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本书是一本从原理上对实验室信息管理系统(LIMS)技术及其应用进行介绍的专著。全书共分八章,从基本概念开始,对LIMS技术的原理、实施、应用以及与实验室管理的关系进行了介绍;同时还探讨了以LIMS技术为平台的其他潜在应用。全书各个章节的内容既有一定的相关性,也具有一定的独立性,读者可以结合自己的需要选择不同的阅读方式。 本书与一般的实验室信息管理丛书相比,更强调对LIMS原理和设计思想的理解,以及对应用实施过程重要环节的把握,对基于LIMS平台的其他潜在应用技术的探讨更是本书的一个特色。
本书适合于LIMS开发、应用领域的研究人员、实验室管理人员、分析化学和信息管理专业的研究生及其他对LIMS技术有兴趣的人员使用。
第一章 绪论 第一节 LIMS的定义 一. LIMS是用于管理实验室内各类信息的 二. LIMS是一个在网络平台上运行的软件系统 三. LIMS技术涉及了计算机网络、实验室管理和分析测试三个不同领域 四. LIMS提供了一个基于网络平台的实验室管理模式 五. LIMS是一个现代化的实验室管理工具 第二节 LIMS的作用 一、 提高样品测试效率 二、 提高分析结果可靠性 三、 提高对复杂分析问题的处理能力 四、 协调实验室各类资源 五、 实现量化管理 第三节 IMS的发展 第四节 学术组织、网站与专利 小结 第二章 LIMS的主要技术标准 第一节 ASTM E1578-93 一、 为LIMS定义一个讨论平台 二、 界定LIMS的基本功能 三、 针对LIMS技术自身和应用特点的一些特殊考虑与建议 四、 提出实施LIMS的工作流程建议 第二节 ASTM E2066-00 一、 对LIMS开发商的评估(LIMS vendor assessment/audit) 二、 对安装在用户环境下LIMS的现场验证(validation of LIMS installed at customer site) 三、 制定验证计划(validation plan design) 四、 测试协议设计(test protocol design) 五、 运行期间的认证问题(LIMS operation) 六、 资料(documentation) 小结 第三章 LIMS 运行平台 第一节 运行平台概述 第二节 网络环境 一、 按网络的覆盖范围分类 二、 按网络的拓扑结构分类 三、 按传输介质分类 四、 按服务方式分类 第三节 硬件环境 一、 网络设备 二、 终端设备 三、 服务器 四、 其他设备 第四节 软件环境 一、 操作系统 二、 数据库 三、 LIMS运行环境 第五节 运行平台的维护 小结 第四章 LIMS与实验室管理 第一节 实验室主要管理内容 第二节 实验室认可工作的主要内容 第三节 LIMS与实验室管理 第四节 如何正确认识LIMS及其在实验室管理中的作用 小结 第五章 LIMS的主要功能模块 第一节 样品分析管理 第二节 争议(投诉)样品处置 第三节 辅助业务管理 一、 资源管理 二、 计划管理 三、 人员管理 四、 经费管理 五、 科研管理 第四节 仪器接口管理 第五节 质量控制 第六节 在线服务 第七节 高层业务 第八节 系统管理 一、 系统初始化 二、 用户管理 三、 系统设定 四、 数据库管理 五、 日志管理 小结 第六章 LIMS实施与应用 第一节 LIMS产品选择 一、 实验室现状 二、 应用期求 三、 实施成本 四、 市场现有LIMS产品情况 五、 LIMS产品选择 第二节 LIMS的应用实施 一、 成立LIMS项目领导和实施工作组 二、 制订项目实施计划和进度 三、 对全体工作人员进行LIMS应用的培训 四、 准备LIMS初始化信息资料 五、 系统安装及信息预置 六、 结合人员培训课程分阶段投用LIMS的各功能模块 七、 全流程模拟运行及试运行 八、 项目验收并转入正常运行 第三节 日常使用与维护 一、 系统使用权限设定或变更的程序 二、 分析数据备份或下载的规定 三、 系统日常维护规程 