材料计算及模拟6-simulation software

1、计算机软件简介计算机软件简介Introduction to Computer Software材料设计计算机软件简介及应用示例q 材料设计与模拟软件概述: 介绍材料模拟设计中各种计算机软件q Accelrys Materials Studio： 介绍该材料模拟软件的各种计算机模块及其功能材料设计与模拟软件概述q Cerius2, Materials Studio, InsightII, Discovery Studio Modeling, Catalyst, Felix, QUANTA, Tsar, Topkat, GCG, Crystal Studio, ChemOfficeq Matlab

2、, Origin, MathCAD, Nestch Peak Separation, MDI Jade 5.01.专业软件(1) Cerius2qAccelrys Molecular Simulation Inc. Accelrys has over twenty years of leadership in the delivery of computational science and informatics software to diverse R&D organizations. qKey product: q Discovery Studio: integrated, PC-ba

3、sed simulation & informatics for life scienceq Materials Studio: integrated materials simulation on the PCq Cerius2, Catalyst, Insight II, QUANTA: modeling for UNIX / Linux workstationsq Accord: cheminformatics suitesqOn-line Information: (1) Cerius2 简介1.材料科学软件功能简介Accelrys Cerius2软件运行于SGI IRIX工作站系统上

4、，是Accelrys产品线中用于材料计算的主要平台之一，有十多年的产品开发历史，不仅界面友好易用，而且集成了全面的材料计算工具，包括分子力学、分子动力学、量子力学、Monte Carlo、统计力学以及介观动力学等多种计算方法。1） 核心模块及图形界面2） 能量计算工具3） 材料性质模拟计算工具4） 介观模拟方法5） 量子力学计算程序6） 实验数据解析工具7） 统计相关方法8） 软件开发工具(1) Cerius2 简介2.生命科学软件功能简介 众所周知，合理药物设计能够帮助医药研究机构加快药物发现的过程。美国Accelrys公司的药物设计软件，针对不同的研究状况，提供相应的解决方案：无论是在受体

5、蛋白结构已知的情况下，还是在只了解部分有机小分子的情况下，都能够针对治疗目标，提供有效信息。这里介绍的Cerius2药物软件包，能够针对配体结构已知/未知、受体结构已知/未知、应用组合化学方法等几种情况，开始先导化合物的设计与优化。 1） 分子模型构建与显示2） 分子力学与动力学计算工具3） 合理药物设计-QSAR和基于结构的药物设计4） 组合化学(1) Cerius2 1）核心模块及图形界面qC2.Visualizer - 软件核心模块及图形用户界面。Visualizer模块为构造、编辑、显示、分析三维分子结构模型提供了全面的模拟环境。结构模型构造工具 qC2.Crystal Builder

6、 - 用于建造及显示无机、高分子及分子晶体的结构模型，为进一步的结构研究及性质模拟提供基础qC2.Surface Builder - 用于建造二维周期结构模型，可研究材料表面的结构、化学性质及互相作用。 qC2.Interface Builder - 用于建造、显示两种材料间的界面模型。可显示并研究复杂的结构性质，为更深入的模拟计算提供基础(1) Cerius2 1) 核心模块及图形界面qC2.Polymer Builder - 用于建造、显示高聚物的结构。系统提供了极丰富的单体数据库，用户亦可以自定义新的单体。可帮助研究人员了解和表征聚合物的结构。 qC2.Amorphous Builder

7、 - 建造无定形分子结构，包括高分子本体和高分子溶液的结构模型。结合模拟和分析工具，为深入了解无定形结构与性质之间的关系提供了强有力的工具。 (1) Cerius2 2) 能量计算工具qC2.OFF(Open Force Field) - 提供Cerius2软件中性质预测模块所需的分子力场。软件提供了全面的力场数据库，适用的材料体系包括无机物、高分子、分子筛、有机金属化合物以及其他材料类型。qC2.FFE (Force Field Editor) - 用户可采用力场数据库中的标准力场或自定义力场参数。也可采用文献中的力场参数来解决用户自己的问题，并发展和验证已有的力场参数。 qC2.Minim

