• شماره ركورد
    30141
  • پديد آورنده

    زينب سودايي

  • عنوان
    كاربرد هوش مصنوعي در پيش بيني حلاليت ساختارهاي دارويي با استفاده از متغيرهاي ديناميكي، ساختاري و خواص كوانتومي
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    شيمي
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1402/06/29
  • استاد راهنما
    سيد مجيد هاشميان زاده
  • دانشكده
    شيمي
  • چكيده
    حلاليت، يكي از چالش‌هاي اساسي در طراحي و توسعه دارو است كه بر موضوعاتي مانند فعاليت بيولوژيكي، كارآزمايي باليني، آزمايش سميت،‌ فارماكوكينتيك و فرمولاسيون مؤثر است. داروهاي خوراكي به دليل سهولت مصرف به عنوان گزينه اصلي در توسعه داروها مطرح هستند اما با اين حال مشكل اساسي در دوز خوراكي مربوط به فراهمي زيستي ضعيف آنها است كه شايع‌ترين علت آن حلاليت كم است. در زمينه تحقيق و توسعه دارو، شناخت و ارزيابي حلاليت مولكول‌هاي جديد مي‌تواند حجم كاري را با حذف تركيبات با خواص نامطلوب كاهش دهد. روش‌هاي تجربي و شبيه سازي ديناميك مولكولي از جمله راهكارهايي هستند كه به منظور تعيين حلاليت مورد استفاده قرار مي‌گيرند اما روش‌هايي زمان بر و گران بشمار مي‌روند. يادگيري ماشين، يكي از زير مجموعه‌هاي هوش مصنوعي است كه توانايي استنتاج و يافتن روابط ضمني از داده‌ها را به روش آماري دقيق و بدون اطلاع از مشكل دارد. در اين پژوهش با استفاده از الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين متنوعي از جمله: روش‌هاي رگرسيون خطي، درخت تصميم، جنگل تصادفي و روش‌هاي گروهي به پيش بيني حلاليت تركيبات دارويي با ماهيت اسيدي، بازي و خنثي از طبقه بندي ساختاري مختلف مانند پتريدين، تئوفيلين، باربيتورات و غيره همراه با ويژگي‌هاي كوانتومي، ديناميك مولكولي و ساختاري استخراج شده از محاسبات و مقالات، پرداختيم كه روش‌هاي گراديان تقويتي و جنگل تصادفي عملكرد خوبي در پيش بيني حلاليت ارائه دادند. به منظور ارتقا اين پروژه در آينده، با افزايش تعداد داروها و بهبود مجموعه داده قصد داريم از مدل‌هاي شبكه عصبي عميق براي پيش بيني دقيق تر استفاده كنيم و همچنين به بررسي تأثير كميت‌هاي ترموديناميكي بر حلاليت نيز بپردازيم.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1402/09/05
  • عنوان به انگليسي
    Applications of Artificial Intelligence for Predicting Drug Solubility via Integration of Dynamic, Structural, and Quantum Properties Variables
  • تاريخ بهره برداري
    9/19/2024 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    زينب سودايي

  • چكيده به لاتين
    Solubility is one of the fundamental challenges in drug design and development that affects topics such as biological activity, clinical trials, toxicity testing, pharmacokinetics, and formulation. Oral medications are considered as the main option in the development of drugs due to their ease of use, but however the basic problems of oral dosage are related to their poor bioavailability, the most common cause of which is low solubility. In the field of drug research and development, the recognition and eva‎luation of the solubility of new molecules can reduce the workload by removing compounds with undesirable properties. Experimental methods and simulation of molecular dynamics are among the solutions used to determine solubility, but the methods are time-consuming and expensive. Machine learning is a subset of artificial intelligence that has the ability to infer and find implicit relationships from data in a statistically accurate way without knowing the problem. The study used a variety of machine learning algorithms including linear regression methods, decision tree, random forest, and group methods to predict the solubility of pharmaceutical compounds of acidic, basic and neutral nature from various structural classifications such as pteridine, theophylline, barbiturate, etc. Along with quantum characteristics, molecular and structural dynamics extracted from calculations and papers. That boosting gradient and random forest methods provided good performance in predicting solubility. In order to improve this project in the future, we are going to use deep neural network models to make more accurate predictions and to examine the impact of thermodynamic quantities on solubility.
  • كليدواژه هاي فارسي
    يادگيري ماشين , شيمي محاسباتي , حلاليت , ديناميك مولكولي , مكانيك كوانتومي
  • كليدواژه هاي لاتين
    machine learning , computational chemistry , solubility , molecular dynamics , quantum mechanics
  • Author
    zeinab sodaei
  • SuperVisor
    seyed majid hashemianzadeh