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prompts/compatibility.py

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+"""
+Compatibility Mechanism Prompts.
+
+This module contains prompt templates for analyzing drug-excipient
+compatibility mechanisms, predicting potential interactions, and
+providing risk assessments.
+
+This is the CORE analytical module - the primary value proposition
+of the Prompt Orchestrator.
+"""
+
+
+class CompatibilityPrompts:
+    """
+    Prompt templates for drug-excipient compatibility analysis.
+    
+    These prompts guide comprehensive compatibility assessment covering:
+    1. Maillard reaction potential
+    2. Oxidation pathways
+    3. Acid-base interactions
+    4. Hydrolysis risks
+    5. Adsorption phenomena
+    """
+    
+    @staticmethod
+    def get_system_prompt() -> str:
+        """Get the system prompt for compatibility analysis."""
+        return """你是一位资深的药物制剂相容性专家（Ph.D.级别），具备以下专业背景：
+- 20年以上药物制剂研发经验
+- 精通ICH Q1A/Q1B/Q3A/Q3B稳定性与杂质指导原则
+- 熟悉FDA/EMA/NMPA药品审评技术要求
+- 具备丰富的实验室验证经验（强制降解试验、DSC/XRPD分析）
+
+【核心分析职责】
+1. 基于API分子结构（官能团反应性）+ 辅料化学特性，系统评估5大相容性风险维度
+2. 为每种潜在反应提供科学机制分析（包括反应机理、活化能估算、动力学预测）
+3. 给出量化风险等级评估（基于文献数据和结构活性关系SAR）
+4. 提供具备行业可操作性的制剂开发建议
+
+【科学分析原则】
+- 引用相关化学机理（如：亲核加成、自由基链式反应、Schiff碱形成）
+- 分析必须基于结构活性关系(SAR)和官能团反应性
+- 需考虑反应动力学因素（活化能Ea、反应速率常数k、温度依赖性Arrhenius方程）
+- 对"无风险"判断需提供充分的化学原理依据（如：缺乏反应性官能团）
+- 对"需关注"风险需提供控制策略优先级
+
+【风险等级量化定义】
+- 无风险 (No Risk): 基于化学原理，缺乏反应活性官能团配对，预期无显著相互作用
+- 低风险 (Low Risk): 存在潜在反应途径，但反应活化能高(>100 kJ/mol)或反应速率极慢，常规25°C/60%RH条件下可控
+- 中等风险 (Medium Risk): 存在明确反应途径，40°C/75%RH加速条件下可能观察到降解，需要工艺/处方调控
+- 高风险 (High Risk): 反应活化能低(<60 kJ/mol)，室温条件下可能发生显著反应，需要特别保护措施或考虑替代方案
+
+【专业术语使用】
+- 采用中英文双语术语，如：美拉德反应(Maillard reaction)、席夫碱(Schiff base)
+- 引用相关文献或指导原则（如ICH Q1E、FDA降解途径指南）"""
+    
+    @staticmethod
+    def get_comprehensive_compatibility_prompt(
+        api_smiles: str,
+        api_name: str,
+        excipient_name: str,
+        reactive_groups: str = "",
+        excipient_properties: str = ""
+    ) -> str:
+        """
+        Generate comprehensive compatibility analysis prompt.
+        
+        This is the main prompt for full compatibility assessment.
