[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

权利要求书

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Q_ext²和一致性相关系数CCC，其判别依据为：Q_ext²>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。

2.根据权利要求1所述的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，在所述的步骤c中，以单物种的毒性终点为因变量，各金属对应的结构参数为自变量进行线性相关性分析，根据下述公式(1)计算相关系数r；

式中，分别表示各结构参数和毒性值的平均值，x_i'和y_i'分别表示第i种金属对应的结构参数和毒性值，n表示金属的数量；

相关系数r>0.8为显著相关参数；

步骤c中，构建金属离子结构描述符数据集，包括软指数σp、最大配合物稳定常数log-β_n、鲍林(Pauling)电负性X_m、共价指数X_m²r、原子电离势AN/ΔIP、第一水解常数|logK_OH|、电化学势ΔE₀、原子大小AR/AW、极化力参数Z/r、Z/r²、Z²/r、似极化力参数Z/AR、Z/AR²。