XtalGazer^® CSP (Crystal Structure Prediction) では、「量子計算 / 分子計算を組み合わせた立体構造探索及び結晶構造予測」を行い、候補化合物のグローバルサーチによってあらゆる結晶多形を予測します。予測精度が高い量子計算、計算速度が速い分子計算を駆使し、それぞれを適材適所で使い分けることにより、両方のメリットである高精度かつ高効率な結晶構造予測を実現します。

Workflow

以下のフローに従い、あらゆる結晶多形を予測します。必要な情報は、候補化合物の 2D 構造（SMILES）のみです。

1. Input Molecule & Conformation Analysis
   目的分子の 2D 構造（SMILES）を入力することで、量子計算によるコンフォメーション解析を行い、全ての立体構造を探索
2. Force Field Training
   上記の量子計算と同程度の精度を示す力場パラメータのフィッティング（分子計算）
3. Crystal Structure Generation
   最適化された力場を使用し、高効率な結晶構造生成
4. Energy Ranking & Clustering
   分子計算で得られた全ての結晶構造に対し、半経験的手法、DFT 法を使用した “階層的ランキング法” により、安定的低エネルギー結晶構造の絞り込み
5. Energy Landscape
   絞り込まれた各結晶構造について、0K 下での分布や傾向の結果確認 XRD ピーク、Intensity テキストファイル、CIF ファイルのダウンロードも可能
6. Free Energy Trend
   0K~400K の温度依存的エネルギー変化の結果確認

Service / Software

元々受託サービスからスタートした XtalGazer^® CSP ですが、2024年からは製品ソフトウェアがリリースされ、機密情報等を外部に出さずに利用することが可能となりました。

ソフトウェアの使用イメージは以下からご確認ください。

Prediction Accuracy

Cambridge Crystallographic Data Center (CCDC) が 2024年に開催した第7回 CSP Blind Test では、世界中から 28 チームが参加。

• - 結晶構造が未開示な以下の 7つの課題化合物について、結晶多形や相対エネルギーの予測精度を審査
• - XtalPiは 7つ全てにおいて、実験的に得られた結果と一致する予測結果を取得

28チーム中の上位 2チームの一つにXtalPiが選出され、世界トップクラスの予測精度を証明

[参照]
XtalPi Crowned Champion at Global Crystal Structure Prediction Challenge（XtalPi 社ページ）

Advantage

Case Study

以下のケーススタディが、XtalPi 社ページに掲載されています。

• Accelerated Identification of the Most Stable Remdesivir Polymorph in 33 Days Using an Integrated Experimental and Computational Approach