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下一代计算毒理学在食品安全风险评估中的应用
1
作者
赵雅萱
杨道远
+2 位作者
黄美玲
隋海霞
庄树林
《环境化学》
北大核心
2025年第3期756-763,共8页
随着人工智能的迅速发展,基于机器学习和深度学习的下一代计算毒理学(Next-Generation Computational Toxicology,NGCT)逐渐兴起.NGCT通过整合化学、毒理学和系统生物学等多模态大数据,实现对化学物属性和毒性的高通量预测,克服了传统...
随着人工智能的迅速发展,基于机器学习和深度学习的下一代计算毒理学(Next-Generation Computational Toxicology,NGCT)逐渐兴起.NGCT通过整合化学、毒理学和系统生物学等多模态大数据,实现对化学物属性和毒性的高通量预测,克服了传统风险评估方法的局限性,推动了化学物的高通量风险评估.本文总结了NGCT在融合分子交互特征、预测化学物属性和暴露数据、以及食品安全风险评估领域的应用.鉴于大语言模型对研究新范式的推动,进一步展望了大语言模型在食品安全领域自然语言处理、预测分析和决策制定方面的潜力,并简述了基于NGCT的食品安全风险评估新范式.
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关键词
化学物
食品安全
计算毒理学
机器学习
高通量
风险评估.
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职称材料
BlueScreen HC在食品接触材料多组分迁移物遗传毒性检测中的适用性
2
作者
李敏
林珺
+2 位作者
吴炜亮
隋海霞
杨杏芬
《中国药理学与毒理学杂志》
CAS
北大核心
2024年第10期796-806,共11页
目的探讨基于人生长阻滞和DNA损伤诱导45α(GADD45α)基因的遗传毒性高通量筛选体系BlueScreen HC(BSHC)在食品接触材料多组分迁移物遗传毒性检测中的适用性。方法将人GADD45α基因开放阅读框上游2000 bp序列作为启动子,采用分子克隆构...
目的探讨基于人生长阻滞和DNA损伤诱导45α(GADD45α)基因的遗传毒性高通量筛选体系BlueScreen HC(BSHC)在食品接触材料多组分迁移物遗传毒性检测中的适用性。方法将人GADD45α基因开放阅读框上游2000 bp序列作为启动子,采用分子克隆构建入嘌呤霉素和高斯荧光素酶(Gluc)双标记的慢病毒质粒pEZX-LvPG04中,并用慢病毒感染人淋巴母细胞TK6,获得稳转细胞系TK6-Gluc。以甲基磺酸甲酯(MMS,终浓度0,1.56,3.13,6.25,12.5,25.0和50.0 mg·L^(-1))为非代谢活化条件下的阳性物质,环磷酰胺(CTX,终浓度0,0.78,1.56,3.13,6.25,12.5和25.0 mg·L^(-1))为代谢活化条件下的阳性物质,二甲基亚砜(DMSO,终浓度0,0.35,0.69,1.38,2.75,5.5和11.0 g·L^(-1))为阴性物质,分别在非活化和活化条件下验证构建的BSHC。将改性淀粉/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(MS/PBAT)作为研究对象,采用体积分数4%乙酸及10%,20%,50%和95%乙醇作为食品模拟物,40℃、浸泡24 h获得5份MS/PBAT多组分迁移物,并用DMSO作为溶剂复溶得到5份多组分迁移溶液作为受试物。以终浓度为0,0.38,0.76,1.53,3.05,6.10和12.20 g·L^(-1)的不同受试物在活化和非活化2种条件下处理TK6-Gluc细胞。非活化条件下作用48 h;活化条件下,在添加体积分数1%大鼠肝S9代谢活化系统的同时,作用3 h后更换新鲜培养基,继续培养至48 h。处理结束后,采用CCK-8法检测细胞活性,同时采用Secrete-Pair^(TM)Gaussia Luciferase Assay试剂盒检测培养基中Gluc化学发光强度。另外,采用终浓度为3.05和12.20 g·L^(-1)的不同受试物对鼠伤寒沙门氏菌TA98和TA100进行微量波动Ames试验以及对体外培养的中国仓鼠肺细胞CHL进行体外哺乳细胞染色体畸变试验,检测受试物的致突变和染色体畸变作用,与BSHC遗传毒性结果进行对比分析。结果采用BSHC法,将相对细胞活性80%定义为生长抑制的最低有效浓度阈值,实验组相对细胞活性低于溶剂对照组的80%提示化合物引起细胞生长抑制。将实验组相对细胞活性低于溶剂对照组的30%定义为出现细胞毒性,此时将不考虑遗传毒性。