照 G B / T 1 3 2 6 7 - 9 1 方 法 ( 谢 凤君 等 , 1 9 9 1 ) , 周
32、 期 为 9 6 h , 试 验 容 器 为 2 L 烧 杯 , 每次 试 验 前 都 将 烧 杯 依 次 用 洗 涤 剂 、 自 来 水 、 0 . 5 %( 质 量 分 数 ) K M n O4、 除 氯 水 冲 洗 干 净 .在 正 式 试 验 前 , 对 每 种 化 合 物 都 要 先 进 行 预备 试 验 , 以 确 定 试 验 浓 度 的 大 致 范 围 , 包 括 无 效 应浓 度 和 1 0 0 % 全 死 亡 浓 度 . 试 验 时 间 为 2 4 h , 向 每个 烧 杯 中 投 放 1 0 尾 鱼 . 在 试 验 期 间 , 要 及 时 将 死鱼 取 出 , 并 在 试
33、验 后 记 录 每 个 杯 中 鱼 死 亡 的 数 目 .从 2 4 h 预 备 试 验 所 得 的 1 0 0 % 全 死 亡 浓 度 和无 效 应 浓 度 之 间 , 以 等 对 数 间 距 确 定 9 个 试 验 浓度 , 同 时 设 空 白 对 照 和 丙 酮 试 剂 对 照 , 2 个 平 行 ,每 2 4 h 更 换 一 半 试 验 溶 液 . 在 2 L 烧 杯 中 加 入1 . 5 L 配 好 的 试 验 溶 液 , 每 杯 中 投 入 1 0 尾 斑 马 鱼 .观 察 2 4 、 4 8 、 7 2 、 9 6 h 斑 马 鱼 死 亡 的 数 目 , 并 每 天 记录 每 个
34、 烧 杯 中 死 亡 鱼 的 数 目 ( 用 玻 璃 棒 轻 触 鱼 的尾 部 , 没 有 反 应 即 认 为 已 死 亡 ) , 及 时 清 出 死 鱼 .试 验 过 程 中 要 注 意 , 空 白 对 照 组 的 死 亡 率 不 得 超过 1 0 % , 对 照 组 试 验 期 间 鱼 的 外 表 及 行 为 不 正 常或 病 态 鱼 也 不 得 超 过 1 0 % , 否 则 要 重 新 进 行 试 验 ;试 验 液 更 新 时 , 应 迅 速 将 试 验 鱼 转 移 到 烧 杯 中 , 且从 低 浓 度 开 始 依 次 向 高 浓 度 过 渡 , 避 免 因 使 用 沙网 造 成 的
35、各 容 器 间 试 验 物 质 的 明 显 转 移 . 用 O r i g i n统 计 分 析 软 件 中 的 S i g m o i d a l 拟 合 分 析 方 法 计 算9 6 h 的 半 数 致 死 浓 度 ( L C5 0值 ) .1 . 2 分 子 结 构 的 表 征硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 的 分 子 结 构 , 采 用 基 于1 3 种 原 子 类 型 ( 见 表 2 ) 的 分 子 电 性 距 离 矢 量( m o l e c u l a r e l e c t r o n e g a t i v i t y d i s t a n c e v e c t o
36、r , M E D V -1 3 ) ( L i u e t a l . , 2 0 0 1 ; 2 0 0 2 ; 2 0 0 3 a ; 刘 树 深 , 2 0 0 5 )来 描 述 . M E D V - 1 3 是 以 分 子 的 二 维 拓 扑 结 构 为 基础 , 利 用 分 子 环 境 中 各 原 子 的 电 性 特 征 与 原 子 间拓 扑 距 离 所 构 建 的 一 种 新 型 矢 量 分 子 描 述 子 , 适用 于 各 种 有 机 化 合 物 结 构 的 表 征 . 目 前 已 在 有 机物 理 化 性 质 与 生 物 活 性 的 评 估 中 得 到 应 用 .根 据 文
37、 献 ( L i u e t a l . , 2 0 0 2 ; 2 0 0 3 a ; 刘 树 深 ,2 0 0 5 ) 得 到 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 的 M E D V - 1 3 的 非零 描 述 子 有 4 1 个 . 但 是 其 中 有 7 个 描 述 子 ( x1 2,x2 4, x3 5, x6 9, x7 5, x8 0和 x8 4) 只 包 含 一 个 非 零 变 量 , 描述 子 x7 0和 描 述 子 x9 1分 别 只 包 含 2 个 和 3 个 非 零变 量 , 由 于 这 9 个 描 述 子 包 含 较 少 的 非 零 变 量 , 统计 显 著 性 差
