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ハンセン溶解度パラメータ・ソフトウエアー(HSPiP)の購入方法とインストール

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Last Update
09-Jun-2017

HSPトップページ:医薬品、香り,化粧品,味

2011.11.17

HSPiP Team Senior Developer, 非常勤講師 山本博志

 

HSPiPの概要 2012.1.22

Ver.4の販売に合わせ、HSPiPの概要の記事をアップしました。購入すると、どんな事ができるのか、概要を知りたい場合はこちらをお読みください。

HSPiP ver. 4から、パワーツールとしてHTML5のプログラムが付属します。どのような機能が追加されるか、開発中の機能にはどんなものがあるか? パワーツールのページヘお立ち寄りください

PowerToolは2017.5サポートが終了しました。機能がver.5に統合されたのがその理由です。今後のバージョンアップ、サポートはありませんのでご了承ください。

Mol(SDF)ファイルを読み込みHSPを計算するプログラム。

HSPと化学工学:HSPのデータベース構築と推算式の開発の紹介記事をアップしました。化学工学の中でのデータ処理、統計解析の必要性について、参考になればと思います。

EACN (アルカン炭素数との等価性) とHSP:equivalent alkane carbon numberは次元のない数値でオイルの”疎水性”を示している。このパラメータは、界面活性剤/オイル/水(SOW)システムから形成されるエマルジョンのタイプと安定性を決定する重要なパラメータだ。香水、化粧品、医薬品、ポリマーの乳化重合などへの応用に大きなインパクトを与える。

経皮吸収型ドラッグデリバリーシステム(TDDS: Transdermal Drug Delivery System):気管支ぜんそく薬など胸にパッチをあてて薬を経皮で送り込むシステムにHSPがどのように役に立つか検証してみた。HSPだけでなく表面張力も大事という意外な結果になった。

アセトアミノフェンの定量的溶解性:Paracetamolは解熱鎮痛薬の一つで、軽い発熱や頭痛などに用いられる医薬品だ。 これがどのような溶媒にどのくらい溶けるかをHSPを使って定量的に解析を行った。アセトアミノフェンと特異的に相互作用する溶媒があることがわかった。

ヒスタミン受容体拮抗剤:N-カルバモイルアミジン誘導体のH2-遮断活性と分子の置換部位のHSPを検討した。レセプターのHSPを決定したところ、置換部位のHSPと近いものほど活性が高いことが確認された。さらに活性に与える影響の大きい物性として、分子体積、logBCF(生物濃縮性)、表面張力などが見つかった。

共結晶形成剤インドメタシンと共結晶を作る共結晶形成剤について。HSPが似ている形成剤は共結晶を作りやすい。融点を低下させる特徴は、分極項(dP)からくる事が示唆された。自由混合ではない、結晶中ではdP項は反発を意味して融点を低下させているようだ。

化合物の皮膚透過速度:ある化合物がそのくらい皮膚を透過しやすいか? は経皮吸収薬を設計する上で非常に重要だ。意外な事に分子の大きさは余り効いていない。重要なのは皮膚のHSPと化合物のHSPの距離であった。次に重要なのはどんなパラメータであろうか?

吸入麻酔薬の麻酔強度とハンセン溶解度パラメータ:吸入麻酔薬の麻酔の強さ、最小肺胞濃度(MAC: minimum alveolar concentration)と分子構造の相関を検討した。意外にも溶解度パラメータが大きな役割を果たしている事が分かった。この取り扱いは通常のハンセンの3次元空間での位置だけではなく、YMBをうまく利用する必要がある。

V.2からV.3へのアップデートによるHSP推算結果を、てんかん薬を例に説する。V3では窒素原子の取り扱いがより精密になり、誤認識することも減った。また、推算値の妥当性をHPLCのデータと比較することによって検証を行った。

