A Deep Generative Model Enables Automated Structure Elucidation of Novel Psychoactive Substances
Notice bibliographique
Résumé
Over the past decade, the illicit drug market has been reshaped by the proliferation of clandestinely produced designer drugs. These agents, referred to as new psychoactive substances (NPSs), are designed to mimic the physiological actions of better-known drugs of abuse while skirting drug control laws. The public health burden of NPS abuse obliges toxicological, police, and customs laboratories to screen for them in law enforcement seizures and biological samples. However, the identification of emerging NPSs is challenging due to the chemical diversity of these substances and the fleeting nature of their appearance on the illicit market. Here, we present DarkNPS, a deep learning-enabled approach to automatically elucidate the structures of unidentified designer drugs using only mass spectrometric data. Our method employs a deep generative model to learn a statistical probability distribution over unobserved structures, which we term the structural prior. We show that the structural prior allows DarkNPS to elucidate the exact chemical structure of an unidentified NPS with an accuracy of 51%, and a top-10 accuracy of 78%. Our generative approach has the potential to enable de novo structure elucidation for other types of small molecules that are routinely analyzed by mass spectrometry.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».