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摘要
Omega-3多不饱和脂肪酸(PUFA)，特别是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)，对健康有很多好处，包括降低患癌症和心血管疾病的风险。最近，离子液体(ILs)在微藻脂类提取中的应用克服了常见的缺点，并带来了其他一些好处。迄今为止，利用盲液提取微藻脂质特别是多脂肪脂肪酸的研究还非常有限。目前工作的目的是筛选潜在的可应用于EPA提取的ILs。在本研究中，利用导体样实际溶剂(COSMO-RS)筛选模型进行了快速盲降筛选，并对具有较高容量值的盲降进行了比较。结果表明，其中EPA提取能力最高是从352个筛选的阳离子/阴离子筛选出的[tam][SO4]。将该组合溶剂应用于萃取过程中，有望获得较高的EPA收率。与较大阴离子相比，含有小阴离子的离子具有更高的容量和更高的电荷密度，因此，它们更适合用于萃取目的。此外，在使用咪唑基IL时，更倾向于使用较短的烷基链阳离子，这与实验数据一致。
引言
omega-3多不饱和脂肪酸(PUFAs)，包括二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)提供的健康益处尤其值得社会关注，因为它可以降低癌症、自身免疫、心血管疾病、炎症疾病、囊性纤维化、神经功能紊乱、肠道疾病和精神疾病的风险。最近，EPA和DHA的主要来源都来自鱼类，但由于鱼油中含有大量的维生素a和D，长期摄入鱼油可能会导致维生素E缺乏. 本研究采用cosmo-rs作为筛选方法，筛选出最适合微藻中EPA固液提取的盲液组分。这项工作的目的是在不使用任何实验数据的情况下预测EPA萃取的无限容量值。
结果与讨论
EPA的化学结构及其sigma表面如图1所示。
图2和图3分别展示了sigma-profile and sigma-potential。与EPA分子定性描述相关的重要术语，包括氢键、极性和亲油性/亲水性，可以在COSMO-RS 3D筛选电荷分布(sigma表面)的帮助下可视化。
在298.15K下筛选咪唑、吡啶、吡咯吡啶、哌啶、四甲基铵五种阳离子基ILs与22种阴离子的相关容量值，结果如图4a-e所示。
但是，根据S=O的性质，可以认为S=O是EPA与OH形成氢键的良好质子受体(图5)，因此，氢键(S=O)是可以被接受的。H)正离子和阴离子对之间的离子强。
计算细节
根据密度泛函理论(DFT)，利用turbomole 6.3程序包对分子几何结构进行优化，使用Becke和Perdew (BP)泛函B88-86生成COSMO文件，该B88-86具有三zeta价和极化(TZVP)，并以单位标准近似(RI)分辨率作为基组。
本研究采用COSMO-RS方法筛选了352个ILs(22个阴离子-16个阳离子组合)，并计算了其相关容量值。选定的ILs(具有较高的容量值)打算作为溶剂应用于EPA提取。图6说明了以下筛选步骤，并因此选择适当的IL用于提取总EPA化合物。
总结
总之，基于本研究的结果，采用cosmo-rs方法筛选出适合微藻脂类提取的盲液。352种阳离子/阴离子组合中，提取EPA的能力最高的是[tam][SO4]，其次是[tam][BMPIP][SO4]
BIOVIA溶剂化化学模型提供以下应用的软件
(1) COSMOtherm
该模型包含三个COSMOtherm组件，使用COSMO-RS方法预测广泛的性质。
可以计算纯液体的性质，如密度、沸点、闪点、分配系数，以及混合性质，如汽液平衡、液液平衡、溶解度、蒸气压、活度系数等。在工作流环境中集成COSMOtherm提高了COSMO-RS方法的筛选潜力。
可以筛选大量溶质、溶剂或溶剂混合物的性质，例如药物在大量溶剂中的溶解度。
(2) COSMOconf
COSMOconf组件是一个conformer生成工具。您可以使用预定义的标准过程来为cosmors生成最相关的符合器，也可以使用您自己的过程。
(3) COSMOperm
这一成分预测了溶质通过生物膜的渗透性。您可以选择一套预先定义的膜系统或使用自己的膜。
(4) COSMOplex
该组件提供了COSMO-RS方法的COSMOplex扩展。可以用它来计算非均匀系统的性质，例如，界面张力或临界胶束浓度，或创建新的生物膜系统。
(5) COSMOquick
COSMOquick碎片化技术可作为cosmors计算的一种快捷方法。该组件还可以用于应用预定义的QSPR模型或计算唯一的化学描述符。
(6) TURBOMOLE
该模型提供了一个组件，您可以使用TURBOMOLE1®程序包执行量子化学计算。
(7) COSMO DATABASES
可以将COSMO数据库集成在Pipeline试点中使用。这适用于BIOVIA COSMObase以及您自己的自定义COSMO文件数据库。一个特殊的组件可用于复合数据访问。
(8) READERS AND UTILITIES
溶剂化化学组分模型提供了一对读者和实用程序。可以使用COSMO文件读取器和TURBOMOLE coord文件读取器来访问特定的文件格式。预调节器可以帮助您确保正确设置其他组件所需的相关属性。
北京泰科涉及行业
材料研发
基于BIOVIA Materials Studio材料设计平台，提供涉及电池、航空航天、国防军工、建筑、涂料涂层等多领域材料研发软件及综合解决方案。
药物研发
针对药物设计、药物研发等提供基于Discovery Studio、COSMOLOGIC等软件的ADME、构象比对、溶剂筛选、结晶、成盐、共晶筛选、稳定性、溶解度pKa、分配系数等性质的模拟预测软件及方案。
化工设计
面向精细化工、新能源、石油化工等领域提供精馏萃取催化剂设计、热力学性质（溶解度、粘度等）、提纯表面处理吸附等性质模拟软件平台及解决方案。
数据挖掘
基于Pipeline Pilot提供数据搜集、数据清洗、特征工程、机器学习、流程设计等多种数据挖掘综合解决方案。
一体化实验室
• 实验室信息管理
• 电子实验记录本/SOP执行
• 试剂耗材管理
• 仪器管理
• 数据管理
部分产品
量化材料类
• Crystal：固体化学和物理性质计算软件
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• Molcas：多参考态量软件
• Turbomole：快速稳定量化软件
• TeraChem：GPU上运行的量化计算软件
• Spartan：分子计算建模软件
数据分析类
• GelComparll：凝胶电泳图谱分析软件
• SimaPro：生命周期评估软件
• Unscrambler：完整多变量数据分析和实验设计软件
• CSDS：剑桥晶体结构数据库
• lCDD：国际衍射数据中心数据库
• ICSD：无机晶体结构数据库
• Pearson’s CD：晶体数据库
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