医薬品の残留溶媒についてハンセン溶解度パラメータ(HSP)と医薬品の残留溶媒:医薬品を合成するようの溶媒は注意が必要だ。それは溶媒が医薬品に取り込まれたまま人体に直接投入されかねないからだ。それでは、安全性が確認されている溶媒群(Class3)の、組み合わせと混合比率を変えて、その医薬品を溶解する混合溶媒を設計できないだろうか?我々の提案はHSPを使うことだ。混合溶媒のペアを選び出し、その混合比率を答えてくれるソフトウエアーはHSPiPだけだろう。同じことではあるが、NMR測定用の重溶媒を組み合わせ、混合比率まで求めたい時にもHSPは有効だ。

残留溶媒のGC分析医薬品を合成する用の溶媒に関して、どんな溶媒を使うべきか、使うのが好ましくない溶媒はどんなものがあるかを定めた、ICHの勧告がある。使うのが好ましくない、Class1とClass2の溶媒は、医薬品の中に残留しないように厳しい管理が必要とされる。その管理にはガスクロが使われることが多い。ガスクロのリテンション・インデックスと溶媒のHSPの関係を解説するここではAgilent Technologiesのテクニカルデータシートを ハンセン溶解度パラメータ(HSP) を使って解析した。

タミフルの溶解度パラメータについてH1N1の抗ウイルス薬の溶解度パラメータをまとめてみた。これらの抗ウイルス薬が、もしウイルスの特定部位に溶解しやすいから何かしらの作用を与えているのなら、意外にも多様性は低いようだ。HSPが似たものは似た溶解性を示す。逆も真なりで、薬剤耐性を持ったウイルスは、似たようなHSPをもつ薬剤にはやはり耐性を持つ?? こうした抗ウイルス薬と同じHSPを持つ化合物をデータベースから探してみた。
タミフル耐性菌はペラミビルにも耐性をもつ(新聞発表:2010.9.23)。 ハンセン溶解度パラメータ(HSP) からこの現象を見ると。

コレステロール系胆石の溶解コレステロール系遺残結石に対する直接溶解剤としてのテルベン系製剤に関する研究の論文があった。テルペン系の化合物がコレステロールを良く溶解するとあるが、その論文の中で何故テルペン系の化合物の溶解力が高いのかを、筆者は"錬金術の時代から言われている「似たものは似たものに溶ける」という言葉でしか説明することができない"と記載している。これをHSPを用いて解析する。

配糖体化合物のHSP薬の中には配糖体を持つものがある。これは薬効成分自体は水に溶けにくく吸収しにくいが、グルコースがくっついているために溶解性が向上していると考えられる。このような2面性を持つ化合物を溶解度パラメータを使って解析する方法を紹介する。このようなときは、全体だけでなく部分ごとの ハンセン溶解度パラメータ(HSP) を見るのも大事だ。オリゴマーなど中規模分子を扱う時にも参考にしていただきたい。

LD50(うさぎ、皮膚)とハンセン溶解度パラメータ(HSP):毒物が体内に入る時には、どこかで生体膜を透過しなくてはならない。皮膚を介した透過と胃や腸を介した透過で毒性はどう違うのだろうか?うさぎの皮膚を介した毒性評価は、データが最も豊富であったのでこれを用いて、皮膚に対する溶解度を手がかりに検討をおこなってみた。

CACO-2透過度とハンセン溶解度パラメータ(HSP):ある化学物質が生体膜を透過するときのことを考えると、膜への溶解度の大小が透過度を決める最初のステップになっていると考えられる。しかし、logPやlogSとは相関が無い。HSPを使ったQSPR式もいろいろ検討したが、あまり成功しなかった。自己組織化マップを使うと定性的ではあるが、マッピングが可能であった。

サルファ剤とハンセン溶解度パラメータ(HSP):抗菌剤のHPLCによる一斉分析の結果を入手した。これまでのHSPを使ったHPLCのリテンションタイムのシミュレーションと比べると結果は良くない。スルフォアミドのパラメータが無いことに由来するのか、もともとアミン化合物の液液抽出は精度が出ないことに由来するのか残念な結果であった。環サイズの非常に大きな化合物はHSPの推算も含め精度が出ないことが確認された。

