[发明专利]基于金属定量构效关系的海水急性基准预测方法

摘要

本发明涉及一种基于金属和类金属定量构效关系的海水水质基准预测方法，根据金属离子的结构特征与海洋生物急性毒性效应的定量关系预测未知金属的毒性终点，结合不同物种的敏感度分布分析推导保护不同比例的海洋生物的危险浓度；是综合金属理化结构参数和不同海洋生物的致毒机理建立QSAR金属毒性预测模型，并将其应用于预测未知海水水质基准最大浓度的一种方法。本专利基于生态学原理，系统筛选五门八科海洋物种作为最小生物预测集，分别构建单参数的毒性预测模型，提高模型精度和预测能力。

主权项

1.基于金属定量构效关系的海水急性基准预测方法，其特征在于，根据金属离子的结构特征与海洋生物急性毒性效应之间的定量关系预测未知金属的毒性终点，结合不同物种的敏感度分布分析推导保护不同比例的海洋生物的危险浓度；具体过程为：步骤a，建模毒性数据采集，筛选，运算和汇总；步骤b，五门八科海洋模式生物筛选；步骤c，构建金属离子结构描述符数据集，以各金属对应的结构参数为自变量进行线性相关性分析，通过相关系数排序，获得最佳结构描述符；步骤d，构建毒性预测模型及稳健性检验；建立一元线性回归方程，对参数进行估计，采用F统计量对应的P值进行检验；步骤e，QSAR模型的内部验证，包括交叉验证和y随机化验证，分别用e1和e2表示；步骤f，QSAR模型的外部验证；具体过程为：步骤f1，将样本划分为训练集和验证集，划分方法为：将样本按毒性从小到大顺序排列，验证集数据均匀地分布在训练集数据范围内，且验证集数据不少于总样本的20％；步骤f2，用训练集数据构建QSAR模型；步骤f3，计算验证集数据预测值与观测值之间的交互验证系数Qext2和一致性相关系数CCC，其判别依据为：Qext2>0.6，CCC>0.85；步骤f3采用的计算公式为：式中，yi表示观测值；表示预测值；表示观测值的均值；表示训练集观测值的均值；表示预测值的均值；n_ext表示验证集的样本数；步骤g，模型适用范围计算；经过校验的模型，以杠杆值hi为横坐标，以各数据点的标准残差为纵坐标，绘制Williams图；步骤h，基于获得的毒性预测值，利用物种敏感度分布法对未知金属的海洋生物毒性和基准最大浓度值进行快速筛选与预测。