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随着工业化学品的大量使用，大量具有遗传毒性的化合物通过各种途径进入环境，对暴露其中的生物体产生潜在的危害。离体生物毒性测试方法可以直接测定大量未知毒性污染物的遗传毒性效应，近年来在化学品风险评估，水质安全评价以及环境污染物监测中发挥重要的作用。本研究基于高内涵技术发展完善了染色体损伤行为模式识别方法，建立了DNA损伤效应高内涵筛选平台，并将建立的方法应用于皮革行业化学品的DNA损伤效应检测和染色体损伤效应筛查。 染色体损伤物质可通过微核实验筛查染色体断裂剂和非整倍体毒剂。目前基于高内涵的微核实验通常基于单参数区分这两类染色体损伤物质，包括微核的面积、荧光强度和形状等，需要开发能够综合多维参数的算法提高其准确度。在单参数区分染色体断裂剂和非整倍体毒剂的方法的基础上，本研究开发了基于bayesian k-means算法的染色体损伤行为模式识别方法，利用染色体损伤高维参数，提高了染色体损伤行为模式识别的准确率。 在实验室前期已建立的基于高内涵技术检测污染物染色体损伤效应的实验基础上，本研究选取了DNA损伤标志蛋白53BP1，并将其稳定转染进人胃癌细胞，构建了可以稳定表达53BP1蛋白的人胃癌细胞系，从而可以通过检测53BP1蛋白的聚集程度来判定DNA损伤强度。本研究发展的基于高内涵的遗传毒性筛查方法可以将DNA损伤筛查和染色体损伤筛查合并在一次高内涵检测中，不但节约了实验时间和实验成本，提高了遗传毒性物质筛查的效率，而且实现了在同一实验体系下对染色体损伤水平和DNA损伤水平的检测，使实验结果更加可靠。 利用上述建立的检测遗传毒性的方法，对皮革行业中10种典型化学品的DNA损伤效应检测和染色体损伤效应进行了检测。对于DNA损伤效应，未经代谢活化(大鼠肝细胞匀浆S9)的10种染料均未检出DNA损伤效应，而代谢活化后仅有硫化黑1检测到具有DNA损伤作用;对于染色体损伤效应，分散黄64，硫化黑1，直接蓝71和活性红120均检测到具有染色体损伤效应，均为染色体断裂剂。 本研究的主要创新点包括:提出一个基于高内涵的染色体损伤模式的预测算法和发展了一种基于高内涵的DNA损伤测试方法。所取得的成果促进了高内涵遗传毒性测试体系建设，完善了多源高内涵数据分析方法。论文获取的数据对化学品风险筛查和评估有实际应用价值。