8、izer - 利用Cerius2软件的OFF力场，根据分子力学的计算结果预测能量最低的结构，有助于对分子、大分子、无定形态、晶体及表面的结构和性质的深入了解。 (1) Cerius2 2) 能量计算工具qC2.Dynamics - 运用分子力学研究结构驰豫及材料的动力学行为。可计算的性质包括稳定性、扩散系数、径向分布函数、结构因子及速率自相关函数。 qC2.COMPASS - COMPASS是PCFF力场的最新版本，是第一个由凝聚态性质以及孤立分子的各种从头算和经验数据经参数化并得到广泛验证的从头算力场，使用COMPASS力场可以在很大的温度、压力范围内精确地预测出孤立体系或凝聚态体系中各种分

9、子的结构、构象、振动以及热物理性质。(1) Cerius2 2) 能量计算工具qC2.Discover - Discover是一套独立、完整的分子力学计算引擎。它使用多种分子力学和动力学方法，以可靠的力场为基础，可准确地计算出最低能量构型、分子体系的结构以及动力学轨迹等。Discover支持多种模拟方法，如外压和外电场存在条件下的模拟；周期性边界条件允许进行固态系统的模拟，如晶体，非晶和溶剂化体系。全面的分析功能可以从模拟的结果中提取相关的信息。(1) Cerius2 3) 材料性质模拟计算工具qC2.Blends - 可预测液-液、高分子-高分子及高分子-添加剂混合体系的相图及相互作用参数，

10、可用于对影响共混行为及配方的结构因子的研究。qC2.Conformers - 提供分子结构的构象搜寻算法及相关的分析工具。可表征分子的构象和柔性，并帮助研究人员深入了解体系的空间及能量性质。 (1) Cerius2 3) 材料性质模拟计算工具qC2.Mechanical Properties - 预测材料力学性质的全面的计算工具。通过计算任何类型材料的各种弹性模量，可帮助研究人员设计新型的晶态及非晶态的聚合物、陶瓷及半导体材料。 qC2.Morphology - 由内部晶体结构预测晶体生长外形，有助于了解晶体生长外形与结构间的相关性及晶体生长过程中溶剂和添加剂的影响 (1) Cerius2 3

11、) 材料性质模拟计算工具qC2.Polymer Properties - 分析聚合物结构模型，计算回转半径、末端距、序参数、二面角分布、自由体积、密度及Voronoi 体积等性质。 qC2.Polymorph - 根据分子的结构预测药物、染料、精细化学品等有机晶体的多晶型结构。可预测化合物的未知晶型，并可结合Rietveld结构精修方法确定晶体结构。Polymorph使用快速的Monte Carlo模拟方法，在合理的空间群范围内生成分子的可能堆积方式，并最终找到能量最低的晶体构型。(1) Cerius2 3) 材料性质模拟计算工具qC2.Sorption - 使用Grand Canonical

12、 Monte Carlo(GCMC)预测分子在微孔固体（如分子筛）中的吸附性质，可计算吸附等温线、结合位、结合能、扩散途径及分子选择性等。 qC2.Cation Locator - Cation Locator使用基于格子的算法确定无机物框架结构的势能极小值并确定在此极小值下，骨架外阳离子所处位置（如确定分子筛骨架结构中Ca离子的位置）。 (1) Cerius2 3) 材料性质模拟计算工具qC2.GULP - GULP是广泛使用的、以力场为基础的晶格模拟程序，可优化晶体的结构、预测离子极化性、进行缺陷能量计算及分子动力学模拟。GULP可模拟下述体系或过程的性质：氧化物；点缺陷、杂质和空位；表面

13、；离子迁移；分子筛和其他微孔材料的反应性与结构；粘土中的离子；陶瓷；无序结构等。 qC2.HP Morphology - HP Morphology是用于预测盐类及其溶剂化物的晶体生长外形的一种最新方法。 (1) Cerius2 3) 材料性质模拟计算工具qC2.RMMC - RMMC使用RIS Metropolis Monte Carlo方法进行高分子体系的模拟。通过对单链或多链结构的计算可预测包括末端距、转动半径、相关长度、偶极矩、特性粘度及临界摩尔质量等在内的各种性质。 qC2.Synthia - Synthia用QSPR（定量结构/性质关系）统计相关方法快速预测高分子的多种性质，因此可

