Наиболее часто при создании новых лекарств применяются дискриминантный анализ, регрессионный анализ и методы теории распознавания образов.
Регрессионный анализ представляет собой математический метод, который базируется на предположении существования линейной зависимости между физико-химическими свойствами вещества и его биологической активностью.
Чаще всего применяется такой вариант регрессионного анализа, как полуэмпирический метод Ханша. Такой вариант, как многопараметрическая регрессионная модель позволяет коррелировать введение заместителя или его положения в молекуле на биологический эффект. В целом же область применения регрессионного метода анализа, как правило, ограничивается рамками определенной группы соединений.
Суть методик теории распознавания образов сводится к установлению определенного правила, которое дает возможность относить исследуемый объект к определенному классу. Предполагается, что исходная информация в данном случае закладывается с использованием «представительского» набора объектов, относящихся к определенному классу. Образами являются различные виды биологической активности, объекты — это непосредственно химические соединения, а в качестве описания представляется разного рода информация о структуре и физико-химических параметрах исследуемых соединений.
Преимущество методов распознавания образов в том, что они дают возможность выявить общие свойства объектов. После установления данных соотношений, можно заранее предсказать какими свойствами будут обладать объекты, которых пока нет в базе данных. На основании относительно небольшой выборки отдельных объектов становится возможным получить характеристики, которые будут присущи всему классу подобных веществ.
Дискриминантный анализ дает возможность отнести исследуемые вещества к определенной фармакологической группе на основании обработки результатов значительного объема количественных испытаний, Дискриминантные функции позволяют одновременно проводить оценку 40—50 тестов.
Одной из наиболее важных тенденций в фармацевтике является переход от получения лекарственных препаратов из труднодоступного сырья к переходу на полностью синтетический характер производства.