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智能連續(xù)化合成加速藥物開發(fā)!

更新時間:2021-04-30      點擊次數:2370
 “在藥物合成領域,新的化學合成技術及先進設備的應用,改變了藥物研究者設計和構建分子的思路。合成智能化是所有化學、藥物研究者的夢想。路漫漫其修遠兮,本文將介紹幾個近階段出現的新的合成工具以及理念,以期為大家?guī)硇碌乃悸贰?rdquo;

自動化合成平臺

2020年SRI International 公司 SRI Biosciences 部門的戰(zhàn)略官 Nathan Collins 等人報道了一種全自動多步合成平臺AutoSyn,在幾小時內合成從毫克到克級幾乎任何類似藥物的小分子[1]。該系統(tǒng)由以下四部分組成:

可選擇的流動化學單元操作模塊和試劑輸送系統(tǒng)組成的固定配置合成平臺

在線分析監(jiān)測、控制和數據采集設備

集成軟件控制系統(tǒng),自動化端到端過程操作和監(jiān)控

合成路線測繪工具,標識多步流路徑與控制參數,創(chuàng)建一個完整的電子合成工藝

 研究者應用該系統(tǒng)成功實現自動合成伊馬替尼。合成過程分為4個步序:

 
  A.輸入合成伊馬替尼的標準反應路線;

B.自動給出每一步的參數,從設備組成中選出合適的反應器以及各試劑的濃度和流速;

C.圖形界面展示出工藝流程圖、設備以及相關的控制參數;

D.給出NMR和LC-MS的分析結果

 

康寧一體化合成平臺

真正實現智能化藥物合成還有很長的路要走。

康寧專注于微反應技術的創(chuàng)新,同時與創(chuàng)新團隊緊密合作,打造“微反應+微分離+在線檢測”- 連續(xù)化學反應快速篩選平臺。該工藝平臺自動化程度高,反應結果瞬間可知??祵幏磻鏖_放的系統(tǒng)可以與眾多PAT設備以及分析軟件鏈接??蓪に嚄l件進行快速篩選,在短時間內建立強大的化合物庫。


 

智能化軟件

智能化合成離不開基于大數據的人工智能機器學習與藥物學、醫(yī)學和計算化學領域的專業(yè)技術的結合與發(fā)展。智能化軟件的開發(fā)與應用也在不斷發(fā)展:

2020年10月Science發(fā)布了國格拉斯哥大學Cronin 實驗室開發(fā)的一個軟件,可以將學術論文轉化為可執(zhí)行的程序,即實現了“文獻進,產物出(Paper in, product out)”[2]

2020年11月默克集團正式宣布將選用某人工智能藥物開發(fā)軟件整合到默克集團藥物發(fā)現項目中,以實現快速高效的藥物設計。[3]

 

人才儲備

人才是推動企業(yè)乃至整個行業(yè)高質量發(fā)展的關鍵。不斷加強人才培養(yǎng),補齊人才短板是推進藥物研發(fā)與生產實現“智能合成”過程需要解決的重要問題?;瘜W先進技術應用、智能制造裝備升級、工業(yè)軟件使用與維護、工業(yè)互聯網與云平臺技術的人才培養(yǎng)都是智能人才儲備的重點

 

康寧助力智能化合成人才培養(yǎng)

連續(xù)流技術已經成為智能合成的技術手段之一。隨著該技術的發(fā)展人才短缺的現象也日漸凸顯,康寧反應器技術致力于與世界眾多院校深入且廣泛的合作,開發(fā)專門的連續(xù)流教學設備康寧星云NebulaTM化學和化工教學平臺,并和高校教授一起開發(fā)連續(xù)流教學課程并取得了顯著的效果。

綜上合成智能化的腳步越來越近,不管是自動化合成平臺的建設、軟件的開發(fā)與應用還是人才的培養(yǎng)和儲備都在日新月異地發(fā)展著。

 

 

 

康寧反應器技術愿與廣大用戶和朋友一起迎接合成智能化的到來!

 

Reference:

[1] Nathan Collins, David Stout, Jin-Ping Lim, Jeremiah P. Malerich, Jason White, Peter BawdenMadrid, Mario Latendresse, David Krieger, Judy Szeto, Vi-Anh Vu, Kristina Rucker, Michael Deleo, Yonael Gorfu, Markus Krummenacker, Leslie Hokama, Peter Karp, and Sahana Mallya Org. Process Res. Dev., J. Fully Automated Chemical Synthesis: Toward the Universal Synthesizer

DOI: 10.1021/acs.oprd.0c00143 • Publication Date (Web): 23 Jun 2020

[2] Mehr, S., Craven, M., Leonov, A., Keenan, G. and Cronin, L., 2020. A universal system for digitization and automatic execution of the chemical synthesis literature. Science. <https://doi.org/10.1126/science.abc2986>

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