14、以对大量的高分子体系进行快速筛选，以期得到具有某种特定性质的目标体系。Synthia可以预测的性质包括电学、光学、磁学、力学和输运性质，以及玻璃化转变温度（Tg）等。(1) Cerius2 3) 材料性质模拟计算工具qC2.Structure Predictor - Structure Predictor 使用两种不同的模拟退火方法，结合已知的晶体学和化学组成的信息，可以分别对分子筛和金属氧化物的结构进行预测。 (1) Cerius2 4) 介观模拟方法qC2.MesoDyn - MesoDyn是预测软凝聚态材料（如高分子共混物及溶液）介观结构的一种介观模拟方法。与传统上使用平衡态理论确定软材

15、料的形态不同，MesoDyn方法认为软凝聚态材料的形态是不规整的，只能通过其动力学性质来表征。 (1) Cerius2 4) 介观模拟方法qC2.DPD ( Dissipative Particle Dynamics ) - 耗散粒子动力学（DPD）是一种全新的介观模拟方法，用于研究悬浮液、乳液及高分子熔体等复杂流体中的流动现象。DPD方法预测流体的动力学行为，其基本原理是用独立且相互作用的粒子模型代表流体中的微滴（droplets）来实现牛顿流体力学的行为，从而在更大的时间和空间尺度上模拟体系的行为和性质。 (1) Cerius2 5) 量子力学计算程序qC2.CASTEP - 先进的应用于

16、材料科学的量子力学计算程序，采用第一原理平面波赝势方法，可模拟固体、界面或表面的性质，广泛适用于陶瓷、半导体及金属等体系，可研究：晶体材料（半导体、陶瓷、金属、分子筛等）的性质、表面和表面重构的性质、表面化学、电子结构（能带和态密度）、晶体的光学性质、点缺陷性质（如空位、间隙或取代掺杂）、扩展缺陷（晶粒间界、位错）、体系的三维电荷密度及波函数等；还可以进行第一原理的分子动力学计算。 (1) Cerius2 5) 量子力学计算程序qC2.ESOCS - 计算固体的电子及磁学性质。可有效地计算缺陷的电子结构、材料的吸收和反射光谱以及磁性。ESOCS可广泛应用于金属、合金及染料工业，也可用于磁记录工

17、业中使用的磁性材料的优化设计。 qC2.Guassian Interface - 量子力学程序Guassian的图形用户界面。利用ab initio、半经验及密度泛函方法，可研究分子及过渡态的结构、能量及化学性质。 (1) Cerius2 5) 量子力学计算程序qC2.Fast Structure - 用于确定晶体、界面、表面及分子的平衡几何构型。采用第一原理密度泛函方法，并结合分子动力学、模拟退火及能量优化技术，Fast Structure可快速计算体系的结构性质。可应用于电子、化工、石化及玻璃等工业领域。 qC2.MOPAC - 著名的半经验量子力学程序Mopac的图形用户界面。可研究分子

18、的结构及能量，计算分子轨道、电荷等性质。 (1) Cerius2 5) 量子力学计算程序qC2.DMOL3 - DMOL3包括Dmol3-Molecular和Dmol3-Solid State两种程序，使用密度泛函（DFT）方法，可分别预测分子或周期性体系的分子和电子结构，是唯一可以模拟气相、溶液、表面及固体等过程及性质的商业化量子力学程序，应用于化学、材料、化工、固体物理等诸多领域。可用于研究均相催化、多相催化、分子反应性、分子结构等，也可预测溶解度、蒸气压、配分函数、溶解热、混合热等性质。 (1) Cerius2 5) 量子力学计算程序qC2.ZINDO - ZINDO是一种功能强大的半经

