Met Quantitative Structure–Activity Relationship modellen (QSARs) kunnen fysisch-chemische, gevaars- en effecteigenschappen worden voorspeld op basis van de chemische structuur van een stof.

QSARs worden steeds meer gebruikt als hulpmiddel om risicobeoordelingen van stoffen te kunnen maken. Ook kennis-databases en - bibliotheken (zogenaamde expert-systems) die gebruikt worden om voorspellingen van gevaars- en effecteigenschappen te doen, worden vaak onder de term QSARQuantitative Structure–Activity Relationship geschaard. Als de voorspelling kwalitatief is spreekt men over SARsStructure-Activity Relationships .

Toepassing en interpretatie 

Over het algemeen geldt dat toxicologische én chemische kennis nodig is om de voorspellingen van  QSAR modellen op hun betrouwbaarheid te kunnen beoordelen. Vaak geeft een QSAR model wel een voorspelling, ook al is het model nooit bedoeld om voor die stoffen te worden gebruikt. Kennis van het toepassingsgebied van QSARs is dan ook een belangrijke voorwaarde voor het correcte gebruik en de juiste interpretatie van deze modellen.

Overzicht van QSARs

Beschrijvingen van belangrijke QSAR-tools die het RIVMRijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu gebruikt, zijn hieronder weergegeven.

OECD QSAR Toolbox : De toolbox is (publiek beschikbare) software voor belanghebbenden als overheden en industrie. De toolbox wordt specifiek gebruikt om ontbrekende informatie die nodig is voor de risicobeoordeling van stoffen te voorspellen. De toolbox maakt het mogelijk stoffen te groeperen in chemische en/of toxicologische categorieën.

DEREK: Dit expert system gebruikt zogenaamde chemische structuur "alerts". Dit betekent dat chemische (sub)structuren aan toxicologische eindpunten worden gekoppeld. Hierdoor wordt een voorspelling gemaakt over de mogelijke risico's van een stof. Het model geeft een waarschuwing met een bijbehorende onderbouwing. Voor het gebruik van DEREK is een licentie vereist.

METEOR: Dit model tracht te voorspellen hoe een stof gemetaboliseerd wordt na opname in het menselijk lichaam. Meestal leidt omzetting van een stof (metabolisatie) tot minder giftige stoffen (detoxificatie), die het lichaam vervolgens ook makkelijk(er) kan uitscheiden. Maar soms zijn juist de omzettingsproducten (metabolieten) toxischer dan de oorspronkelijke stof. Om een uitspraak te kunnen doen over de mogelijke toxiciteit van nieuwe stoffen is het daarom belangrijk te weten hoe stoffen worden omgezet (gemetaboliseerd) in het lichaam.

Discovery Studio TOPKAT: Dit is commercieel verkrijgbare software waarin modellen zijn opgenomen die voorspellingen voor een groot aantal toxicologische risico's (eindpunten) kunnen geven. TOPKAT geeft een kwantitatieve voorspelling van de toxiciteit van een stof; een concentratie van een stof waarbij een bepaald effect kan optreden. "Alert" modellen, zoals DEREK , geven geen informatie over de concentratie waarbij een bepaald effect zal gaan optreden.

ToxTree: Dit is een vrij verkrijgbare verzameling van chemische structuur "alert"modellen (zie o.a. DEREK), die inmiddels ook allemaal in de OECDOrganisation for Economic Cooperation and Development Toolbox geïmplementeerd zijn.

EPI Suite: Een verzameling van QSAR modellen ontwikkeld door het Amerikaanse agentschap voor de bescherming van het milieu (US EPA). Met behulp van EPI Suite zijn fysisch-chemische eigenschappen van stoffen te voorspellen zoals de wateroplosbaarheid en vluchtigheid. Deze eigenschappen zijn belangrijk voor het voorspellen van de verspreiding van een stof in het milieu. Ook worden enkele biologische eindpunten voorspeld zoals de afbraaksnelheid in het milieurisico's van een stof. Modellen als EUSESEuropean Union System for the Evaluation of Substances of TGDTechnical Guidance Document Excel maken gebruik van deze, of vergelijkbare QSARs.

Vele andere (soms zeer specifieke) (Q)SARs voor het voorspellen van de toxiciteit van stoffen zijn gepubliceerd in vakliteratuur. Deze zijn echter lang niet allemaal als computermodellen beschikbaar. Vele QSARs worden genoemd in de REACHRegistratie, Evaluatie en Autorisatie van Chemicaliën guidance documenten bij de bespreking van de toxicologische eindpunten (QSARs and grouping of chemical (Chapter R.6) (PDF)).