Доставка лекарств внутрь организма - сложный процесс. Соединения проходят через лабиринт водных растворов, липидных мембран и барьеров между кровью и тканями, такими как мозг. Исследование, опубликованное Американским институтом физики в публикации Journal of Chemical Physics, представляет собой теоретическую модель, которая точно предсказывает свободную энергию гидратации (HFE) самых разных органических соединений.
«HFE определяет растворимость и позволяет точно предсказать путь соединения в сложной среде», - говорит автор Максим Федоров из Института математики Макса Планка. «Например, при пассивном транспорте вы хотите знать, что соединение будет пересекать липидный слой и попадать в водную среду внутри клетки, а не возвращаться в окружающую водную среду."
К сожалению, HFE нелегко и быстро измерить, поэтому он доступен только для тысячи из 20 миллионов известных органических соединений. Стандартные методы прогнозирования неточны. В новой модели использовалась база данных примерно из 50 известных значений HFE для построения теоретической модели с использованием вычислительной термодинамики гидратации и химико-информационных методов. «Наши прогнозы точны и очень дешевы в вычислительном отношении: на ПК требуется всего 10-20 секунд», - говорит Федоров.
Конечная цель состоит в том, чтобы предсказать движение соединения в сложной среде и просмотреть большие базы данных соединений-кандидатов на желаемые характеристики. Помимо применения в фармацевтике, Федоров видит потенциальное применение в моделировании потоков сельскохозяйственных химикатов или промышленных загрязнителей в окружающей среде..