晶云快讯 | COSMOlogic投入使用,助力药物研发
2022-10-17

晶云药物最新引入的COSMOlogic软件已正式投入使用,先进模拟软件与晶云多年实验研发经验相结合,共同助力高效药物研发!


01 原理与应用

COSMOlogic基于COSMO-RS (Conductor-like Screening Model - Real Solvents)和量子力学预测任意组份混合溶液的热力学性质,其基于量子化学计算的结果快速准确,曾获得多项世界挑战赛冠军,软件研发中COSMO-RS的原始作者Andreas Klamt教授曾亲自参与研发和理论创新。


在医药研发领域,COSMOlogic适用范围广泛,可以用于预测多种热力学性质,包括:共晶筛选、溶解度、分配系数、pKa、活度系数、蒸气压等。


02 共晶筛选

近年来,共晶因其对候选化合物分子性质的改善而受到业界的广泛关注。形成共晶可以有效调控药物分子的溶解度、溶出速率、渗透性、引湿性、化学稳定性等关键性质。在机械性质改善、味道掩蔽、乃至延长专利保护期方面,共晶同样可以发挥作用。尤为重要的是,共晶中不同组分间通过氢键、范德华力、π-π相互作用等非离子力相互作用,为大量难以成盐的中性候选化合物分子打开了性质改善的大门。然而,可考虑与候选化合物分子形成共晶的配体(co-former)分子众多,仅仅依靠实验筛选,对于人力和物力都是较大的挑战。


COSMOlogic的虚拟共晶筛选功能,作为人工筛选的补充,恰恰为提高共晶筛选效率提供了解决方案。通过对候选化合物API分子和数据库中的大量配体分子进行配对计算,根据其过剩焓等性质进行排序,用以评估API和配体形成共晶的可能性,从而为人工筛选提供指导,提高共晶筛选效率。

COSMOlogic投入使用_V1

如上图案例所示,为预测Roxadustat的共晶形成趋势,首先对其进行了conformer search,进而与配体分子进行配对计算过剩焓Hex (反映配体与化合物形成共晶的倾向性)。与实际试验结果相对比,过剩焓排在前5位的配体均成功形成共晶,表明此预测算法具有较高的准确度。


03 溶解度预测

化合物在不同溶剂中的溶解度影响着反应、分离、提纯、结晶等多个过程的效果,其重要性不言而喻。然而,通过对成百上千的溶剂及多元溶剂组合进行溶解度测试从而选择合适的体系进行反应操作显然成本高昂,COSMOlogic的溶解度预测功能则很好地将研发人员从大量的溶解度测试工作中解放出来。


通过对化合物API和杂质在大量溶剂和多元溶剂组合中的溶解度预测,COSMOlogic可以辅助研发人员进行杂质分离;不同温度和溶剂配比下的溶解度,也可以指导结晶溶剂的选择,为结晶工艺开发提出建议。



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