今天許多藥物都是作為粉末狀固體生產(chǎn)的，但要完全了解活性成分一旦進入體內(nèi)后的行為，科學(xué)家需要知道它們的確切原子水平結(jié)構(gòu)。例如分子在晶體中的排列方式直接影響化合物的性質(zhì)，例如其溶解性。因此研究人員正在努力開發(fā)能夠輕易識別微晶粉末晶體結(jié)構(gòu)的技術(shù)。一個由EPFL科學(xué)家組成的團隊現(xiàn)在已經(jīng)編寫了一個機器學(xué)習(xí)程序，可以在創(chuàng)紀錄的時間內(nèi)預(yù)測原子對外加磁場的反應(yīng)。這可以與核磁共振(NMR)光譜相結(jié)合來確定復(fù)雜有機化合物中原子的確切位置。這對制藥公司來說可能是巨大的利益，制藥公司必須仔細監(jiān)控他們的分子結(jié)構(gòu)以滿足病人安全的要求，研究發(fā)表在《自然通訊》上。
用人工智能高速飛行
博科園-科學(xué)科普：核磁共振波譜是一種著名、高效的探測原子間磁場和確定相鄰原子之間相互作用的方法。然而用核磁共振光譜法測定全晶體結(jié)構(gòu)需要非常復(fù)雜、耗時的量子化學(xué)計算——對于結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的分子幾乎不可能。但是EPFL開發(fā)的程序可以克服這些障礙，科學(xué)家們對他們的人工智能模型進行了結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中分子結(jié)構(gòu)的訓(xùn)練。EPFL工程學(xué)院計算科學(xué)與建模實驗室的主任，也是這項研究的合著者Michele Ceriotti說：即使是相對簡單的分子，這個模型也比現(xiàn)有的方法快近10000倍，而且當考慮到更復(fù)雜的化合物時，它的優(yōu)勢就會大大增加，要預(yù)測含有近1600個原子的晶體的核磁共振信號
技術(shù)什邡大約需要6分鐘如果采用傳統(tǒng)技術(shù)，同樣的壯舉將需要16年的時間。這個新程序?qū)⑹故褂猛耆煌姆椒ǔ蔀榭赡?，這將更快，并允許訪問更大的分子。這真的很令人興奮，因為在計算時間上的巨大加速度將允許我們覆蓋更大的構(gòu)象空間，并正確地確定結(jié)構(gòu)，這是以前不可能的。這使得當代大多數(shù)復(fù)雜的藥物分子觸手可及。該項目現(xiàn)在可以在網(wǎng)上免費獲得，任何人都可以上傳一個分子并在幾分鐘內(nèi)得到它的核磁共振簽名。