在无细胞毒性前提下,活化条件下实验组Gluc化学发光强度大于溶剂对照组的1.8倍时,非活化条件下实验组Gluc化学发光强度大于溶剂对照组的1.5倍时,判定为遗传毒性阳性;反之认为无遗传毒性。与溶剂对照组相比,阴性物质DMSO所有浓度均未产生遗传毒性。非活化条件下,MMS 12.5,25.0和50.0 mg·L^(-1)产生遗传毒性;活化条件下,CTX 6.25,12.5和25.0 mg·L^(-1)产生遗传毒性。非活化条件下,MS/PBAT的95%乙醇迁移物6.10和12.20 g·L^(-1)和MS/PBAT的50%乙醇迁移物12.20 g·L^(-1)组细胞生长抑制,所有处理组均未观察到相对细胞活性低于30%的细胞毒性,且未观察到Gluc高表达,表明5种MS/PBAT多组分迁移物在非活化条件下均未产生遗传毒性。活化条件下,MS/PBAT的95%乙醇迁移物12.20 g·L^(-1)和MS/PBAT的4%乙酸迁移物6.10,12.20 g·L^(-1)组细胞表现出显著的生长抑制,所有处理组均未观察到相对细胞活性低于30%的细胞毒性,且未观察到Gluc高表达,表明5种MS/PBAT多组分迁移物在活化条件下均未产生遗传毒性。微量波动Ames试验结果表明,在活化和非活化条件下,MS/PBAT的5种多组分迁移物3.05和12.20 g·L^(-1)作用于TA98和TA1002种菌株,致突变阳性孔的数量均不超过溶剂对照组的2倍,即均未产生致突变作用;作用于CHL细胞后的细胞染色体畸变率亦均无显著变化。结论初步建立了基于GADD45α基因的遗传毒性高通量筛选方法BSHC,提示可用于食品接触材料多组分迁移物的体外遗传毒性评价,但仍需进一步探索其最低有效浓度,并应用更多种类混合物进行进一步验证。
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关键词
食品接触材料
多组分迁移物
人生长阻滞和DNA损伤诱导45α基因
遗传毒性评价
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职称材料
题名
下一代计算毒理学在食品安全风险评估中的应用
1
作者
赵雅萱
杨道远
黄美玲
隋海霞
庄树林
机构
土壤污染防治与
安全
全国
重点
实验室
卫生健康委食品安全风险评估重点实验室
出处
《环境化学》
北大核心
2025年第3期756-763,共8页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFF1103900)
国家自然科学基金(22136001,32372445)资助。
文摘
随着人工智能的迅速发展,基于机器学习和深度学习的下一代计算毒理学(Next-Generation Computational Toxicology,NGCT)逐渐兴起.NGCT通过整合化学、毒理学和系统生物学等多模态大数据,实现对化学物属性和毒性的高通量预测,克服了传统风险评估方法的局限性,推动了化学物的高通量风险评估.本文总结了NGCT在融合分子交互特征、预测化学物属性和暴露数据、以及食品安全风险评估领域的应用.鉴于大语言模型对研究新范式的推动,进一步展望了大语言模型在食品安全领域自然语言处理、预测分析和决策制定方面的潜力,并简述了基于NGCT的食品安全风险评估新范式.
关键词
化学物
食品安全
计算毒理学
机器学习
高通量
风险评估.
Keywords
chemicals
food safety
computational toxicology
machine learning
highthroughput
risk assessment
分类号
X-1 [环境科学与工程]
O6 [理学—化学]
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职称材料
题名
BlueScreen HC在食品接触材料多组分迁移物遗传毒性检测中的适用性
2
作者
李敏
林珺
吴炜亮
隋海霞
杨杏芬
机构
天津市疾病预防控制中心
广州市花都区疾病预防控制中心
卫生
检验部
南方医科大学公共
卫生
学院
国家
卫生健康委食品安全风险评估重点实验室
出处
《中国药理学与毒理学杂志》
CAS
北大核心
2024年第10期796-806,共11页
基金
广东省重点领域研发计划(2019B020210002)。
文摘
