[發(fā)明專利]一種金屬納米粒子聯(lián)合毒性的定量預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110028467.7
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112763382B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王壯;張帆;金世光
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/02;G06F17/18
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;裴詠萍

本發(fā)明公開了一種金屬納米粒子聯(lián)合毒性的定量預(yù)測方法，該定量預(yù)測方法基于多元金屬納米粒子的聯(lián)合毒性終點值與單一金屬納米粒子的理化性質(zhì)，針對不同的理化指標(biāo)通過回歸分析發(fā)展MENPM定量預(yù)測模型，通過擬合系數(shù)判別模型的擬合度、穩(wěn)健性和預(yù)測能力，從理化指標(biāo)中篩選出通用描述符，建立MENPM定量預(yù)測模型。本發(fā)明基于工程納米粒子的結(jié)構(gòu)、組成及理化性質(zhì)與毒性機(jī)制的密切關(guān)聯(lián)度，探索更為獲取、機(jī)理清晰的通用納米描述符，進(jìn)而建立多元工程納米粒子間聯(lián)合毒性（MENPM）的定量預(yù)測模型，突破了以往只能采用生物測試的技術(shù)瓶頸，填補(bǔ)國內(nèi)外空白。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠定量預(yù)測多元工程納米粒子間聯(lián)合毒性(MENPM)的方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)有納米材料市場滲透的日益增加和不間斷的新納米材料的開發(fā)，大量的工程納米粒子將不可避免地釋放到大氣、水、土壤中，成為潛在的環(huán)境污染物。工程納米材料具有不同于原子或分子，也不同于傳統(tǒng)塊體材料的物理化學(xué)特性，這也引起人們對工程納米粒子的人類健康和生態(tài)健康風(fēng)險的關(guān)注。評估工程納米粒子的環(huán)境風(fēng)險，不僅是科學(xué)界面臨的挑戰(zhàn)，也已成為各國納米科技可持續(xù)發(fā)展的重大國家需求。納米科技發(fā)展突飛猛進(jìn)，而人們對于工程納米粒子毒理效應(yīng)和風(fēng)險性的認(rèn)識遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后其生產(chǎn)和應(yīng)用的發(fā)展速度。為了應(yīng)對這個問題，全世界的環(huán)境科學(xué)家和毒理學(xué)家普遍認(rèn)識到需要發(fā)展和驗證面向工程納米粒子的定量預(yù)測方法。

化學(xué)污染物以各種混合形式存在于環(huán)境中是一條普遍的規(guī)律。由于工程納米粒子在工業(yè)和消費品中的大量使用，工程納米粒子將不可避免的排放到環(huán)境中，因而在靠近或遠(yuǎn)離點源處，工程納米粒子可能會以混合物的形式暴露于自然生態(tài)系統(tǒng)中。工程納米粒子聯(lián)合暴露產(chǎn)生的生態(tài)風(fēng)險可能比單一工程納米粒子存在對環(huán)境安全造成的危害更大。近年，國內(nèi)外有關(guān)多元工程納米粒子間聯(lián)合毒性研究方興未艾，尤其集中于通過生物測試考察多元工程納米粒子混合物的聯(lián)合毒性效應(yīng)及探究其作用方式。然而，關(guān)于發(fā)展多元工程納米粒子間聯(lián)合毒性的定量預(yù)測方法的研究鮮有報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種通用描述符交易獲取的、預(yù)測較為準(zhǔn)確的、針對多元工程納米粒子間聯(lián)合毒性的定量預(yù)測模型。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種金屬納米粒子聯(lián)合毒性的定量預(yù)測方法，該定量預(yù)測方法基于多元金屬納米粒子的聯(lián)合毒性終點值與單一金屬納米粒子的理化性質(zhì)，針對不同的理化指標(biāo)通過回歸分析發(fā)展MENPM定量預(yù)測模型，通過擬合系數(shù)判別模型的擬合度、穩(wěn)健性和預(yù)測能力，從理化指標(biāo)中篩選出通用描述符，建立MENPM定量預(yù)測模型。

具體的，本發(fā)明定量預(yù)測方法包括以下步驟：

(1)生物毒性測試：分別測定各金屬納米粒子對受試生物的單一毒性、及多元聯(lián)合毒性；

(2)理化指標(biāo)獲取：分別測定或獲取各金屬納米粒子的理化指標(biāo)數(shù)據(jù)；

(3)發(fā)展MENPM定量預(yù)測模型：基于不同理化指標(biāo)，結(jié)合多元聯(lián)合毒性終點值，通過回歸分析，分別發(fā)展MENPM定量預(yù)測模型；

(4)建立MENPM定量預(yù)測模型：通過相關(guān)系數(shù)、交叉驗證系數(shù)、決定系數(shù)對不同理化指標(biāo)發(fā)展MENPM定量預(yù)測模型判別模型的擬合度、穩(wěn)健性及預(yù)測能力，篩選出作為通用描述符的理化指標(biāo)，建立MENPM定量預(yù)測模型。

更為具體的，針對金屬納米粒子為ZnO、CuO、TiO₂、ZrO₂時，上述定量預(yù)測方法進(jìn)行以上四種金屬納米粒子的二元聯(lián)合毒性的定量預(yù)測，包括以下步驟：