[發明專利]疏水性有機物被動采樣材料硅橡膠與水之間分配系數的預測方法

有效

• 申請號: 201811342413.2
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109524063B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 孫慧超;李雪花;祁曉娟
• 申請（專利權）人: 遼寧師范大學;大連理工大學
• 主分類號: G16C20/20
• 分類號: G16C20/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

一種疏水性有機物被動采樣材料(硅橡膠)與水分配系數的預測方法，屬于污染物環境暴露測試技術領域。首先通過文獻收集173個疏水性有機化合物硅橡膠?水分配系數的實驗值，其次，獲取化合物的Padel描述符，最后，采用遺傳算法?多元線性回歸分析構建預測疏水性有機物K_srw的QSAR模型。構建的模型涵蓋63個新興污染物，具有良好的擬合度、穩健性和預測能力，且應用域明確。使用本發明所建模型可以直接通過有機化合物分子結構參數快速預測應用域內疏水性有機物的K_srw值，且預測準確、簡單經濟，不僅能更好地衡量硅橡膠被動采樣器的性能，也為化學品的暴露風險評價和監管提供技術支持，對污染物的環境暴露測試具有重要的意義。

技術領域

本發明涉及一種采用定量-結構活性關系(QSAR)模型預測疏水性有機物被動采樣材料(硅橡膠)與水之間分配系數的方法，屬于污染物環境暴露測試技術領域。

技術背景

單相被動采樣技術目前廣泛應用于不同水體疏水性有機物濃度的監測中。硅橡膠因具有分配系數高和傳輸阻力低的特點常被用作單相被動采樣材料。疏水性有機物的硅橡膠-水分配系數(K_srw)是硅橡膠作為被動采樣材料的一個重要參數，也是評價被動采樣材料性能和準確計算水體中有機物濃度的一個重要指標，其定義式為K_srw＝C_sr/C_w，其中C_sr(mol/kg硅橡膠)和C_w(mol/L水)分別表示疏水性有機物在硅橡膠和水之間達到分配平衡時的濃度。K_srw的準確測定對于疏水性有機物在水溶液中濃度的測定、水體中疏水性有機物的分布、源識別、暴露風險評價、環境決策制定都有著重要的意義。

通常K_srw可通過助溶劑方法實驗測定。但是實驗測定受到諸如溫度、離子強度、有機質等多種因素的影響。對于高疏水性有機物，因其極易吸附在實驗裝置表面，達到平衡所需時間長，實驗測定困難，且不同實驗室和不同來源吸附材料得到的K_srw的重現性差。因此非常有必要發展實驗替代技術用于獲取疏水性有機物的K_srw。

QSAR模型有助于實現有毒有害化學品污染管理的“預先防范原則”，能夠減少或替代相關實驗，彌補實驗數據的缺失、降低實驗費用，目前有關預測疏水性有機物的K_srw方法的研究較少，且現有研究所建模型中，模型化合物多數是多環芳烴和多氯聯苯，且缺少應用域表征和機理解釋。因此，隨著新興污染物的增加，有必要發展一個能快速高效的預測疏水性有機物K_srw的QSAR模型。

發明內容

本發明的目的是建立可高效快速預測疏水性有機物K_srw的預測方法。首先通過文獻收集疏水性有機化合物K_srw的實驗值，其次，獲取化合物的Padel描述符，最后，采用遺傳算法-多元線性回歸分析(GA-MLR)構建預測疏水性有機物K_srw的QSAR模型。本方法可直接通過有機化合物的分子結構參數(分子結構描述符)預測K_srw，進而在被動采樣中快速、準確地得到水中化合物的濃度，為化合物的暴露風險評價和管理提供依據。

本發明的技術方案：

一種疏水性有機物被動采樣材料(硅橡膠)與水之間分配系數的預測方法，步驟如下：

首先，通過文獻收集疏水性有機物在Altesil^TM透明硅橡膠-水之間的log K_srw值，如果一個疏水性有機物的log K_srw值有多個來源，則取平均值，共得到173個疏水性有機物的log K_srw值，其中63個新興污染物；