19、验量子力学方法，用于计算气态及溶液中分子的电子和结构性质，尤其适用于对光谱性质的预测。使用ZINDO可以研究基态或激发态的性质，包括紫外/可见光谱、分子的静态几何构型以及化学反应的过渡态等。由于是半经验方法，ZINDO计算所需要的时间要比第一原理的方法少得多。ZINDO方法适用的分子体系包括有机、无机、高分子以及有机金属化合物等。 (1) Cerius2 6) 实验数据解析工具qC2.Diffraction-Amorphous - 模拟非晶结构的衍射图样，包括小角散射等。通过对比实验数据，可帮助确定无定形分子结构、高分子长链、共聚物序列结构及取向等。 qC2.Diffraction-Cryst

20、al - 由晶体结构模型模拟其粉末、纤维或单晶衍射图样，辐射源可以是X射线、电子或中子。用户能在精修结构的同时模拟其衍射图，为实验数据的解析提供了强有力的工具。 (1) Cerius2 6) 实验数据解析工具qC2.Diffraction-Faulted - 模拟缺陷或层状结构的粉末衍射图，可帮助表征分子筛、粘土等物质的结构。 qC2.EXAFS - 与著名的英国Daresbury实验室合作开发，通过将Daresbury实验室的EXCURVE92分析及修正技术与Cerius2软件的模拟工具相结合，极大地提高了解析EXAFS数据的能力。 qC2.HRTEM - 由晶体界面及缺陷的结构，模拟高分辨

21、率透射显微电镜图。可帮助用户设置电镜实验参数并解析实验数据。 (1) Cerius2 6) 实验数据解析工具qC2.IR-Raman - 采用二阶导数力场方法（Second derivative forcefield-based approach）计算IR或Raman光谱的简正振动方式。并可以吸收或透射光谱的形式输出。用户可选用OFF中的标准力场，或用FFE自定义力场参数。IR/Raman亦适应于周期性结构体系。 qC2.LEED/RHEED - 帮助用户解析表面结构的低能电子衍射（LEED）及反射型高能电子衍射（RHEED）数据。 (1) Cerius2 7) 统计相关方法qC2.QSAR+

22、 - 提供了大量的回归和分析技术，利用现有的性质数据预测全新候选物的性质。这些回归及分析技术被综合在一个分子结构性质表格中，便于使用。 qC2.MFA - 完成基于场的三维QSAR研究及图形显示。研究人员能够以现有化合物的几何特征为基础，预测新的化合物的性质。 (1) Cerius2 7) 统计相关方法qC2.GA - 利用遗传算法这一突破性的技术，得到一组预测模型。这些模型能够帮助科研人员根据受体表面及其它相关信息，发展QSAR的新模型，从而加速药物候选物的筛选。 qC2.Descriptor+ - 为QSAR分析提供大量的性质表征方法，从而扩展了其应用范围。通过与QSAR+ 和GA的结合，

23、可以对诸如组合化学分析、配方优化以及高分子与共混物的性质进行研究。 (1) Cerius2 7) 软件开发工具qC2.SDK (Software Developers Kit) - Cerius2环境下的软件开发工具。可将用户自己的应用程序或第三方法程序集成到Cerius2的模拟环境中，用户可充分利用Accelrys丰富的计算方法及图形显示功能，省却了用户自己开发图形、窗口及系统管理功能等重复性劳动。(1) Cerius2 应用示例 Structure and Texture of Fibrous Crystals Formed by Alzheimers A(1125) Peptide Fr

24、agment Pawel Sikorski, Edward D.T. Atkins,and Louise C. Serpell Physics Department, University of BristolFigure . View of the Proposed Structure for A(1125) Crystals,Figure 9. Comparison of the Wide-Angle ExperimentalX-Ray Diffraction Pattern (Figure2C) from A(1125) and the Calculated X-RayDiffracti

25、on PatternExperimental (A) and calculated (B) from theproposed model (Figures 7C and 8).(2) Materials Studio 简介q是Accelrys专为材料科学领域开发的可运行于PC机上的新一代材料计算软件，可帮助研究人员解决当今化学及材料工业中的许多重要问题。Materials Studio软件采用Client/Server结构，客户端可以是Windows 98、2000或NT系统，计算服务器可以是本机的Windows 2000或NT，也可以是网络上的Windows 2000、Windows NT、

