文献综述
1 研究背景
现今因环境污染物对人体和生态造成了一定的伤害。由于经济、实践和伦理的限制，只有少数的物质和一些有机体得到了广泛的研究。然而，相对未知的毒性物质可能对水和沉积物的污染影响更大。此外，生物积累量可能与生物体本身的致死残留量有关。为了保护成千上万的物种免受环境中释放的化学物质的影响，各种风险评估工具已经被开发出来。[1] 本研究主要通过软件运算最终建立磷脂-水分配系数的QSAR模型，并评估收集到的数据。
磷脂为两性分子，一端为亲水的含氮或磷的头，另一端为疏水（亲油）的长烃基链。由于此原因，磷脂分子亲水端相互靠近，疏水端相互靠近，常与蛋白质、糖脂、胆固醇等其它分子共同构成脂双分子层，即细胞膜的结构。在人体组织中，肾脏、肝脏和脑的膜脂质含量相对较高（60-75 %的脂质）。在药理学中，单独的生物组分（例如贮脂质，膜脂质，蛋白质，水）具有不同的分配能力，为更好地模拟服用的药物的体内分布的研究正在普遍化。[2] 所有化学污染物必须首先通过细胞膜才能进入细胞,因此细胞膜首当其冲受到环境中有害化学物的作用。污染物与细胞膜的相互作用是环境生物学中一个重要研究方向，阐明其相互作用关系将有助于了解污染物对细胞的影响途径和危害程度,并可将细胞膜的受损程度作为衡量化学物毒性的一种早期指标。[3] 一个类似的概念也在环境领域中提出来的，建立一个描述性模型将有助于估计和理解化学物质在生物体中的积累情况，更好地判断污染物对人体及生态的危害程度。但是，现有的参数的可用性有限，例如分配到每个生物组分中的分配系数，往往将这种模型的应用限制在较小范围的化合物中。
在化学膜分配的研究中，脂质体（由磷脂组成的人造膜囊泡）已被广泛地用作模型阶段。磷脂已经很好地表现了模拟在生物膜中积累，因此脂质体/磷脂-水分配系数（liposome-water partition coefficient，Klipw）被认为是一种用于评估膜亲和的化学物质和相关膜过程（如水生生物中的生物浓度）和毒力基线更准确的描述符，其效果好于辛醇-水分配系数（octanol-water partition coefficient，Kow）。但是事实上，Kow仍然是大多数生物积累模型中使用的唯一参数。原因之一是与Klipw相比，Kow的实验数据和估算方法的可用性要更好。[2]现今环境中化学品种类繁多，现有的Klipw实验数据不能满足其生态风险评估的需求。因此，需要收集实验数据并建立一种能够快速预测污染物Klipw的方法，填补现有数据的缺失。[4]
2 磷脂-水分配系数（Klipw）
2.1 磷脂-水分配系数定义
磷脂-水分配系数（Klipw）是一个生物积累的重要指标，即为目标分析物在磷脂蛋白中的浓度(Clip)与水中浓度(Cw)的比值。可用式（1）计算得出。
（1）
2.2磷脂-水分配系数意义
首先，磷脂-水分配系数可以描述化合物的生物积累潜力，因为它们预期主要在各向异性吸附阶段积累，例如膜脂质和蛋白质，并不是贮脂质。其次，磷脂-水分配系数是对毒性描述的重要因素，两种几线毒性（麻醉）和特定有毒模式（解耦联）。[5] 通过生物膜渗透的化学物质是决定诸如毒物和药物与生物系统相互作用等物质可能影响的关键因素。
生物积累[6] 是指生物通过吸附、吸收和吞食作用，从周围环境中摄入污染物并滞留体内，当摄入量超过消除量，污染物在体内的浓度会高于水体浓度；包括生物浓缩和生物放大。生物机体对化学性质稳定的物质的积累性可作为环境监测的一种指标，用以评价污染物对环境的影响，研究污染物在环境中的迁移转化规律。此外，非特异性毒性被认为与化合物在细胞膜内的富集有关，也就是说也与化合物疏水性有关。生物利用率和生物富集研究试图研究通过水的吸附作用以及被污染鱼类和动物吸收，环境相关化合物在食物链中积累程度，研究表明这都与化合物的疏水性具有一定相关性。化合物在土壤、沉积物与水中的分配对环境评价、危险废品处理的管理和农业中农药的正确使用具有重要意义。
2.3磷脂-水分配系数实验数据测定
通常磷脂-水分配系数都是需要实验测定。Klipw数据主要用于仅由磷脂酰胆碱（PC）组成的脂质体或其他膜脂与磷脂酰胆碱混合。磷脂酰胆碱是生物膜中的主要脂质。此外，磷脂酰胆碱是一种实验方便的材料，因为它自发地在水溶液中形成稳定的脂质体囊泡，并且在一个pH值较宽的范围内是中性的（两性离子的）。[2]
已有一些研究通过实验特定了磷脂-水分配系数。Loidl-Stahlhofen等人[7]使用基于固体支撑的脂质膜的应用，这在商业上是可获得的方法。具体方法为：药物在pH= 7.4的时候，在固体支架上（经皮珠子）或多层板脂质体的形式下，以卵黄卵磷脂膜孵育。脂质体和水相的相分离是在脂质体或固支脂质膜的情况下，在脂质体或短滤步的情况下实现的。主要优点是非常短的时间（大约2分钟）达到平衡。这与其他以脂肪为基础且需要12小时才能达到平衡的方法形成对比[8]。
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