案例摘要：诺华（Novartis）AXS 核磁共振小组的 Emine Sager 与化学结构研究（CSI）小组的 Dorina Kotoni 分别分享了 ACD/Labs 软件在结构解析与验证中的实践：开放核磁工作流程中产生的所有一维 ¹H/¹³C 数据经 NMR Workbook Suite 的 ASV 统一处理；人工平均需 20 分钟的结构验证，ASV 完全验证仅需 1–2 分钟，即使需要少量手动修正也只需约 5 分钟。试点后经过约 2.5 年训练优化，软件完全验证率提升至约 65%，节约的人工成本约 50%，让 NMR 专家得以投入更复杂的结构解析任务。团队同时利用 Luminata 整合杂质知识库，为工艺优化决策提供支撑。
诺华 AXS 核磁共振小组肩负多项关键职责：监管核磁谱仪及其工作流程、负责数据管理系统（ADMS）的管理与访问权限管控、为优化实验条件和参数提供专业支持、监督自动结构验证（ASV）流程的执行，以及撰写专业的结构验证报告，为合成化学家的科研工作提供支持。此外，针对特殊项目需求，团队还提供定制化高级分析服务，涵盖构象与 3D 结构解析、RNA 及肽类/RLTs 分析、蛋白-配体相互作用研究等前沿领域。
繁重的工作使团队迫切需要专业、准确的自动化工具，把核磁专家从耗时的重复性工作中解放出来，投入更需要专业知识的任务。
AXS NMR 小组管理着 15 台核磁仪器，其中 8 台开放给化学家使用：4 台配备高度自动化的 Lab2Lab 装置，化学家可借助气动管系统将样品从自己的实验室直接传输至其他大楼的核磁仪器；另外 4 台采用人工送样，灵活性更高但耗时且存在人为失误风险。无论哪种送样方式，开放仪器产生的所有一维 ¹H 和 ¹³C NMR 数据，都会通过 NMR Workbook Suite 的 ASV 功能进行统一处理。
开放系统的用户来源各异、样品多样化（交换现象、浓度、分子大小差异显著）。为了在高效运行的同时保证高质量谱图输出，诺华应用了一个内部脚本：采集一维 ¹H NMR 谱后自动计算信噪比（S/N），再据此确定 ¹³C 及二维实验的最佳参数设置。
ASV 完成数据收集和分析后，原始数据、处理后的数据以及 ASV 生成的结果报告会自动反馈给化学家，便于查阅、分析或进一步处理。
为了解 ASV 在开放环境下的运行效果，团队调查了某一天运行的所有样本：共 116 个样本，涵盖从简单一维氢谱到全套二维实验，分子量范围 126–1168 Da，含 F、P 杂原子及各种杂环。
对两个假阳性样本的研究显示：一个是含对应结构成分的混合物（仅采集了 ¹H NMR，对应峰被正确识别归属）；另一个是溴化反应位置异构体错误（虽记录了 ¹H 和 COSY 谱，但按化学家提交的设置，COSY 谱未纳入 ASV 验证流程）。
假阴性比例虽高，但不必担忧——假阴性只是未能识别出正确结构，而不是给出错误的结构指向，不太可能误导化学家。团队确定了 45 个假阴性结果的成因分布：
此外，复查假阴性结果比从原始数据手动验证结构快得多。Emine Sager 表示："我们一直建议我们的化学工作者将 ASV 用作辅助工具，这能显著节省时间，并提高任务处理过程中的效率。"
Dorina Kotoni 所在的 CSI 小组专注于新化合物的结构解析与杂质研究，每年约 400 个结构解析和 700 个结构验证任务。结构解析通常耗时数周，因此团队希望尽可能少的时间用于验证已知结构。
据 Dorina 统计，人工验证时一位经验丰富的科学家平均每次处理和解读核磁数据需 20 分钟；当 ASV 成功给出验证结果时，科学家只需 1–2 分钟审核，节省约 90% 的时间；需要少量人工修正时约 5 分钟，不到人工分析时间的一半。即使 ASV 未生成结果，由于数据已经过定标和处理，仍能为科学家节省从头处理的工作量。
在诺华研发团队对 ASV 的首次试点中，55 个样本的测试结果为：45% 完全通过、27% 存在少量细微问题、28% 未通过。此后团队持续用内部数据训练软件约 2.5 年，完全验证率提升至约 65%。
诺华 AXS NMR 团队正通过解决假阴性成因进一步优化 ASV 准确性：改进 NMR 谱图采集（如对疑似醛类的 HSQC 谱增加 F1 维扫描宽度）、实施标准化实验设置、持续用新的内部分子数据丰富预测数据库。团队还在测试 NMR Workbook Suite 2024.1 版本，其中包含了与 ACD/Labs 合作开发的、用于解决 ¹⁹F 耦合和积分问题的新功能。综合评估显示，这些措施将显著提高 ASV 系统的准确性：
与此同时，团队还利用 Luminata 全面整合管理各类数据——化合物及其杂质结构、合成路径、分子量等基础信息，以及杂质在不同合成步骤和批次中的出现情况（HPLC、LCMS、NMR 数据等），打造全方位的杂质知识库，为杂质分析及工艺优化决策提供支撑，显著提高跨部门协同效率。
凯美科提示：ASV 的价值在于"把专家时间花在刀刃上"——已知结构交给软件批量验证，疑难样品留给专家深入解析。诺华的实践还表明，ASV 准确率可通过数据积累与采集规范化持续提升。如您希望评估 ASV 在实验室的适用性，欢迎联系我们安排演示与试点。
