BIOVIA COSMOplex
Traitement efficace des systèmes auto-organisés et des biomembranes
Prédiction rapide et précise des systèmes inhomogènes
BIOVIA COSMOplex est une méthodologie unique qui étend COSMO-RS au régime des systèmes inhomogènes, offrant un accès à une série de propriétés physico-chimiques. Grâce à cette approche, COSMOplex permet d'obtenir des résultats habituellement générés par la technique de dynamique moléculaire (MD), mais pratiquement sans coût. COSMOplex repose sur la théorie COSMO-RS qui dérive le comportement thermophysique des liquides à partir de calculs DFT en mécanique quantique.
Fonctionnalités clés
- Assemblage complet et homogène des molécules sans nécessiter de données d'entrée externes
- Distributions d'espèces neutres et ioniques
- Interfaces et surfaces, par ex. tension interfaciale et superficielle (IFT)
- Concentration micellaire critique (CMC)
- Microémulsions, par ex. diagramme de fish, nombre EACN (nombre d'atomes de carbone de l'alcane équivalent)
- Biomembranes comme données d'entrée pour le module BIOVIA COSMOperm : log P de coefficient de partage (membrane:eau) et perméabilité de la biomembrane liée au pH
- Micelles
- Interfaces et surfaces
- Microémulsions
- Biomembranes
Micelles
- Il est possible de calculer la concentration micellaire critique de composés tensioactifs (surfactants) purs, selon une bonne concordance avec l'expérience, et même de mélanges de ces composés.
- En associant le potentiel chimique de COSMO-RS aux pressions atomiques, les molécules du tensioactif se répartissent dans la boîte de simulation jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint dans une forme géométrique donnée (sphérique ou cylindrique, par exemple).
Interfaces et surfaces
En raison de sa capacité à simuler des systèmes inhomogènes, COSMOplex peut également prédire le profil de concentration au niveau d'une interface liquide-liquide ou gaz-liquide, et même l'orientation moyenne des molécules. Le profil de pression interne au niveau de l'interface correspond parfaitement à l'énergie interfaciale. En appliquant une fonction de corrélation supplémentaire, il est ainsi possible de prédire directement la tension interfaciale entre deux mélanges liquides. Les liquides peuvent s'avérer complexes et même contenir des tensioactifs.
Microémulsions
- BIOVIA COSMOplex permet de manipuler des systèmes contenant des tensioactifs tels que les microémulsions. Par exemple, il est possible de simuler la formation homogène des phases d'huile, de tensioactif et d'eau dans un système de microémulsions avec COSMOplex. Cette méthode permet de calculer les coupes transversales et même des diagrammes de fish complexes.
- Le calcul systématique d'un grand nombre de positions, d'orientations et de conformeurs génère une distribution de probabilités et, de ce fait, un profil d'énergie libre pour les composants de microémulsions.
Biomembranes
BIOVIA COSMOplex permet de générer des structures de biomembrane virtuelles, par exemple, composées de phospholipides. En associant le potentiel chimique de COSMO-RS aux pressions atomiques, les molécules des phospholipides se répartissent dans la boîte de simulation jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint. Le module BIOVIA COSMOperm est capable de prédire les propriétés des solutés dans ces biomembranes, par exemple les constantes de diffusion, les énergies libres et les coefficients de partage.
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