四、 系统使用人员应用培训规程 五、 各类原始LIMS资料与维护档案的管理与使用规则 六、 系统数据资源管理与使用规则 第四节 现有LIMS的后续支持与升级服务 第五节 其他 第七章 基于LIMS平台的应用技术 第一节 管理信息的开发与应用 一、 业务量信息的应用 二、 费用收支信息的应用 三、 样品状态信息的应用 四、 设备运行信息的应用 五、 工作人员状态信息的应用 六、 分析数据质量信息的应用 七、 委托样品与测试项目信息的应用 第二节 服务信息的开发与应用 一、 分析数据相关性研究 二、 历史数据资源查询 三、 数据资源 第三节 行业(产业)和区域信息的开发与应用 第四节 组合分析技术的开发与应用 第五节 虚拟共享实验室建设 第八章 LIMS应用实例 第一节 RIPP分析研究室LIMS应用项目 一、 实验室基本情况 二、 项目背景说明 三、 主要实施内容与结果 四、 应用效果讨论 五、 经验与教训 第二节 镇海石化检验中心LIMS项目 一、 实验室基本情况 二、 项目背景说明 三、 主要实施内容与结果 四、 应用效果讨论 五、 经验与教训 第三节 燕山石化炼油厂LIMS项目 一、 项目背景说明 二、 主要实施内容与结果 三、 应用效果讨论 四、 经验与教训 第四节 中石化金陵分公司质检中心LIMS项目 一、 项目背景说明 二、 主要实施内容与结果 三、 应用效果讨论 四、 经验与教训 第五节 几点启示 一、 LIMS技术来源的选择 二、 影响应用效果的因素探讨 三、 最后的建议与愿望
实验室信息管理系统(LIMS)是一个多学科交叉的综合应用技术。与所有技术和学科的发展一样,LIMS技术的出现也是技术发展与现实需求完美结合的结果。现代管理的理念、网络技术的平台和实验室本身的工作性质,催生了这一技术;而不同实验室管理功能上的相似性以及实验室认证活动的开展,又使其具备了商品化的潜在特质,从而使它有了持续发展的动力。因此,可以相信LIMS技术在未来的应用和发展前景是相当乐观的。
本书是一本从原理上对LIMS技术及其应用进行介绍的专著。全书共分八章,从基本概念开始,对LIMS技术的原理、实施、应用以及与实验室管理的关系进行了介绍;同时还探讨了以LIMS技术为平台的其他潜在应用。本书第一章、第二章主要介绍了与LIMS相关的基本概念、标准和信息资源;第三章对LIMS技术的软硬件运行平台进行了描述;第四章讨论了LIMS技术与实验室管理的关系;第五章则对LIMS的主要功能模块和基本需求进行了较为详细的说明;第六章围绕LIMS项目的实施与应用从实用的角度提出了一些建议;第七章是对LIMS技术未来可能的潜在应用和发展方向进行的一些探讨;第八章则以中石化股份有限公司下属几个检验中心的LIMS项目为例,讨论了不同应用基础和条件下,LIMS项目成功实施和应用的经验。全书各个章节的内容既有一定的相关性,也具有一定的独立性,读者可以结合自己的需要选择不同的阅读方式。
陆婉珍院士是作者的授业恩师,也是最初唯一支持作者进行LIMS技术研究和应用的学者,正是由于她的支持,我们实验室才能在20世纪90年代中期就建起了LIMS运行所需要的网络平台,有条件开始进行国产LIMS技术的开发、应用和商品化探索。她也是第一个意识到LIMS技术潜在价值的老一辈分析化学家,在她的积极倡导和鼓励下,我们实验室及时进行了LIMS技术的宣传和商品化工作,培养了国内第一批LIMS开发商,为LIMS技术在国内的应用做了一些先导性的工作。可以说,如果没有她的支持和影响,我国LIMS技术的应用也许将是另一种格局,这本书的出现也将是不可能的。在此,作者谨向陆婉珍院士表示崇高的敬意。
本书第三章的内容是由潘华同志编写的,杨海鹰负责其余章节的写作和全书的定稿审核工作。中石化股份有限公司镇海石化检验中心邵柯迪总工、燕山石化炼油厂检验中心马永旭主任、金陵分公司质检中心方虹主任为作者提供了他们各自实施和应用LIMS的经验和相关资料。化学工业出版社编辑对本书的顺利出版功不可没。在此,谨对上述同志的帮助表示深深的谢意。 由于作者水平有限,书中不妥之处,敬请读者批评指正!