26、Linux或UNIX系统。使得任何的材料研究人员可以轻易获得与世界一流研究机构相一致的材料模拟能力。(2) Materials Studio 1) 基本环境qMS.Visualizer - 提供了搭建分子、晶体及高分子材料结构模型所需要的所有工具，可以操作、观察及分析结构模型，处理图表、表格或文本等形式的数据，并提供软件的基本环境和分析工具以支持Materials Studio的其他产品。是Materials Studio 产品系列的核心模块。(2) Materials Studio 2) 分子力学与分子动力学qMS.DISCOVER - Material Studio的计算引擎。使用多种分子

27、力学和动力学方法，以仔细推导的力场作为基础，可准确地计算出最低能量构型、分子体系的结构和动力学轨迹等。qMS.COMPASS - 支持对凝聚态材料进行原子水平模拟的功能强大的力场。是第一个由凝聚态性质以及孤立分子的各种从头算和经验数据等参数化并验证的从头算力场。可以在很大的温度、压力范围内精确地预测孤立体系或凝聚态体系中各种分子的结构、构象、震动以及热物理性质。(2) Materials Studio 2) 分子力学与分子动力学qMS.Amorphous Cell - 允许对复杂的无定型系统建立有代表性的模型，并对主要性质进行预测。通过观察系统结构和性质之间的关系，可以对分子的一些重要性质有更

28、深入的了解，从而设计出更好的新化合物和新配方。可以研究的性质有:内聚能密度(CED)、状态方程行为、链堆砌以及局部链运动等。(2) Materials Studio 2) 分子力学与分子动力学qMS.Forcite - 先进的经典分子力学工具，可以对分子或周期性体系进行快速的能量计算及可靠的几何优化。包含Universal、Dreiding 等被广泛使用的力场及多种电荷分配算法。qMS.Forcite Plus - 先进的经典力学模拟工具，能够进行能量计算、几何优化、动力学模拟。可对从简单分子到二维表面到三维周期等范围很广的结构进行上述操作。一整套的分析工具可用来对诸如偶极相关等复杂性质进行分

29、析。 (2) Materials Studio 3) 晶体、结晶与X-射线衍射qMS.Polymorph Predictor - 使用快速的Monte Carlo模拟方法，根据化合物的分子结构直接预测其可能的多晶型结构。qMS.Morphology - 从晶体的原子结构来模拟晶体形貌。可以预测晶体外形，研发特殊效果的掺杂成分，控制溶剂和杂质的效应。(2) Materials Studio 3) 晶体、结晶与X-射线衍射qMS.Reflex - 模拟晶体材料的X光、中子以及电子等多种粉末衍射图谱。可以帮助确定晶体的结构，解析衍射数据并用于验证计算和实验结果。模拟的谱图可以直接与实验数据比较，并能

30、根据结构的改变进行即时的更新，还能对模拟结构和实验数据进行实时的比较。包括粉末衍射指标化及结构精修等工具。(2) Materials Studio 3) 晶体、结晶与X-射线衍射qMS.Reflex Plus - 是对Reflex的完善和补充，在Reflex 标准功能基础上加入了已被广泛验证的Powder Solve技术。Reflex Plus提供了一套可以从高质量的粉末衍射数据确定晶体结构的完整工具。qMS.X-Cell - 已申请专利的X-Cell是一种全新、高效、综合、易用的指标化算法，它使用消亡决定（extinction-specific）的二分法方法对参数空间进行详尽无遗的搜索，最终

31、给出可能的晶胞参数的完整清单。(2) Materials Studio 4) 量子力学qMS.DMol3 - 独特的密度泛函（DFT）量子力学程序，是唯一的可以模拟气相、溶液、表面及固体等过程及性质的商业化量子力学程序，应用于化学、材料、化工、固体物理等许多领域。可用于研究均相催化、多相催化、分子反应性、分子结构等，也可预测溶解度、蒸气压、配分函数、溶解热、混合热等性质。(2) Materials Studio 4) 量子力学qMS.CASTEP - 先进的量子力学程序，广泛应用于陶瓷、半导体、金属等多种材料，可研究：晶体材料的性质（半导体、陶瓷、金属、分子筛等）、表面和表面重构的性质、表面化

