Quantitative Prediction of Inorganic Nanomaterial Cellular Toxicity via Machine Learning

超参数 机器学习 计算机科学 人工智能 均方误差 纳米材料 特征选择 决策树 灵活性(工程) 生物系统 材料科学 纳米技术 数学 统计 生物
作者
Nikolai Shirokii,Yevgeniya Din,Ilya Petrov,Yurii Seregin,Sofia Sirotenko,Julia Razlivina,Nikita Serov,Vladimir V. Vinogradov
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (19) 被引量:22
标识
DOI:10.1002/smll.202207106
摘要

Organic chemistry has seen colossal progress due to machine learning (ML). However, the translation of artificial intelligence (AI) into materials science is challenging, where biological behavior prediction becomes even more complicated. Nanotoxicity is a critical parameter that describes their interaction with the living organisms screened in every bio-related research. To prevent excessive experiments, such properties have to be pre-evaluated. Several existing ML models partially fulfill the gap by predicting whether a nanomaterial is toxic or not. Yet, this binary categorization neglects the concentration dependencies crucial for experimental scientists. Here, an ML-based approach is proposed to the quantitative prediction of inorganic nanomaterial cytotoxicity achieving the precision expressed by 10-fold cross-validation (CV) Q2 = 0.86 with the root mean squared error (RMSE) of 12.2% obtained by the correlation-based feature selection and grid search-based model hyperparameters optimization. To provide further model flexibility, quantitative atom property-based nanomaterial descriptors are introduced allowing the model to extrapolate on unseen samples. Feature importance is calculated to find an interpretable model with optimal decision-making. These findings allow experimental scientists to perform primary in silico candidate screening and minimize the number of excessive, labor-intensive experiments enabling the rapid development of nanomaterials for medicinal purposes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hihi发布了新的文献求助10
1秒前
jcc发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
英勇的小白菜完成签到,获得积分10
3秒前
6秒前
易水寒完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
传奇3应助鹿靡采纳,获得10
7秒前
BiuBiuBiu完成签到 ,获得积分10
7秒前
顺心子轩发布了新的文献求助10
8秒前
隐形曼青应助书俭采纳,获得10
9秒前
zhangling发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
大个应助咸鱼两面焦采纳,获得10
9秒前
lllllz发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
一丁雨完成签到,获得积分10
11秒前
ding应助浮生采纳,获得10
12秒前
领导范儿应助祖琦采纳,获得10
12秒前
12秒前
意外的月饼完成签到,获得积分10
13秒前
lhnsisi完成签到,获得积分10
13秒前
言全发布了新的文献求助10
14秒前
华仔应助干雅柏采纳,获得10
14秒前
hj456完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
Gao发布了新的文献求助10
15秒前
咩咩咩发布了新的文献求助10
16秒前
yesmola发布了新的文献求助10
16秒前
张冰倩完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
hhhh完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
言全完成签到,获得积分10
19秒前
DrNant完成签到,获得积分10
20秒前
田様应助elle采纳,获得10
21秒前
wanci应助hihi采纳,获得10
22秒前
是小王ya完成签到,获得积分10
22秒前
yanziwu94发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3160777
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2811863
关于积分的说明 7893780
捐赠科研通 2470702
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315762
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631003
版权声明 602053