BIOVIA COSMOplex
Tratamiento eficiente de sistemas autoorganizativos y biomembranas
Predicción rápida y precisa de sistemas inhomogéneos
BIOVIA COSMOplex es una metodología única que amplía COSMO-RS al régimen de los sistemas inhomogéneos, proporcionando acceso a una serie de propiedades físico-químicas. Con este enfoque, COSMOplex produce resultados normalmente generados por la dinámica molecular (MD), pero prácticamente sin coste alguno. COSMOplex se basa en la teoría de COSMO-RS que deriva el comportamiento termofísico de los líquidos a partir de cálculos mecánicos cuánticos de DFT.
Características principales
- Ensamblaje autoconsistente completo de moléculas sin introducción externa
- Distribuciones de especies neutras e iónicas
- Interfaces y superficies, p. ej., tensión interfacial y superficial (IFT)
- Concentraciones críticas de micelas (CMC)
- Microemulsiones, p. ej., puntos FISH, números equivalentes de alquilcarbono (EACN)
- Biomembranas como entrada para el módulo BIOVIA COSMOperm : coeficientes de partición log P (membrana:agua) y permeabilidad de la biomembrana dependiente del pH
- Micelas
- Interfaces y superficies
- Microemulsiones
- Biomembranas
Micelas
- Se pueden calcular concentraciones críticas de micelas para compuestos tensioactivos puros, con una buena concordancia con el experimento, e incluso mezclas de ellas.
- Al combinar el potencial químico de COSMO-RS con presiones atómicas, las moléculas tensioactivas se distribuyen en la caja de simulación hasta que se alcanza el equilibrio en una geometría determinada, p. ej., esférica o cilíndrica.
Interfaces y superficies
Gracias a su capacidad para simular sistemas inhomogéneos, COSMOplex también puede predecir el perfil de concentración en una interfaz líquido-líquido o gas-líquido e incluso la orientación media de las moléculas. El perfil de presión interna en la interfaz corresponde directamente a la energía interfacial. Mediante la aplicación de una función de correlación adicional, la tensión interfacial entre dos mezclas de líquidos se puede predecir de forma sencilla. Los líquidos pueden ser complejos e incluso contener tensioactivos.
Microemulsiones
- Los sistemas que contienen tensioactivos, como las microemulsiones, pueden manipularse con BIOVIA COSMOplex. Por ejemplo, la formación autoconsistente de fases de aceite, tensioactivo y agua en un sistema de microemulsión simulada con COSMOplex. El método puede calcular áreas transversales e incluso diagramas de puntos FISH complejos.
- El cálculo sistemático de un gran número de posiciones, orientaciones y conformadores da como resultado una distribución de probabilidad y, por lo tanto, un perfil de energía libre para los componentes de la microemulsión.
Biomembranas
BIOVIA COSMOplex puede generar estructuras biomembranas virtuales, p. ej., compuestas de fosfolípidos. Al combinar el potencial químico de COSMO-RS con presiones atómicas, las moléculas fosfolípicas se distribuyen en la caja de simulación hasta que se alcanza el equilibrio. El módulo BIOVIA COSMOperm puede predecir las propiedades de los solutos en estas biomembranas, p. ej., constantes de difusión, energías libres y coeficientes de partición.
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