32、学、电子结构（能带及态密度）、晶体的光学性质、点缺陷性质（如空位、间隙或取代掺杂）、扩展缺陷（晶粒间界、位错）、体系的三维电荷密度及波函数等。(2) Materials Studio 4) 量子力学qMS.NMR CASTEP - 通过第一原理DFT理论预测NMR化学位移和电场梯度张量。方法适于计算包括有机分子、陶瓷和半导体在内的众多类型材料的分子、固体、表面的NMR位移。 qMS.VAMP - 半经验的分子轨道程序，适用于有机和无机的分子体系。VAMP可快速计算分子的多种物理和化学性质，其计算的速度和精度介于基于力场的分子力学方法和量子力的第一原理方法。经过优化的VAMP程序可以在PC机上稳

33、定、快速、交互地进行计算。(2) Materials Studio 5) 介观模块qMS.DPD - DPD (Dissipative Particle Dynamics)是先进的介观模拟方法，用于研究复杂的流体现象，包括颜料、药物、化妆品以及药物控释等。DPD可以提供流体在平衡态、剪切受力以及受限在狭窄空腔等条件下的结构和动力学性质，而且研究的时间和空间尺度超越了传统的基于原子水平的分子动力学方法。qMS.MesoDyn - 相对于分子水平的模拟，MesoDyn是一种可以在更大的时间和空间尺度上研究复杂流体体系的动力学模拟方法，可以研究的体系包括高分子熔体及高分子共混体系。(2) Mater

34、ials Studio 6) 定量结构-性质关系qMS.Synthia - 可快速预测高分子诸多性质的定量结构-性质关系软件包。对均聚物和无规共聚物可预测从迁移性质到力学性能的一系列性质。 qMS.QSAR - QSAR(定量构效关系)包括了一组用于化学和材料研究的统计学工具，可以帮助研究人员快速找到具有最佳理化性质的物质和材料。(2) Materials Studio 7) 相平衡qMS.Equilibria - 可计算烃类化合物单组分体系或多组分混合物的相图，溶解度作为温度、压力和浓度的函数也可同时得到，还可计算单元组分体系的virial系数。适用领域包括石油及天然气加工过程（如凝析气在高

35、压下的性质）、石油炼制（重烃相在高压下的性质）、气体处理、聚烯烃反应器（产物控制）、橡胶（作为温度和浓度的函数的不同溶剂的溶解度(2) Materials Studio 8) 材料信息学qMS.Fast FDS - Accelrys最新发展的基于Oracle数据库的配方设计软件，可以帮助研究人员对配方设计所需的信息和知识进行存储、整理及分析，并在此基础上设计最优配方。其应用涵盖了配方设计的全过程，包括初始概念形成、试验设计以及配方优化等(2) Materials Studio 8) 材料信息学qMS.CombiMat - 应用于材料科学高通量实验（high-throughput experim

36、entation）的先进的数据管理系统。无论是小规模的研究组，或是跨国公司在各地的研究机构，都可以使用CombiMat来进行数据管理。CombiMat包括Oracle数据库及相关的应用模块。 (2) Materials Studio 应用实例Crystal structure determination from conventional X-ray powder diffraction data of polycrystalline materialsKeywordsKeywords:X-Cell,Reflex Plus, CASTEPhttp:/ (Sim)Observed Reflect

37、ions-20-10010203040506070809010001020304050Intensity2-thetaterylene (Sim)Observed Reflections(3) Insight II 简介qInsightII 软件能够运行在SGI IRIX、Red Hat Linux和IBM AIX系统上，是Accelrys生命科学产品线中的主要平台之一。InsightII有十多年的开发历史，图形界面友好、便于使用，集成了从生物分子结构功能研究到基于靶点的药物设计的全套工具。(3) Insight II 主要功能模块1） 核心模块及图形界面2） 结构模型构建工具3） 能量计算工

38、具4） 生物大分子结构模建与性质分析5） 基于靶标结构的药物设计6） 核磁共振结构测定(4) Discovery Studio ModelingqDiscovery Studio Modeling（简称DS Modeling），第一个可以通过基于Windows系统的个人电脑访问到的、面向生命科学领域的完整的分子建模和模拟环境。它服务于结构生物学家、计算生物学家、结构化学家、药物化学家和计算化学家，满足他们希望建模和模拟软件具有专家水平、易于学习且功能强大的诸多要求。通过高质量的图形、经过多年验证的技术以及集成的环境，通过DS ProjectKM这个产品，DS Modeling将实验数据的保存、

