麻省理工学院研究人员的跨学科团队发布了人工智能(AI)指导的机器人平台的详细信息,用于小分子有机化合物的流动合成。该论文于2019年8月9日发表在《科学》杂志上。
尽管有机小分子对许多学科(包括药物发现)都非常重要,但由于耗时的人工任务和冗长的设计-合成-测试迭代,合成路线的识别和开发将存在瓶颈。虽然实验室自动化是可行的,但是实验合成平台仍然需要专家化学家的手动配置。
在这篇出版物中,作者描述了一个平台的开发和使用,该平台结合了由人工智能驱动的综合计划,由移动化学和机器人控制的实验平台,以最大限度地减少从概念到制造的合成过程中对人类干预的需求。通过推广数百万个已发表的化学反应,并在计算机中验证,以最大化成功的可能性,提出一条合成路线。
其他实施细节由专家化学家确定,并记录在配方文件中,由模块化连续流平台执行,该平台由机械臂自动重新配置,以设置所需的单元操作并执行反应。
“自动化小分子合成的主要挑战之一是有机反应的多样性,以及难以找到支持多步合成的兼容反应条件。此外,创建一个可以支持温度、压力和反应条件范围的系统。化学兼容性带来了严峻的工程挑战,”科学出版物的第一作者之一、麻省理工学院前博士后研究员贾斯汀卢米斯博士说。
Lummiss和Dale Thomas(科学论文的另一位共同第一作者)正在使用人工智能指导的方法来解决Mytide Therapeutics中定制肽的合成和纯化方面的类似长期挑战。Mytide正在使用AI以真正自主的方式实现端到端的肽制造,包括优化的反应计划、顺序流程的修改和机器人的实时流程优化。
目前,homas和Lummiss在Mytide Therapeutics的工作重点是开发一个用于肽制造和发现新肽疗法的综合平台。人工智能指导的自动化平台旨在解决定制肽合成和纯化中的挑战。
“我们在Mytide开发的全自动平台通过掌握单一反应——酰胺键形成,简化了肽合成的挑战,”Mytide的联合创始人托马斯博士说。通过减少常规肽合成方法的合成多样性,我们已经能够解决合成和纯化中的长期挑战,并减少目前限制大规模肽生产药物产品的纯度瓶颈的障碍。
Thomas和Lummiss对他们目前的工作在Mytide的未来应用以及他们产生有意义影响的能力感到兴奋。他们在人工智能指导自动化和技术方面的进展推动了Mytide的最终目标,即加速发现和开发针对各种疾病的肽疗法,包括癌症治疗、感染性疾病和炎症性疾病。