自動(dòng)化合成平臺(tái)

2020年SRI International 公司 SRI Biosciences 部門(mén)的戰(zhàn)略官 Nathan Collins 等人報(bào)道了一種全自動(dòng)多步合成平臺(tái)AutoSyn，在幾小時(shí)內(nèi)合成從毫克到克級(jí)幾乎任何類(lèi)似藥物的小分子[1]。該系統(tǒng)由以下四部分組成：

可選擇的流動(dòng)化學(xué)單元操作模塊和試劑輸送系統(tǒng)組成的固定配置合成平臺(tái)

在線(xiàn)分析監(jiān)測(cè)、控制和數(shù)據(jù)采集設(shè)備

集成軟件控制系統(tǒng)，自動(dòng)化端到端過(guò)程操作和監(jiān)控

合成路線(xiàn)測(cè)繪工具，標(biāo)識(shí)多步流路徑與控制參數(shù)，創(chuàng)建一個(gè)完整的電子合成工藝

 研究者應(yīng)用該系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)合成伊馬替尼。合成過(guò)程分為4個(gè)步序：

 
  A.輸入合成伊馬替尼的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)路線(xiàn)；

B.自動(dòng)給出每一步的參數(shù)，從設(shè)備組成中選出合適的反應(yīng)器以及各試劑的濃度和流速；

C.圖形界面展示出工藝流程圖、設(shè)備以及相關(guān)的控制參數(shù)；

D.給出NMR和LC-MS的分析結(jié)果

康寧一體化合成平臺(tái)

真正實(shí)現(xiàn)智能化藥物合成還有很長(zhǎng)的路要走。

康寧專(zhuān)注于微反應(yīng)技術(shù)的創(chuàng)新，同時(shí)與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)緊密合作，打造“微反應(yīng)+微分離+在線(xiàn)檢測(cè)”- 連續(xù)化學(xué)反應(yīng)快速篩選平臺(tái)。該工藝平臺(tái)自動(dòng)化程度高，反應(yīng)結(jié)果瞬間可知。康寧反應(yīng)器開(kāi)放的系統(tǒng)可以與眾多PAT設(shè)備以及分析軟件鏈接。可對(duì)工藝條件進(jìn)行快速篩選，在短時(shí)間內(nèi)建立強(qiáng)大的化合物庫(kù)。

智能化軟件

智能化合成離不開(kāi)基于大數(shù)據(jù)的人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)與藥物學(xué)、醫(yī)學(xué)和計(jì)算化學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)的結(jié)合與發(fā)展。智能化軟件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用也在不斷發(fā)展：

2020年10月Science發(fā)布了國(guó)格拉斯哥大學(xué)Cronin 實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一個(gè)軟件，可以將學(xué)術(shù)論文轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的程序，即實(shí)現(xiàn)了“文獻(xiàn)進(jìn)，產(chǎn)物出（Paper in, product out）”[2]

2020年11月默克集團(tuán)正式宣布將選用某人工智能藥物開(kāi)發(fā)軟件整合到默克集團(tuán)藥物發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中，以實(shí)現(xiàn)快速高效的藥物設(shè)計(jì)。[3]

人才儲(chǔ)備

人才是推動(dòng)企業(yè)乃至整個(gè)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。不斷加強(qiáng)人才培養(yǎng)，補(bǔ)齊人才短板是推進(jìn)藥物研發(fā)與生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)“智能合成”過(guò)程需要解決的重要問(wèn)題。化學(xué)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用、智能制造裝備升級(jí)、工業(yè)軟件使用與維護(hù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與云平臺(tái)技術(shù)的人才培養(yǎng)都是智能人才儲(chǔ)備的重點(diǎn)

康寧助力智能化合成人才培養(yǎng)

連續(xù)流技術(shù)已經(jīng)成為智能合成的技術(shù)手段之一。隨著該技術(shù)的發(fā)展人才短缺的現(xiàn)象也日漸凸顯，康寧反應(yīng)器技術(shù)致力于與世界眾多院校深入且廣泛的合作，開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的連續(xù)流教學(xué)設(shè)備康寧星云NebulaTM化學(xué)和化工教學(xué)平臺(tái)，并和高校教授一起開(kāi)發(fā)連續(xù)流教學(xué)課程并取得了顯著的效果。

綜上合成智能化的腳步越來(lái)越近，不管是自動(dòng)化合成平臺(tái)的建設(shè)、軟件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用還是人才的培養(yǎng)和儲(chǔ)備都在日新月異地發(fā)展著。

康寧反應(yīng)器技術(shù)愿與廣大用戶(hù)和朋友一起迎接合成智能化的到來(lái)！

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>