39、管理与专业水准的建模、模拟工具集成在一起。无论是计算方面的专业人员，还是这个领域的新手，都能够方便地利用这个环境。(4) Discovery Studio ModelingqDS Modeling目前有两个版本：- DS Modeling 1.1 - 将功能集中于蛋白质的表征、X-ray分析、蛋白质组功能注释，以及同源建模。- DS Modeling 1.2 - Structure-Based Design (SBD) 提供基于结构药物设计工具，包括配体-蛋白质相互作用、全新药物设计和分子对接。(6) CatalystqCatalyst 是Accelrys公司开发的面向药物研究领域的综合性药物

40、开发软件。Catalyst通过确立正确的药效团模型，并利用这一药效团模型及来自受体的信息形成约束条件，对Catalyst所管理的化合物数据库进行检索。药效团模型可对检索得到的化合物的活性进行预测和评价，最后帮助研究人员找到合乎要求的先导化合物。(7) Accelrys的其它软件qFelix：进行核磁共振谱学研究的工具qQUANTA：应用于生物大分子晶体学研究的工具qTsar：运行在个人电脑上的全套QSAR工具qTopkat：运行在个人电脑上的化合物毒性预测工具qGCG：全面的生物信息学工具qDiscovery Studio ViewerPro：微机上出色的分子图形显示工具，可以与微机上的许多通

41、用程序方便地集成在一起q Discovery Studio MedChem Explorer：在药物发现研究中应用的软件产品，具有客户机/服务器的运行结构qAccord：功能完备的化学信息管理系统(8) Crystal Studio (CrystalSoft Corp.)(1997 - )qCrystal Studio is a Windows 9x/NT/2000/ME/XP software package for crystallography. It is a comprehensive tool for user-friendly creation, 3D graphical des

42、ign, display and manipulation of crystal structures, surface or interfaces and defects and for the simulation of X-Ray and electron diffraction patterns. Empowered with a crystallographic database, Crystal Studio lets you create stunning photo-realistic 3D graphics and diffraction patterns with just

43、 a few mouse clicks.(8) Crystal Studio (CrystalSoft Corp.)Crystal Studio Version 7.0 Price List License Type Price (US$) Academic Price*Crystal Studio Lite 598 448 Crystal Studio Standard 998 848 Crystal Studio Pro 1198 998 Crystal Studio Enterprise 1398 1198(9) ChemOfficeq CambridgeSoft Corporation

44、 (Windows System)q ChemOffice Ultra 2004包含了：ChemDraw Ultra 8.0：化学结构绘图Chem3D Ultra 8.0：分子模型及仿真ChemFinder Pro 8.0：化学信息搜寻整合系统 此外还加入了E-Notebook Ultra 8.0，BioAssay Pro 8.0，量化软件MOPAC、Gaussian和GAMESS的界面，ChemSAR Server Excel, CLogP, CombiChem/Excel等等，ChemOffice Pro还包含了全套ChemInfo数据库，有ChemACX和ChemACX-SC，Merck

45、索引和ChemMSDX。(9) ChemOffice ChemDrawqAutoNom：是Beilsteiny最强的软件，现已内含在ChemDraw Ultra内，它可自动依照IUPAC的标准命名化学结构。qChemNMR：在ChemDraw 内预测13C和1H的NMR光谱，节省实验的花费。qChemProp：预测BP、MP、临界温度、临界气压、吉布斯自由能、logP、折射率、热结构等性质。(9) ChemOffice ChemDrawqChemSpec：可让输入JCAMP及SPC频谱资料，用以比较ChemNMR预测的结果。qClipArt：高品质的实验室玻璃仪器图库，可搭配ChemDraw使

