文档介绍：烟台大学
硕士学位论文
定量结构-性质关系及其在毛细管电泳中的应用
姓名:温莹莹
申请学位级别:硕士
专业:分析化学
指导教师:刘惠涛
20100403
烟大硕学论
摘要
定量结构—性质关系(QSPR)研究的是在化合物的结构与生物活性及各种物理化学性质
等性质之间建立起数量上的依赖关系(数学模型),借以指导新化合物的合成及预测未知物的
生物活性和物理化学性质,是计算机在化学中应用的一个特别活跃的领域。近年来,毛细管
电泳(CE)由于其高效、快速、耗样量少等优点被广泛用于生命科学、环境科学、食品科学、
药物化学、法医学及临床诊断等多种领域。但是与其他方法也比较,毛细管电泳需要优化的
因素更多,这通常就大大影响到了分离效果。在许多情况下,对于一个分离任务来讲,寻找
一个合适的分离条件往往很难,预测分离条件也很困难。所以本文将QSPR及实验设计应用
于毛细管电泳中来优化分离条件,结果表明实验设计和QSPR方法与毛细管电泳相结合在预
测毛细管电泳分离条件方面是一个非常有力的工具。
本文共分七个部分,主要综述了 QSPR 的背景、原理、方法以及 QSPR 和实验设计在分
析化学中的应用;实验设计及 QSPR 用于毛细管电泳分离测定中药及制剂中的活性组分;毛
细管电泳测定奶粉、液态奶和鱼饲料中的三聚氰胺的分离体系;并将启发式方法(HM)和径
向基函数神经网络(RBFNN)用于预测有机化合物的电化学和光学性质。
第一章综述了 QSPR 的背景、方法研究及实验设计在分析化学中的应用。
在第二章中,利用正交设计实验对电泳分离条件进行优化,建立了一种分离测定中草药
川乌和草乌中乌头碱及次乌头碱含量的简单、快速的毛细管区带电泳(CZE)方法。在最佳分
离条件下对中草药中乌头碱及次乌头碱含量进行了测定。同时建立了一个优化结构为
“4-18-1”的径向基函数神经网络,用于预测最佳分离条件下的分离度,预测值与实验值相
吻合。
第三章,建立了一种快速简单的测定苦参制剂中苦参碱和氧化苦参碱含量的毛细管电泳
—紫外检测方法(CE-UV)。利用正交设计优化分离和测定两个活性组分的条件,并测定了两
个中药制剂中的活性物质的含量。同时用定量结构—性质关系建立了一个多元线性回归和一
个非线性模型—径向基函数神经网络方法用于预测氧化苦参碱的保留时间,预测值与实验值
相吻合,表明定量结构性质关系对于 CE 分离时间的预测是一个很好的方法。
第四章中,建立了一种简单、快速和低消耗的 CZE 方法来分析奶粉、液态奶和鱼饲料
中的三聚氰胺并将电泳方法和国标方法—高效液相色谱法(HPLC)进行了比较。用电泳的方
法测定奶粉、液态奶和鱼饲料中的三聚氰胺和国标方法(GB/T 22388-2008 和
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NY/T1372-2007)相比有很明显的改进。所建立方法的精密度、检测限、准确度和定量结果
和 HPLC 一致。但 CE 的分析时间短、成本低,所以从长远看这种方法和高效液相色谱法比
较是一种省时省力的方法。
第五章中,用 QSPR 来预测和解释荧光猝灭中的结合常数。此方法仅仅是基于化合物的
结构来预测其与人血清白蛋白的结合常数。分别用多元线性回归(MLR)和非线性的 RBFNN
来建立模型。MLR 和 RBFNN 所得到的统计参数都表明模型具有很好的稳定性和预测能力,
而且 RBFNN 的结果要稍好于 MLR。用所建立的模型预测了中药制剂中的两个活性组分异
欧前胡素和大黄酚与人血清白蛋白的结合常数,并与我们实验室用荧光法所得到的结果比
较,预测值和实验值一致。说明 QSPR 方法能够使我们更好地从分子结构方面理解药物—蛋
白质的结合,而且可以用于对其他有机化合物结合常数的预测。
在第六、七章中,分别建立了线性相关模型(MLR)和非线性模型(RBFNN)来预测有机化
合物的半波电位和紫外最大吸收波长。所得到的模型统计参数表明,两个模型都具有很好的
稳定性和预测能力。说明 QSPR 方法能够使我们更好地理解影响有机化合物的半波电位和紫
外最大吸收波长的结构因素。
关键词:定量结构-性质关系;实验设计;毛细管电泳;中草药;分离条件优化
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Abstract
The study of QSPR is to construct models between the structure pounds and their
biological activity or physical and chemical properties so as to develop pounds and predi