Inovație pentru a învăța mașini AI pentru a dezvolta o bibliotecă chimică pentru detectarea medicamentelor

Oamenii de știință de la Universitatea Purdue folosesc modele de învățare automată pentru a crea noi oportunități pentru conductele de descoperire a medicamentelor. Credit: Universitatea Purdue / Gaurav Chopra

Răspuns multicomponent într-un singur pas cu interpretarea inovației de învățare automată pentru dezvoltarea bibliotecii chimice pentru descoperirea medicamentelor.

Învățarea automată este utilizată pe scară largă în științele chimice pentru proiectarea medicamentelor și a altor procese.

Modelele care sunt testate prospectiv pentru noi rezultate ale reacției și utilizate pentru a spori înțelegerea umană pentru a interpreta deciziile de reactivitate chimică luate de astfel de modele sunt extrem de limitate.

Inovatorii Universității Purdue au introdus scheme de flux de reactivitate chimică pentru a ajuta chimiștii să interpreteze rezultatele reacțiilor utilizând modele de învățare automată statistic robuste, instruite pentru un număr mic de reacții. Lucrarea este publicată în Hârtie organică.

„Dezvoltarea unor reacții rapide și noi este esențială pentru proiectarea bibliotecii chimice în descoperirea medicinei”, a spus Gaurav Chopra, profesor asistent de chimie analitică și fizică la Purdue College of Science. „Am dezvoltat un răspuns nou, rapid și multi-component (MCR) N-sulfoniluree care au fost utilizate ca un caz reprezentativ pentru instruirea generării de date pentru modelele de învățare automată, prezicerea rezultatelor răspunsului și testarea răspunsurilor noi într-o manieră orbește prospectiv.

„Ne așteptăm ca această lucrare să deschidă drumul în schimbarea paradigmei actuale prin dezvoltarea de modele exacte, ușor de înțeles de om, pentru a interpreta rezultatele reacțiilor care vor spori creativitatea și eficiența chimistilor umani pentru a descoperi noi reacții. chimice și pentru a îmbunătăți conductele organice și chimice ale procesului. ”

Chopra a spus că abordarea de învățare automată a echipei Purdue, interpretată de oameni, prezentată ca diagrame de reactivitate chimică, ar putea fi extinsă pentru a explora reactivitatea oricărui MCR sau a oricărei reacții chimice. Nu este nevoie de robotică la scară largă, deoarece aceste metode pot fi utilizate de către chimiști în timp ce fac teste de reacție în laboratoarele lor.

„Furnizăm primul raport al unui cadru care combină experimente rapide de chimie sintetică și calcule chimice cuantice pentru a înțelege mecanismul de reacție și modele puternice de învățare automată interpretabile statistic de oameni pentru a identifica modele chimice pentru predicție și testarea experimentală a reactivității eterogene a N-sulfonimilime ”, a spus Chopra.

Această lucrare este în concordanță cu alte inovații și cercetări de la Chopra Labs, ai căror membri ai echipei lucrează cu Biroul de comercializare a tehnologiei din cadrul Fundației de cercetare Purdue pentru a breveta mai multe tehnologii.

„Utilizarea de neegalat a unui model de învățare automată în generarea diagramelor de flux ale reactivității chimice ne-a ajutat să înțelegem diferitele reactivități utilizate în mod tradițional N-sulfonări în MCR ”, a declarat Krupal Jethava, un coleg postdoctoral la Chopra Laboratory, care a fost co-autor al lucrării. „Credem că lucrarea mână în mână cu chimiștii organici și calculatoarele va deschide o nouă cale de rezolvare a problemelor complexe de reactivitate chimică pentru reacții ulterioare în viitor”.

Chopra a spus că cercetătorii Purdue speră că munca lor va pregăti calea pentru a deveni unul dintre numeroasele exemple care vor arăta puterea învățării automate pentru dezvoltarea unei noi metodologii sintetice pentru proiectarea medicamentelor și nu numai în viitor. .