コンピュータによる香りの設計香りとハンセン溶解度パラメータ(HSP):カルフォニア工科大学で行われている、”人工の鼻”プロジェクトでは、ある香り物質が、あるポリマーに溶解し膨潤したときに、その膨潤の度合いを電気信号に変換し匂いを検出する。そのようなポリマー電極を数種類用意し、ニューラルネットワークを用いて電気信号のパターンから香りを判別する。それでは、どのようなポリマー電極を用意すればいいだろうか? 花の香りのHSPを自己組織化マップすることによって、ポリマーのHSPを検討してみた

ハンセン溶解度パラメータ(HSP)とマタタビハンセン溶解度パラメータ(HSP)とまたたび:猫がまたたびの匂いを嗅ぐとフレーメン反応(酔っぱらったような反応)をする。これは猫の鼻にあるヤコブソン器官が刺激されるからと説明されている。これを化学品がレセプターへ溶解するといった観点から、他の化合物について考察を行った。実際の匂いという感覚は溶解度だけで決まるわけでは無いだろうが、最初のスクリーニングにはHSPは有効ではないだろうか? 昆虫の誘因剤、忌避剤などへも応用可能。

ハンセン溶解度パラメータ(HSP)と蚊の忌避剤:ねこの大好きなマタタビを蚊が嫌うなら,他にどんな匂いが嫌いなのだろうか? 蚊の嫌いな匂いをまとめてみると、あるHSPの領域の匂いが嫌いであることがわかる。こうした化合物の蒸気圧なども考慮に入れ解析を行ってみる。最新の特許も含めて紹介する。蚊が媒介する病気を減らすために、食べ物はどんな工夫が可能であろうか? 溶解度パラメータの応用例の一つだ。第一三共ヘルスケアが経口,蚊の忌避剤を開発(新聞発表2010.8.27)
蚊の忌避剤とマタタビに関して海外から話が舞い込んできた。天然ハーブの応用だ。楽しみな展開になってきた。

ゴキブリの誘引剤特許に記載のゴキブリの誘引剤を調べてみた。HSPは似た領域に来ることがわかった。また、ゴキブリのフェロモンに近いHSPをもつ、香料系の誘引剤もあった。そうした誘引剤は部屋の中に置くことになるのだろうから、アレルゲンの試験は必須だろう。

TiO2化粧品用の酸化チタンの表面修飾とハンセン溶解度パラメータ(HSP):顔料などの無機物をHSPで扱う時の基本的な方法をTiO2系顔料で説明する。顔料は溶媒中に入れても溶解もしないし、膨潤もしない。そのような時には、例えば懸濁安定性で溶媒を2つのカテゴリーに分け、Sphereプログラムを使いHSPを決定する。表面修飾のやり方によってHSPがどう変化し、懸濁安定性がどうなるか理解する。

辛みこの辛みというのは実は味では無いらしい。感覚的には痛みに属するらしい。味であれ痛みであれ、味蕾だかなんだかのレセプターに、化学物質が溶けこんでくるので刺激として認識出来るのであろう。このレセプターに対する溶解性をHSPを用いて解析してみた。HSPだけではどうも説明できないようだ。また、辛くはないが、脂肪燃焼作用のある化学物質の溶解度パラメータを解析してみた

アレルゲン
アレルギー性物質の溶解性。様々な食品、化粧品でアレルゲンを除去、低減したものが開発されている。化粧品のアレルゲンの一覧を入手した。似たものは似たものを溶かすというハンセンの溶解度パラメータの考え方からすれば、あるアレルゲンは、そのHSPベクトルが似たレセプターに溶解する。各アレルゲンのHSPを決めてみたそしてそのHSPをSOMを使って自己組織化し、似たHSPをもつアレルゲンはどんな特徴を持つのか解析した。

