金屬氧化物納米顆粒生物安全性的nano-QSAR研究.pdf

1、納米材料作為一種新型材料已被廣泛用于生活和生產(chǎn)中，然而對其生物毒性的實(shí)驗(yàn)測定耗時(shí)耗力，且測定成本高，不利于評價(jià)其在生產(chǎn)和使用過程中的風(fēng)險(xiǎn)，故需理論研究的幫助，篩選出與其生物毒性最為相關(guān)的理化性質(zhì)，揭示其理化性質(zhì)與毒性之間的關(guān)系，從而為生產(chǎn)和使用的安全性提供一定的理論參考。
　　本文從分子結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，對部分納米金屬氧化物和具有相同金屬氧化物核心不同表面修飾的納米顆粒進(jìn)行研究，主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）采用金屬氧化物的導(dǎo)帶

2、和價(jià)帶能量水平作為反應(yīng)性描述符表示納米金屬氧化物的能量結(jié)構(gòu)，并將其與生物體細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)的氧化還原電位比較以預(yù)測納米金屬氧化物對生物體產(chǎn)生氧化應(yīng)激的可能性。導(dǎo)帶最低能量水平低于生物氧化還原電位范圍的納米顆粒具有與生物體之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的能力，并可以形成ROS破壞生物體的抗氧化機(jī)制。
　　（2）通過Gaussian98軟件運(yùn)用DFT-B3LYP交換泛函在LANL2DZ基組水平上計(jì)算了17種金屬氧化物的量子化學(xué)描述符，結(jié)合多元線性回歸（M

3、LR）方法和支持向量機(jī)（SVM）方法建立了部分納米金屬氧化物毒性的nano-QSAR模型，所建模型均具有較好的擬合能力、穩(wěn)定性以及良好的預(yù)測能力。此外，SVM方法模擬效果較MLR方法好。
　?。?）對具有相同金屬氧化物核心組成物不同表面修飾的納米顆粒，應(yīng)用Dragon軟件計(jì)算表面修飾化合物的分子描述符，并使用遺傳-偏最小二乘法從眾多分子描述符中篩選出3個(gè)與納米顆粒生物活性最為相關(guān)的描述符IC1、Hy、Mor12u，結(jié)合MLR方法建