Opracowanie modelu ilościowej zależności struktura –  właściwość (QSPR) do przewidywania adsorpcji  zanieczyszczeń organicznych na mikrocząstkach  polietylenu w wodzie słodkiej

Rolka, Michał

Opracowanie modelu ilościowej zależności struktura – właściwość (QSPR) do przewidywania adsorpcji zanieczyszczeń organicznych na mikrocząstkach polietylenu w wodzie słodkiej

Abstract

Niniejsza praca magisterska koncentruje się na opracowaniu modelu ilościowej zależności struktura – właściwość (ang. Quantitative Structure-Property Relationship, QSPR) do przewidywania adsorpcji zanieczyszczeń organicznych na mikrocząstkach polietylenu w wodzie słodkiej. Głównymi celami badań było zweryfikowanie hipotezy mówiącej o znacznym wpływie hydrofobowości związków organicznych na ich zdolność adsorpcji na mikroplastikach, podjęcie próby znalezienia nowych deskryptorów molekularnych, użytecznych w opracowywaniu modeli regresji liniowej (ang. Linear Regression, LR), a także sprawdzenie wpływu podziału zbioru związków wejściowych na zbiory uczący i walidacyjny. W wyniku przeprowadzonych badań otrzymałem dobrze dopasowane, elastyczne, stabilne i wiarygodne modele adsorpcji zanieczyszczeń na mikrocząstkach polietylenu. Przeprowadzenie walidacji modeli QSPR, wewnętrznej, jak i zewnętrznej, pozwoliło mi na ocenę elastyczności modeli i ich zdolności prognostycznych. Ocena dziedziny modeli potwierdziła wiarygodności uzyskiwanych prognoz z modeli QSPR. Interpretacja mechanistyczna deskryptora użytego do budowy modeli QSPR wskazała, że hydrofobowość jest kluczowym czynnikiem wpływającym na adsorpcję zanieczyszczeń, a zastosowanie odpowiednich deskryptorów molekularnych znacząco poprawia dokładność modeli QSPR. Na podstawie uzyskanych wyników, wykazałem, że opracowane modele QSPR umożliwiają przewidywanie stopnia adsorpcji zanieczyszczeń z dużą precyzją, co może być użyteczne w dalszych badaniach nad wpływem mikroplastików na środowisko wodne. Ponadto, wyniki te mogą przyczynić się do oceny ryzyka związanego z obecnością zanieczyszczeń organicznych oraz mikrocząstek tworzyw sztucznych w ekosystemach wodnych, co jest istotne z punktu widzenia ochrony środowiska oraz zdrowia publicznego.