目的探讨基于人生长阻滞和DNA损伤诱导45α(GADD45α)基因的遗传毒性高通量筛选体系BlueScreen HC(BSHC)在食品接触材料多组分迁移物遗传毒性检测中的适用性。方法将人GADD45α基因开放阅读框上游2000 bp序列作为启动子,采用分子克隆构建入嘌呤霉素和高斯荧光素酶(Gluc)双标记的慢病毒质粒pEZX-LvPG04中,并用慢病毒感染人淋巴母细胞TK6,获得稳转细胞系TK6-Gluc。以甲基磺酸甲酯(MMS,终浓度0,1.56,3.13,6.25,12.5,25.0和50.0 mg·L^(-1))为非代谢活化条件下的阳性物质,环磷酰胺(CTX,终浓度0,0.78,1.56,3.13,6.25,12.5和25.0 mg·L^(-1))为代谢活化条件下的阳性物质,二甲基亚砜(DMSO,终浓度0,0.35,0.69,1.38,2.75,5.5和11.0 g·L^(-1))为阴性物质,分别在非活化和活化条件下验证构建的BSHC。将改性淀粉/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(MS/PBAT)作为研究对象,采用体积分数4%乙酸及10%,20%,50%和95%乙醇作为食品模拟物,40℃、浸泡24 h获得5份MS/PBAT多组分迁移物,并用DMSO作为溶剂复溶得到5份多组分迁移溶液作为受试物。以终浓度为0,0.38,0.76,1.53,3.05,6.10和12.20 g·L^(-1)的不同受试物在活化和非活化2种条件下处理TK6-Gluc细胞。非活化条件下作用48 h;活化条件下,在添加体积分数1%大鼠肝S9代谢活化系统的同时,作用3 h后更换新鲜培养基,继续培养至48 h。处理结束后,采用CCK-8法检测细胞活性,同时采用Secrete-Pair^(TM)Gaussia Luciferase Assay试剂盒检测培养基中Gluc化学发光强度。另外,采用终浓度为3.05和12.20 g·L^(-1)的不同受试物对鼠伤寒沙门氏菌TA98和TA100进行微量波动Ames试验以及对体外培养的中国仓鼠肺细胞CHL进行体外哺乳细胞染色体畸变试验,检测受试物的致突变和染色体畸变作用,与BSHC遗传毒性结果进行对比分析。结果采用BSHC法,将相对细胞活性80%定义为生长抑制的最低有效浓度阈值,实验组相对细胞活性低于溶剂对照组的80%提示化合物引起细胞生长抑制。将实验组相对细胞活性低于溶剂对照组的30%定义为出现细胞毒性,此时将不考虑遗传毒性。在无细胞毒性前提下,活化条件下实验组Gluc化学发光强度大于溶剂对照组的1.8倍时,非活化条件下实验组Gluc化学发光强度大于溶剂对照组的1.5倍时,判定为遗传毒性阳性;反之认为无遗传毒性。与溶剂对照组相比,阴性物质DMSO所有浓度均未产生遗传毒性。非活化条件下,MMS 12.5,25.0和50.0 mg·L^(-1)产生遗传毒性;活化条件下,CTX 6.25,12.5和25.0 mg·L^(-1)产生遗传毒性。非活化条件下,MS/PBAT的95%乙醇迁移物6.10和12.20 g·L^(-1)和MS/PBAT的50%乙醇迁移物12.20 g·L^(-1)组细胞生长抑制,所有处理组均未观察到相对细胞活性低于30%的细胞毒性,且未观察到Gluc高表达,表明5种MS/PBAT多组分迁移物在非活化条件下均未产生遗传毒性。活化条件下,MS/PBAT的95%乙醇迁移物12.20 g·L^(-1)和MS/PBAT的4%乙酸迁移物6.10,12.20 g·L^(-1)组细胞表现出显著的生长抑制,所有处理组均未观察到相对细胞活性低于30%的细胞毒性,且未观察到Gluc高表达,表明5种MS/PBAT多组分迁移物在活化条件下均未产生遗传毒性。微量波动Ames试验结果表明,在活化和非活化条件下,MS/PBAT的5种多组分迁移物3.05和12.20 g·L^(-1)作用于TA98和TA1002种菌株,致突变阳性孔的数量均不超过溶剂对照组的2倍,即均未产生致突变作用;作用于CHL细胞后的细胞染色体畸变率亦均无显著变化。结论初步建立了基于GADD45α基因的遗传毒性高通量筛选方法BSHC,提示可用于食品接触材料多组分迁移物的体外遗传毒性评价,但仍需进一步探索其最低有效浓度,并应用更多种类混合物进行进一步验证。
关键词
食品接触材料
多组分迁移物
人生长阻滞和DNA损伤诱导45α基因
遗传毒性评价
Keywords
food contact material
migrants mixtures
growth arrest and DNA damage-inducible 45α
genotoxicity evaluation
分类号
R99 [医药卫生—毒理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
下一代计算毒理学在食品安全风险评估中的应用
赵雅萱
杨道远
黄美玲
隋海霞
庄树林
《环境化学》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
BlueScreen HC在食品接触材料多组分迁移物遗传毒性检测中的适用性
李敏
林珺
吴炜亮
隋海霞
杨杏芬
《中国药理学与毒理学杂志》
CAS
北大核心
2024
0
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