46、用。qName=Struct：输入IUPAC化学名称后就可自动产生ChemDraw结构。(9) ChemOffice Chem3DqChemProp：预测BP、MP、临界温度、临界气压、吉布斯自由能、logP、折射率、热结构等性质。qExcel Add-on：与微软的Excel完全整合，并可连结ChemFinder。 提供工作站级的3D分子轮廓图及分子轨道特性分析，并和数种量子化学软件结合在一起。由于Chem3D提供完整的界面及功能，已成为分子仿真分析最佳的前端开发环境(9) ChemOffice Chem3DqGaussian Client：量子化学计算软件Gaussian 98W的客户端界

47、面，直接在Chem3D运行Gaussian，并提供数种坐标格式。（需要安装Gaussian 98W）qCS GAMESS：量子化学计算软件GAMESS的客户端界面，直接在Chem3D运行GAMESS的计算。（需要另外获得GAMESS）qMOPAC Pro：Fujitsu的量子化学计算软件MOPAC已内含在Chem3D Ultra内，搭配Chem3D的图形界面。 分子计算的方法有AM1、PM3、MNDO、MINDO/3和新的MINDO/d。 可以计算瞬时的几何形状及物理特性等。(9) ChemOffice ChemOffice WebServer化学网站服务器数据库管理系统您可将您的ChemDr

48、aw、Chem3D发表在网站上，使用者就可用ChemDraw Pro Plugin网页浏览工具，用www方式观看ChemDraw的图形，或用Chem3D Std插件中的网页浏览工具观看Chem3D的图形。WebServer还提供250,000种的化学品数据库，包含Sigma、Aldrich、Fisher Acros等国外大公司。 2. 通用软件(1) Matlab 科学计算语言MATLAB 产品家族是美国 MathWorks公司开发的用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。由于其完整的专业体系和先进的设计开发思路，使得 MATLAB 在多种领域都有广阔的应用空间，特别是在

49、MATLAB 的主要应用方向 科学计算、建模仿真以及信息工程系统的设计开发上已经成为行业内的首选设计工具，全球现有超过五十万的企业用户和上千万的个人用户，广泛的分布在航空航天，金融财务，机械化工，电信，教育等各个行业。 Fig. 4 The plot of ln-ln(1-a) versus lnt for simulation experiment at a thickness of 50 mm (Chinese J Polym Sci 2005)(2) Origin 科学计算与绘图的工具Origin 是美国OriginLab公司推出的数据分析和制图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大

50、的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。 kiii indididiiiiERTRTEERTnK21expexp1203403603804004200.00.81.0Isotropic PETOriented PETT(K)Fig. 2 The temperature dependence of relative degree of crystallinity; dots were the experimental data for oriented PET; squares were the experimental data fo

51、r isotropic PET; solid lines were the predicted curves in terms of Eqs.(9) and (10) for oriented PET and Eq. (8) for isotropic PET.(3) MathCAD 强大的数学软件包MathCAD是由MathSoft公司推出的一种交互式数值系统。在输入一个数学公式、方程组、矩阵之后，计算机能直接给出结果，而无须去考虑中间计算过程。最令人激动的是在加入软件包自带的Maple插件后能直接支持符号运算。你可以在计算机上输入数学公式、符号和等式等，很容易地算出代数、积分、三角以及很多

52、科技领域中的复杂表达式的值，并可显示数学表格和图形 ,通过对图形结果的分析，使我们对问题的理解更加形象。 MathCAD是工程计算的有力工具。(4) Nestch Peak Separation 峰分离软件 德国NETZSCH - 峰分离软件可以用于对多种类型的测量曲线中的重叠峰进行分析。软件通过不同的数学模型，将实测的原始数据（复合峰）拟合为多个单峰的叠加，其中每个单峰可使用下述各类数学分布模型进行拟合：Gaussian 分布 Cauchy 分布 Pseudo-Viogt 分布（Gaussian 与 Cauchy 的混合型） aser-Suzuki 分布（非对称 Gaussian 分布） Pearson-7 分布（从 Gaussian 到 Cauchy 的过渡）(4) Nestch Peak Separation 峰分离软件软件应用领域：软件应用领域： 热分析（差示扫描量热分析与与热重分析） 紫外/可见光谱法 近红外与红外光谱法 核磁共振波谱法 X 射线衍射