悪臭嗅覚細胞があるHSPを持っていたとすると、そのHSPと似たHSPを持つ化合物はその嗅覚細胞に溶けやすいのではないか?という考え方がある。HSPでは溶解までしかわからないが、悪臭、松茸の香り、加齢臭などをHSPを使って解析してみた。言語化、数値化しにくい匂いをコンピュータで理解するひとつの方法としてHSPを提案する。

匂いエビネの揮発性分の解析ヘッドスペースーマイクロ固相抽出ーGC−MS法による解析とハンセン溶解度パラメータ(HSP)法によるガスクロ・リテンション・インデックス・シミュレーションの比較。HSPiPを使えば分子構造だけから、このようなシミュレーションが可能となる。

界面活性剤とハンセン溶解度パラメータ(HSP):界面活性剤の重要な指標であるHLBは、HSPとは全く相関がなく、logPと同様に単なる体積を示す指標だ。臨界ミセル濃度(CMC)や会合数もHSPとは関係ない。界面活性剤が安定なミセルを作った後に、そのミセルに何かが溶解する、その時にこそHSPが関与してくるのだろう。

ハンセン溶解度パラメータ(HSP)と発がん性発がん性化合物のハンセン溶解度パラメータ(HSP):芳香族の多塩素置換体はPCB化合物とも呼ばれ、その非分解性と毒性が問題となっている。しかし、ある化合物は高い発がん性を示すのに、ある物は発がん性がない。どのような違いがあるのか、ハンセンの溶解度パラメータと自己組織化ニューラルネットワーク、SOMを使って解析を行ったまた環境関連の物性値の推算精度を検証した。

ハンセン溶解度パラメータ(HSP)と環境ホルモン環境ホルモン、内分泌撹乱作用を有すると疑われる化学物質67化合物について、HSPを計算した。またHSPと分子体積を入力に用いて、これら67種類の化合物を自己組織化分類を行った。大まかには6種類の分類になった。また新しいHSPiPを用いて、これらの化合物の環境影響関連の物性値を計算し実験値と比較検証を行った。

 

電子書籍の要約版(マックによる機械要約)

Chapter 14 Skin deep (HSP and Skin Absorption)
e-Book: 第14章 お肌の奥深く

 ある化学品が肌にどれだけ深く浸透するかを知る事は重要だ。肌のHSPをもとに予測を試みる。

Chapter 16 It’s your call (Rational Selection of Chemical Protective Gloves)
e-Book: 第16章 あなたが決めてください

 非常に高い細胞毒性のある薬を安全に扱うことを事のできる手袋を病院のスタッフに推薦するとしたらどれを勧めますか?

Chapter 20 Cleaning by numbers (HSP for Surfactants)
e-Book: 第20章 指標による洗浄

 界面活性剤はものすごくたくさんの種類があり、選択するのが大変だ。そこでHLB、アニリン数、KB値などの多くの指標がある。しかしあまり科学的とは言えない。そこでHSPとHLBの関係を示し、洗浄の指標を示す。

Chapter 22 Noses artificial and natural (HSP for Sensors Both Artificial and Live)
e-Book: 第22章 人工の鼻、自然の鼻

 においという感覚は未だにミステリーに満ちている。しかしこの分野にもHSPは重要な役割を果たしていると示され始めている。

Chapter 23 Attacking DNA (HSP for DNA , Drugs, and Biological Membranes Compared)
e-Book: 第23章 DNAへの攻撃

 化合物の毒性は作用機構によって全く異なる。しかし、(例えば経皮毒性は)化合物が細胞膜にとけ込んでDNAにたどり着く必要があるので、そうした場合にはHSPが重要になってくる。

Chapter 24 HSP for Pharma and Cosmetic applications
e-Book: 第24章 医薬品と化粧品への応用

医薬品や化粧品成分のHSPを知れば、それらのDNA、皮膚などのとの一般的な生体適合性を、合理的にとことんまで考えることができる。 溶液中で重要な成分を保持するとか、望むのであれば、ある成分だけが素早く蒸発するとか、例えば、表面に濃縮するとかを理解するのに役立つ。

 

 

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