背景:纳米材料的生物毒性对人类健康构成了严重的威胁,其毒性越来越成为不可忽略的因素。因此我们需要一种简单而有效的方法来预测未知纳米颗粒的毒性。方法:在本文中,我们利用定量构效关系模型,结合第一性原理和密度泛函理论的计算方法,研究了金属类纳米颗粒和苯胺类化合物的毒性。主要研究内容为:(1)采用多元线性回归模型预测了金属纳米颗粒和金属氧化物纳米颗粒的毒性。(2)基于多元线性回归模型设计了两种金属氧化物(氧化银和氧化铅)纳米颗粒、一种金属纳米颗粒(铜)的低毒性结构模型。(3)采用多元非线性回归模型进一步提高了金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒的毒性的预测精度。结果:多元线性回归模型下,金属纳米颗粒和金属氧化物纳米颗粒的拟合优度分别达到了0.910和0.893,且符合统计学要求;多元非线性回归模型下,金属纳米颗粒训练集的拟合优度达到了0.995,测试集的拟合优度达到了0.988;金属氧化物纳米颗粒训练集的拟合优度达到了0.943,测试集的拟合优度达到了0.937。并通过将样本随机分为训练集和测试集,有效避免了过拟合现象。在大幅提高了预测精度的同时,也增加了定量构效关系模型的可信度。偏最小二乘回归模型下,苯丙胺类化合物的拟合优度达到了0.873,且误差较小。结论:本文使用定量构效关系模型对三个这体系的毒性进行研究和预测,并取得了较好的结果。这充分证明了定量构效关系模型是预测金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒和苯丙胺类化合物毒性的合理方法。