晶云藥物最新引入的COSMOlogic軟件已正式投入使用，先進模擬軟件與晶云多年實驗研發(fā)經(jīng)驗相結(jié)合，共同助力高效藥物研發(fā)!
01 原理與應(yīng)用
COSMOlogic基于COSMO-RS (Conductor-like Screening Model - Real Solvents)和量子力學(xué)預(yù)測任意組份混合溶液的熱力學(xué)性質(zhì)，其基于量子化學(xué)計算的結(jié)果快速準(zhǔn)確，曾獲得多項世界挑戰(zhàn)賽冠軍，軟件研發(fā)中COSMO-RS的原始作者Andreas Klamt教授曾親自參與研發(fā)和理論創(chuàng)新。
在醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域，COSMOlogic適用范圍廣泛，可以用于預(yù)測多種熱力學(xué)性質(zhì)，包括：共晶篩選、溶解度、分配系數(shù)、pKa、活度系數(shù)、蒸氣壓等。
02 共晶篩選
近年來，共晶因其對候選化合物分子性質(zhì)的改善而受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。形成共晶可以有效調(diào)控藥物分子的溶解度、溶出速率、滲透性、引濕性、化學(xué)穩(wěn)定性等關(guān)鍵性質(zhì)。在機械性質(zhì)改善、味道掩蔽、乃至延長專利保護期方面，共晶同樣可以發(fā)揮作用。尤為重要的是，共晶中不同組分間通過氫鍵、范德華力、π-π相互作用等非離子力相互作用，為大量難以成鹽的中性候選化合物分子打開了性質(zhì)改善的大門。然而，可考慮與候選化合物分子形成共晶的配體(co-former)分子眾多，僅僅依靠實驗篩選，對于人力和物力都是較大的挑戰(zhàn)。
COSMOlogic的虛擬共晶篩選功能，作為人工篩選的補充，恰恰為提高共晶篩選效率提供了解決方案。通過對候選化合物API分子和數(shù)據(jù)庫中的大量配體分子進行配對計算，根據(jù)其過剩焓等性質(zhì)進行排序，用以評估API和配體形成共晶的可能性，從而為人工篩選提供指導(dǎo)，提高共晶篩選效率。
如上圖案例所示，為預(yù)測Roxadustat的共晶形成趨勢，首先對其進行了conformer search，進而與配體分子進行配對計算過剩焓Hex (反映配體與化合物形成共晶的傾向性)。與實際試驗結(jié)果相對比，過剩焓排在前5位的配體均成功形成共晶，表明此預(yù)測算法具有較高的準(zhǔn)確度。
03 溶解度預(yù)測
化合物在不同溶劑中的溶解度影響著反應(yīng)、分離、提純、結(jié)晶等多個過程的效果，其重要性不言而喻。然而，通過對成百上千的溶劑及多元溶劑組合進行溶解度測試從而選擇合適的體系進行反應(yīng)操作顯然成本高昂，COSMOlogic的溶解度預(yù)測功能則很好地將研發(fā)人員從大量的溶解度測試工作中解放出來。
通過對化合物API和雜質(zhì)在大量溶劑和多元溶劑組合中的溶解度預(yù)測，COSMOlogic可以輔助研發(fā)人員進行雜質(zhì)分離；不同溫度和溶劑配比下的溶解度，也可以指導(dǎo)結(jié)晶溶劑的選擇，為結(jié)晶工藝開發(fā)提出建議。
