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智能连续化合成加速药物开发!
点击次数:449 发布时间:2021-04-30
 “在药物合成领域,新的化学合成技术及先进设备的应用,改变了药物研究者设计和构建分子的思路。合成智能化是所有化学、药物研究者的梦想。路漫漫其修远兮,本文将介绍几个近阶段出现的新的合成工具以及理念,以期为大家带来新的思路。”

自动化合成平台

2020年SRI International 公司 SRI Biosciences 部门的战略官 Nathan Collins 等人报道了一种全自动多步合成平台AutoSyn,在几小时内合成从毫克到克级几乎任何类似药物的小分子[1]。该系统由以下四部分组成:

可选择的流动化学单元操作模块和试剂输送系统组成的固定配置合成平台

在线分析监测、控制和数据采集设备

集成软件控制系统,自动化端到端过程操作和监控

合成路线测绘工具,标识多步流路径与控制参数,创建一个完整的电子合成工艺

 研究者应用该系统成功实现自动合成伊马替尼。合成过程分为4个步序:

 
  A.输入合成伊马替尼的标准反应路线;

B.自动给出每一步的参数,从设备组成中选出合适的反应器以及各试剂的浓度和流速;

C.图形界面展示出工艺流程图、设备以及相关的控制参数;

D.给出NMR和LC-MS的分析结果

 

康宁一体化合成平台

真正实现智能化药物合成还有很长的路要走。

康宁专注于微反应技术的创新,同时与创新团队紧密合作,打造“微反应+微分离+在线检测”- 连续化学反应快速筛选平台。该工艺平台自动化程度高,反应结果瞬间可知。康宁反应器开放的系统可以与众多PAT设备以及分析软件链接。可对工艺条件进行快速筛选,在短时间内建立强大的化合物库。


 

智能化软件

智能化合成离不开基于大数据的人工智能机器学习与药物学、医学和计算化学领域的专业技术的结合与发展。智能化软件的开发与应用也在不断发展:

2020年10月Science发布了国格拉斯哥大学Cronin 实验室开发的一个软件,可以将学术论文转化为可执行的程序,即实现了“文献进,产物出(Paper in, product out)”[2]

2020年11月默克集团正式宣布将选用某人工智能药物开发软件整合到默克集团药物发现项目中,以实现快速高效的药物设计。[3]

 

人才储备

人才是推动企业乃至整个行业高质量发展的关键。不断加强人才培养,补齐人才短板是推进药物研发与生产实现“智能合成”过程需要解决的重要问题。化学先进技术应用、智能制造装备升级、工业软件使用与维护、工业互联网与云平台技术的人才培养都是智能人才储备的重点

 

康宁助力智能化合成人才培养

连续流技术已经成为智能合成的技术手段之一。随着该技术的发展人才短缺的现象也日渐凸显,康宁反应器技术致力于与世界众多院校深入且广泛的合作,开发专门的连续流教学设备康宁星云NebulaTM化学和化工教学平台,并和高校教授一起开发连续流教学课程并取得了显著的效果。

综上合成智能化的脚步越来越近,不管是自动化合成平台的建设、软件的开发与应用还是人才的培养和储备都在日新月异地发展着。

 

 

 

康宁反应器技术愿与广大用户和朋友一起迎接合成智能化的到来!

 

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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