[發(fā)明專利]一種基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)熒光小分子光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110636186.X
• 申請(qǐng)日: 2021-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113380337A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)玲慧;嚴(yán)佳奇;苗曉曄;劉悅;邵瑾寧;吳洋洋;廖佳宇;嚴(yán)澤伊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G16C20/30
• 分類(lèi)號(hào): G16C20/30;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)熒光小分子光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

收集不同母核的有機(jī)熒光小分子的結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)溶劑信息，并計(jì)算有機(jī)熒光小分子及其檢測(cè)溶劑的特征信息，構(gòu)建獲得自主有機(jī)熒光小分子數(shù)據(jù)庫(kù)；其中，所述有機(jī)熒光小分子及其檢測(cè)溶劑的特征信息包括分子描述符和\或一種或多種分子指紋。

采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)或卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)構(gòu)建有機(jī)熒光小分子光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)模型，其中，模型的輸入為有機(jī)熒光小分子及其檢測(cè)溶劑的特征信息，輸出為預(yù)測(cè)的有機(jī)熒光小分子的光學(xué)性質(zhì)，利用構(gòu)建的自主有機(jī)熒光小分子數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過(guò)優(yōu)化模型輸出的預(yù)測(cè)值與真實(shí)值平均相對(duì)誤差(MRE)訓(xùn)練模型；

將待預(yù)測(cè)有機(jī)熒光小分子及其檢測(cè)溶劑的特征信息輸入訓(xùn)練好的有機(jī)熒光小分子光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)其光學(xué)性質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)熒光小分子光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于：光學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)包括最大吸收波長(zhǎng)、最大發(fā)射波長(zhǎng)、吸光系數(shù)和量子產(chǎn)率等，所述有機(jī)熒光小分子的結(jié)構(gòu)母核包括氟硼二吡咯(BODIPY)、花青素(cyanine)、羅丹明(rhodamine)、方酸(squaraine)、香豆素(coumarin)等。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)熒光小分子光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于：預(yù)測(cè)的有機(jī)熒光小分子的光學(xué)性質(zhì)為有機(jī)熒光小分子的最大吸收波長(zhǎng)，則模型的輸入為有機(jī)熒光小分子及用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)有機(jī)熒光小分子最大吸收波長(zhǎng)的溶劑的特征信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)熒光小分子光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于：獲得訓(xùn)練好的有機(jī)熒光小分子光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)模型后，還包括如下步驟：

1)對(duì)模型進(jìn)行10次十折交叉驗(yàn)證，優(yōu)化模型超參數(shù)；

其中對(duì)模型進(jìn)行10次十折交叉驗(yàn)證的測(cè)試集為樣本外測(cè)試集。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)熒光小分子光學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于：計(jì)算有機(jī)熒光小分子及其實(shí)驗(yàn)溶劑的特征信息，具體方法為：

利用RDkit計(jì)算各個(gè)熒光分子和所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溶劑的分子描述符；

利用RDkit計(jì)算各個(gè)熒光分子和所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溶劑的摩根指紋；

利用ChemDS計(jì)算各個(gè)熒光分子和所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溶劑的MACSS指紋。