38、 , 所 以 从 4 1 个 非 零 M E D V - 1 3 描 述 子中 删 除 , 这 样 , 只 有 3 2 个 非 零 描 述 子 进 入 Q S A R分 析 .研 究 表 明 , 9 个 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 在 M E D V描 述 子 空 间 中 是 相 互 分 离 的 , 两 两 之 间 的 欧 氏 距离 都 大 于 零 , 其 中 最 小 距 离 为 5 号 和 9 号 化 合 物之 间 的 距 离 , 为 0 . 8 1 7 7 , 表 明 M E D V 描 述 子 可 以 完全 分 辨 9 个 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 , 即 结 构 分
39、辨 率为 1 0 0 % .1 . 3 统 计 分 析采 用 基 于 预 测 的 最 佳 子 集 回 归 变 量 选 择 与 模型 化 ( V S M P ) 方 法 ( L i u e t a l . , 2 0 0 3 b ) 进 行 描 述 变量 的 优 化 选 择 , 获 得 最 佳 子 集 Q S A R 模 型 . 模 型 的质 量 由 估 计 相 关 系 数 ( r ) 与 均 方 根 误 差 ( R M S E ) 、L O O 交 互 检 验 相 关 系 数 ( q ) 与 均 方 根 误 差( R M S V ) 及 F i s h e r 统 计 量 ( F ) 来 表
40、征 .1 4 1生 态 毒 理 学 报 第 1 卷2 . 2 V S M P 选 择 最 佳 子 集运 行 V S M P 时 , 选 择 自 相 关 阈 值 为 0 . 7 , 选 择 1个 或 2 个 变 量 的 组 合 , 最 佳 子 集 中 最 佳 M E D V 描述 子 及 部 分 相 关 统 计 量 结 果 如 表 3 所 示 . 可 以 看出 , 最 佳 子 集 是 2 个 M E D V 描 述 子 ( x1和 x3 0) 的 组合 , 此 时 具 有 较 高 的 q2和 较 低 的 R S M V 值 , 且 2个 描 述 子 之 间 不 显 著 相 关 ( r x1和 x
41、3 0 = 0 . 2 7 3 2 ) .根 据 文 献 ( L i u e t a l . , 2 0 0 2 ; 2 0 0 3 a ; 刘 树 深 ,2 0 0 5 ) 得 , 最 佳 子 集 的 2 个 描 述 子 x1和 x3 0包 括 3种 原 子 类 型 ( k 或 l = 1 , 3 , 7 ) . 再 结 合 化 合 物 的 分子 结 构 , 这 3 种 原 子 类 型 分 别 对 应 硫 代 磷 酸 酯 类化 合 物 分 子 中 的 C H3( 第 1 种 ) 、 c C c ( 第 3种 ) 、 N = ( 第 7 种 ) 结 构 碎 片*. 这 表 明 硫 代 磷 酸酯
42、 类 化 合 物 分 子 骨 架 中 的 2 个 子 结 构 ( c C c 和 C H3) , 以 及 支 链 或 取 代 基 中 的 1 个 子 结 构 ( N = )是 影 响 测 试 化 合 物 分 子 生 物 活 性 的 主 要 因 素 . 为便 于 理 解 , 图 2 给 出 了 杀 螟 松 ( N o . 4 ) 2 个 M E D V描 述 子 ( x1和 x3 0) 对 应 的 3 种 原 子 类 型 ( k =1 , 3 , 7 ) 与 子 结 构 的 关 系 .2 . 3 最 佳 子 集 Q S A R 模 型利 用 多 元 线 性 回 归 方 法 , 构 建 最 佳 子
43、 集 和 硫代 磷 酸 酯 类 化 合 物 的 - l g L C5 0之 间 的 最 佳 Q S A R 模 型 :N o . x1x3 0实 验 L C5 0( 9 6 h ) /( m g L- 1)1 1 . 3 2 4 8 0 . 0 0 0 0 0 . 9 52 2 . 0 7 9 2 - 0 . 0 5 3 0 4 . 5 23 0 . 3 6 9 9 - 0 . 1 2 0 6 1 . 9 54 0 . 5 9 4 9 - 0 . 1 3 1 4 3 . 0 35 0 . 3 9 0 9 0 . 0 0 0 0 0 . 8 56 0 . 3 8 9 1 0 . 0 0 0 0