„În această lucrare, am încercat să ne asigurăm că modelul nostru de învățare automată ar putea fi ușor de înțeles de către chimiștii care nu sunt pricepuți în domeniu”, a declarat Jonathan Fine, fost student absolvent la Purdue, care era coautor al lucrării. „Credem că aceste modele au capacitatea de a fi utilizate nu numai pentru a prezice reacțiile, ci și pentru a înțelege mai bine când va apărea o anumită reacție. Pentru a demonstra acest lucru, am folosit modelul nostru pentru a ghida substraturi suplimentare pentru a testa dacă va apărea o reacție. “

Referință: „Mecanismul de reactivitate accelerată și modelul de învățare interpretativă a mașinii de N-sulfonare la reacții rapide multicomponente” de Krupal P. Jethava, Jonathan Fine, Yingqi Chen, Ahad Hossain și Gaurav Chopra, 19 octombrie 2020, Hârtie organică.
DOI: 10.1021 / acs.orglett.0c03083

Despre Purdue Research Foundation Technology Office Office

Biroul de comercializare a tehnologiei Purdue Research Foundation operează unul dintre cele mai cuprinzătoare programe de transfer de tehnologie între universitățile majore de cercetare din SUA Servicii furnizate de acest birou care susțin inițiativele de dezvoltare economică ale Universității Purdue și care beneficiază de activități academice universitare prin comercializare , licențierea și protecția proprietății intelectuale Purdue. Biroul s-a mutat recent la Centrul de convergență pentru inovare și colaborare din districtul Discovery Park, adiacent campusului Purdue. În anul fiscal 2020, biroul a raportat 148 de acorduri încheiate cu 225 de tehnologii semnate, 408 descoperiri primite și 180 de brevete americane emise. Biroul este condus de Fundația de Cercetare Purdue, care a primit premiul Universități pentru inovare și prosperitate economică 2019 pentru țară de la Asociația Universităților Publice și Granturilor Terenului. În 2020, IPWatchdog Institute l-a clasat pe Purdue pe locul trei în crearea startup-urilor și în top 20 pentru brevete. Fundația Purdue Research este o fundație privată, non-profit, creată pentru a avansa misiunea Universității Purdue.

Despre Universitatea Purdue

Universitatea Purdue este o instituție publică de cercetare care dezvoltă soluții practice la cele mai dificile provocări de astăzi. Clasată pe locul 5 cu cea mai inovatoare universitate din Statele Unite după US News & World Report, Purdue aduce cercetări în schimbare mondială și descoperiri în afara lumii. Angajat să învețe practic și online, în lumea reală, Purdue oferă o educație transformatoare pentru toți. Angajat pentru accesibilitate și accesibilitate, Purdue a înghețat școlarizarea și majoritatea taxelor la nivelurile 2012-13, permițând mai multor studenți ca oricând să absolvească fără datorii.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Modelul demonstrează similitudini în modul în care studiază oamenii și insectele

Modelul de calcul demonstrează similaritatea în cunoașterea împrejurimilor oamenilor și insectelor. Potrivit unui nou studiu de la Universitatea din Sussex, care arată cum oamenii pot...

Cum am creat „furtuna perfectă” pentru evoluția și transmiterea bolilor infecțioase, cum ar fi COVID-19

Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Anglia de Est, în majoritatea modurilor noastre, „furtuna perfectă” a fost creată pentru evoluția și transmiterea bolilor...

„Adezivul molecular” crește eficiența și face ca celulele solare perovskite să devină mult mai fiabile în timp

Cercetătorii au folosit „adeziv molecular” auto-asamblat monostrat pentru a consolida interfețele din celulele solare perovskite pentru a le face mai eficiente, stabile și fiabile....

Pastele plate sunt atât de avansate încât se formează în morfuri atunci când sunt fierte

Laboratorul CMU gestionează producția de paste, care își schimbă forma pe măsură ce gătește. Credit: Universitatea Carnegie Mellon Pastele plate ambalate creează ambalare, transport...

Oamenii de știință ai undelor gravitaționale Excelentă nouă metodă de rafinare a constantei Hubble – expansiunea și vârsta universului

O ilustrare a artistului unei perechi unificate de stele neutronice. Credit: Carl Knox, Universitatea OzGrav-Swinburne O echipă de oameni de știință internaționali, condusă de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.