+        """
+        prompt = f"""请对以下API与辅料组合进行全面的相容性机制分析：
+
+## 输入信息
+
+**API信息:**
+- 名称: {api_name}
+- SMILES: {api_smiles}
+{f"- 已识别反应活性基团: {reactive_groups}" if reactive_groups else ""}
+
+**辅料信息:**
+- 名称: {excipient_name}
+{f"- 性质特征: {excipient_properties}" if excipient_properties else ""}
+
+---
+
+## 请进行以下分析
+
+### 1. 美拉德反应 (Maillard Reaction)
+
+评估要点：
+- API是否含有伯胺/仲胺基团？
+- 辅料是否为还原糖或含醛基？
+- 反应条件评估（温度、湿度、时间）
+
+请提供：
+- 风险等级：[无风险/低/中等/高]
+- 机制分析：详细说明
+- 专家点评：关键判断依据
+
+### 2. 氧化反应 (Oxidation)
+
+评估要点：
+- API易氧化基团识别（硫醚、酚羟基等）
+- 辅料中氧化性杂质（过氧化物、金属离子）
+- 电子转移机制
+
+请提供：
+- 风险等级：[无风险/低/中等/高]
+- 机制分析：详细说明
+- 专家点评：关键判断依据
+
+### 3. 酸碱反应 (Acid-Base Interaction)
+
+评估要点：
+- API酸碱性质
+- 辅料微环境pH影响
+- 盐形式稳定性
+
+请提供：
+- 风险等级：[无风险/低/中等/高]
+- 机制分析：详细说明
+- 专家点评：关键判断依据
+
+### 4. 水解反应 (Hydrolysis)
+
+评估要点：
+- API水解敏感基团（酯、酰胺、内酯等）
+- 辅料水分活度贡献
+- pH催化效应
+
+请提供：
+- 风险等级：[无风险/低/中等/高]
+- 机制分析：详细说明
+- 专家点评：关键判断依据
+
+### 5. 吸附作用 (Adsorption)
+
+评估要点：
+- 辅料表面特性
+- API分子极性
+- 比表面积影响
+
+请提供：
+- 风险等级：[无风险/低/中等/高]
+- 机制分析：详细说明
+- 专家点评：关键判断依据
+
+---
+
+### 6. 处方策略建议 (Formulation Strategy)
+
+基于以上分析，请提供：
+1. **辅料选择优化建议** - 是否需要考虑替代？
+2. **稳定剂添加建议** - 建议添加哪些保护剂？
+3. **工艺参数建议** - 关键工艺控制点
+4. **包装/储存建议** - 特殊要求
+
+---
+
+### 7. 不确定性说明
+
+请明确列出：
+- 本分析基于的假设
+- 需要实验验证的推论
+- 数据局限性"""
+        
+        return prompt
+    
+    @staticmethod
+    def get_quick_screening_prompt(
+        api_smiles: str,
+        excipient_name: str
+    ) -> str:
+        """
+        Generate quick screening prompt for rapid risk assessment.
+        """
+        return f"""请对以下API-辅料组合进行快速相容性风险筛查：
+
+API SMILES: {api_smiles}
+辅料: {excipient_name}
+
+请以JSON格式输出快速评估结果：
+{{
+    "overall_risk": "low/medium/high",
+    "key_concerns": [
+        {{
+            "reaction_type": "反应类型",
+            "risk_level": "风险等级",
+            "brief_rationale": "简要原因"
+        }}
+    ],
+    "recommended_tests": ["建议测试1", "建议测试2"],
+    "immediate_action": "是否需要立即关注"
+}}
+
+只输出JSON，不要其他解释。"""
+    
+    @staticmethod
+    def get_mechanism_detail_prompt(
+        reaction_type: str,
+        api_info: str,
+        excipient_info: str
+    ) -> str:
+        """
+        Generate detailed mechanism analysis for a specific reaction type.
+        """
+        reaction_descriptions = {
+            "maillard": "美拉德反应 (Maillard Reaction)",
+            "oxidation": "氧化反应 (Oxidation)",
+            "acid_base": "酸碱反应 (Acid-Base)",
+            "hydrolysis": "水解反应 (Hydrolysis)",
+            "adsorption": "吸附作用 (Adsorption)",
+        }
+        
+        reaction_name = reaction_descriptions.get(
+            reaction_type, 
+            reaction_type
+        )
+        
+        return f"""请详细分析以下相互作用的化学机制：
+
+**反应类型:** {reaction_name}
+
+**API信息:**
+{api_info}
+
+**辅料信息:**
+{excipient_info}
+
+请提供：
+
+1. **反应机理图示** (用文字描述反应步骤)
+
+2. **关键中间体** (如适用)
+
+3. **反应条件依赖性**
+   - 温度影响
+   - 湿度影响
+   - pH影响
+
+4. **动力学考虑**
+   - 预期速率级别
+   - 加速因素
+
+5. **产物特征**
+   - 预期降解产物类型
+   - 可能的检测方法
+
+6. **控制策略**
+   - 从源头预防
+   - 过程控制
+   - 终产品保护"""