44、0 . 5 67 0 . 3 7 1 4 - 0 . 1 5 7 6 3 . 4 48 0 . 3 6 6 5 - 0 . 1 5 3 5 3 . 4 49 0 . 3 9 0 3 0 . 0 0 0 0 0 . 8 2R X C H33 - C H3, 4 - S C H3 C H34 - S O2N ( C H3)2 C H33 - C l , 4 - N O2 C H33 - C H3, - N O2 C H32 , 5 - d i C l , 4 - I C H32 , 4 , 5 - t r i C l C H32 - C l , 4 - N O2 C H3 N O2 C2H52 ,
45、 5 - C l , 4 - B r实 验 * - l g L C5 0估 计 * - l g L C5 05 . 4 7 5 . 4 14 . 8 6 4 . 8 95 . 1 8 5 . 1 14 . 9 6 4 . 9 85 . 6 9 5 . 7 35 . 7 6 5 . 7 34 . 9 4 4 . 9 24 . 8 8 4 . 9 45 . 6 8 5 . 7 32 结 果 与 分 析 ( R e s u l t s a n d a n a l y s i s )2 . 1 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 对 斑 马 鱼 的 急 性 毒 性9 种 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合
46、 物 对 斑 马 鱼 9 6 h 致 死毒 性 , 即 L C5 0实 验 测 定 结 果 见 表 2 . 实 验 结 果 表明 , 用 丙 酮 助 溶 对 化 合 物 毒 性 没 有 影 响 . 在 国 家环 保 局 1 9 8 6 年 制 订 的 生 物 技 术 监 测 规 范 ( 水 环境 部 分 ) 中 将 化 学 物 质 对 鱼 类 的 毒 性 分 级 为 5 个等 级 ( 国 家 环 保 局 , 1 9 8 6 ) : L C5 01 0 0 0 0 m g L- 1为 微 毒 或 无 毒 . 按 此 标 准 , 倍硫 磷 ( N o . 1 ) 、 碘 硫 磷 ( N o . 5
47、 ) 、 皮 蝇 硫 磷 ( N o . 6 )和 乙 基 溴 硫 磷 ( N o . 9 ) 属 于 剧 毒 , 其 他 5 种 化 合 物属 于 高 毒 . 为 了 便 于 Q S A R 分 析 , 将 L C5 0的 单 位m g L- 1转 化 为 m o l L- 1, 并 取 负 对 数 .表 2 O P 及 其 优 化 M E D V 描 述 子 ( x1和 x3 0) 、 试 验 测 定 和 模 型 估 计 毒 性 - l g L C5 0值T a b l e 2 M o l e c u l a r d e s c r i p t o r s ( x1a n d x3 0)
48、a n d t h e o b s e r v e d a n d c a l c u l a t e d - l g L C5 0v a l u e s o f 9 O P s注 : * : L C5 0单 位 为 m o l L- 1表 3 最 佳 子 集 的 一 些 统 计 量T a b l e 3 S o m e s t a t i s t i c s f o r t h e o p t i m a l s u b s e t sm r2r R M S E E q2q R M S E P 描 述 子1 0 . 8 8 3 8 0 . 9 4 0 1 0 . 1 2 0 . 8 1 4
49、0 0 . 9 0 2 2 0 . 1 6 x2 62 0 . 9 8 4 5 0 . 9 9 2 2 0 . 0 0 4 0 . 9 5 9 6 0 . 9 7 9 6 0 . 0 7 x1, x3 0图 2 杀 螟 松 ( N o . 4 ) 中 3 种 原 子 类 型 与 子 结 构 之 间的 关 系F i g . 2 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n 3 a t o m i c t y p e s a n ds u b s t r u c t u r e s o f f e n i t r o t h i o n ( N o . 4 )注 : * 其 中 表 示 单 键 , c 表 示 共 轭 双 键 , 表 示 1 个 单 键 和 1 个 双 键 , = 表 示 1 个 双 键 .1 4 2王 宇 等 : 硫 代 磷 酸 酯 类 化 合 物 对 斑 马 鱼 的 急 性 毒 性 及 Q S A R 分 析第 2 期- l g L C5 0= ( 5 . 8 5 6 5 2 6 0 . 0 3 7 8 1 2 ) - ( 0
