随着工业与社会经济的快速发展，大量的化合物通过各种暴露途径最终释放到环境之中，对生态系统的结构和功能造成不可避免的影响，严重威胁生物物种和人类的健康和生存。对相关化合物进行生态风险评价，并制定相应的污染物控制和风险削减措施显得尤为重要。定量结构－活性关系（QSAR）研究是生态风险评价中快速、经济地获取化合物相关物理、化学、生物等方面的基础数据的重要手段。随着QSAR相关学科的发展，可以用于构建QSAR模型的描述符越来越多，这在一定程度上加大了构建及解释模型的难度。为了保证模型的质量及可应用性，需要对其合理性进行评价。 本论文正是以此作为切入点，以双烷基苯基有机磷酸酯（OP，广泛使用的有机磷酸酯类农药的类似物）为研究对象，对其气相色谱保留指数及其对家蝇（Muscanobulo L．）的急性毒性进行定量构效关系研究；侧重于QSAR模型验证及稳健性的讨论。为深入研究OP化合物与其特异受体乙酰胆碱酯酶（AChE）之间的相互作用，从分子的三维结构着手，对其可能的作用机理进行了深入的探讨。具体地说，论文主要包括以下几个方面的内容。 1．介绍了QSAR研究的发展历史以及模型的构建过程；对QSAR中普遍应用的结构描述符进行了简单的综述；论述了QSAR研究中常用的研究方法以及模型构建与验证时所用到的相关数学基础，并着重阐述模型构及稳健性分析中采用的统计方法；分析了环境中有机磷化合物的QSAR研究现状。 2．应用最佳子集多元线性回归及偏最小二乘回归对OP化合物的结构描述符与其在三种不同极性固定相上的气相色谱Kovats保留指数（RI）之间的关系进行了详尽的讨论。构建了一系列定量结构－保留关系（QSRR）模型。讨论了模型的预测能力及稳健性。 交叉验证结果表明，各QSRR模型均具有较强的预测能力。对相应统计量的Jackknife与Monte Carlo模拟结果表明各个QSRR模型均具有较高的稳健性。相应QSRR模型表明随着固定相极性的增加，与体积相关的描述符的重要性逐渐降低；电性相关描述符对化合物的色谱保留行为影响逐渐增强。 3．同样，采用最佳子集多元线性回归及偏最小二乘回归对OP化合物的物理化学性质、理论溶剂化能关系及量子化学描述与其对家蝇的急性毒性之间的关系进行了深入的探讨，构建了一系列QSAR模型。分析了模型的预测能力及稳健性。 交叉验证结果表明，各QSAR模型均具有较强的预测能力。采用Jackknife和Bootstrap方法对相应统计量的模拟表明各个QSAR模型具有较高的稳健性。相应QSAR模型表明OP化合物的疏水性参数对其生物活性有明显的阻碍效应。而表征其电性特征的描述符对其生物活性有明显的促进作用。这可能与OP化合物在生物体内与AChE发生特异反应有关。 4．采用比较分子力场分析（CoMFA和CoMSIA）方法构建了一系列OP化合物三维力场与其生物毒性之间的3D-QSAR模型。探讨了OP化合物结构特征对其生物活性的影响。 对分子周围静电场的分析表明，苯基上取代基的电负性，即其吸电子能力在OP与AChE的作用过程中具有重要的作用。取代基的吸电子能力越强，则整个化合物对生物的毒性越大。对立体场的分析表明，取代基的空间效应在OP与AChE的作用过程中具有重要的影响。当烷基取代基体积超过一定限度后，会降低OP的生物活性。对疏水场的分析结果与传统QSAR研究一致。 5．利用分子对接方法实现OP化合物与AChE中的作用点位的结合，采用分子相互作用力场（MIF）方法分析了AChE活性点位的疏水、氢键等力场的特征，实现OP化合物在MIF力场中的3D-QSAR模型的构建。对AChE活性区域的疏水场、氢键场的分析表明，与AChE的可能作用模式（分子对接的结果）下，OP化合物烷基取代基主要位于AChE作用点位的疏水性域；而与AChE的磷酰化反应则在亲水性区域（氢键场）中进行。说明在与AChE的作用过程中OP化合物电性特征是重要的影响因素。对OP化合物周围的MIF力场分析显示，OP化合物苯基周围空间内的疏水场及氢键效应对其与AChE之间的相互作用有着重要的影响。