最后,我们也衷心地希望有缘阅读此书的所有读者都能有所收获。
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产品名称:Materials Studio最强大的材料模拟计算平台
英文名称:Materials Studio
国产/进口:进口
产地/品牌:BIOVIA
型号:Materials Studio&
参考报价:
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产品类别:
Materials Studio& 最强大的材料模拟计算平台
&& &金属材料研究
& & &无机非金属材料研究
& & &纳米材料研究
& & &高分子及其复合材料研究
& & &表界面研究
& & &化学反应研究
& & &含能材料研究
& & &生物、医药研究
& & &在晶体结构、形貌研究中的应用
& & &QSAR 的应用
& & &Perl 语言的应用
BIOVIA(美国)公司是世界领先的计算科学公司,是一系列用于科学数据的挖掘、整合、分析、模建与模拟、管理和提交交互式报告的智能软件的开发者,是目前全球范围内唯一能够提供分子模拟、材料设计、化学信息学和生物信息学全面解决方案和相关服务的软件供应商,所提供的全面解决方案和科技服务满足了当今全球领先的研究和开发机构的要求。
& & & Materials Studio多尺度分子模拟平台是BIOVIA公司(美国)在材料设计领域的核心产品。它融合多种模拟方法,整合多达23 个功能模块,实现从电子结构解析到宏观性能预测的全尺度科学研究。在国内拥有近400家用户,分布在石油、化工、环境、能源、制药、电子、食品、航空航天和汽车等工业领域和教育科研部门;相关的研究工作在Nature、Science等各类权威期刊上发表论文过万篇。
& & &Materials Studio分子模拟软件采用了先进的模拟计算思想和方法,如量子力学(QM)、线性标度量子力学(Linear Scaling QM)、分子力学(MM)、分子动力学(MD)、蒙特卡洛(MC)、介观动力学(MesoDyn)和耗散粒子动力学(DPD)、统计方法QSAR(Quantitative Structure - Activity Relationship )等多种先进算法和X射线衍射分析等仪器分析方法;同时产品提供了界面友好的的模拟环境,研究者能方便地建立三维结构模型,并对各种小分子、纳米团簇、晶体、非晶体以及高分子材料的性质及相关过程进行深入的研究,得到切实可靠的数据。
& & &Materials Studio分子模拟软件支持Windows和Linux操作平台,用户可以自由定制、购买自己的模拟方法和模块,以满足特定领域研究需求。&Materials Studio软件使任何研究者都能得到和世界一流研究部门相一致的材料模拟技术。
&&Materials Studio的&基本环境
&&&Materials Visualizer
Materials Studio&中的量子力学模块:
& CASTEP( 平面波赝势方法);
& DMol3( 原子轨道线性组合方法);
& QMERA( 量子力学/ 分子力学杂化方法);
& ONETEP( 线性标度方法)
Materials Studio&中的半经验量子力学模块:
& DFTB+( 紧束缚近似方法);
& VAMP( 原子轨道线性组合方法)
Materials Studio中的经典模拟方法模块可分为三类:
一、Materials Studio&中的分子力学、动力学模块:
COMPASS II( 高精度力场);
Forcite Plus( 包含各种通用力场);
GULP( 包含各种针对无机体系的专用力场)
二、Materials Studio&中涉及蒙特卡洛方法的模块:
Amorphous Cell( 无定形模型搭建);
Adsorption Locator( 吸附位、吸附构象);
Blends( 混合体系相容性);
Conformers( 聚合物构象);
Sorption( 吸附位、吸附等温线);
三、Materials Studio中的定量结构-性能关系模块:
Materials Studio&中的介观模拟模块:
Mesocite( 耗散粒子动力学、粗粒化分子动力学);
MesoDyn( 平均场密度泛函方法)
Materials Studio&中的晶体、结晶与仪器分析方法可分为两类:
一、Materials Studio&中的晶体结构解析模块:
Polymorph Predictor( 基于力场找到分子的稳定堆积);
X 射线、中子、电子衍射图谱解析工具包
二、Materials Studio&中的晶粒形貌预测模块:
Morphology( 包含多种通用力场,预测晶粒形貌)
Materials Studio中的定量构效关系模块:
QSAR(Quantitative Structure Activity Relationship,定量构效关系)
Materials Studio中的Perl&脚本
各模块细节介绍:
&&Materials Visualizer:
Materials visualizer 是Materials Studio 的图形化界面,也是整个平台的核心,可用于:
& 搭建、调整各类三维可视的结构模型,包括晶体、小分子、聚合物、 纳米材料、团簇、表界面、各种缺陷结构以及电极模型7.0;
& 提供模块参数设置、结果分析的视窗界面;提供结构文件、参数文件以及结果文件的管理界面;提供计算进程的监控界面;
& 对模拟结果进行各种分析,可与结构模型相结合进行数据的二维、 三维显示,可以给出数据的图表,可以对特定的结果进行动画演 示或给出矢量图;
同时Visualizer支持多种结构、图形、文本文件格式的输入和输出; 支持不同功能模块间结构数据的共享;提供Perl 语言环境,以及脚本编写;
Materials Studio&中的量子力学模块:
CASTEP 是由剑桥凝聚态理论研究组开发的一款基于密度泛函理论的先进量子力学程序。程序采用平面波函数描述价电子,利用赝势替代内层电子,因此也被称为平面波赝势方法。适于解决固体物理,材料科学、化学以及化工等领域中的各类问题。目前,CASTEP 已经在材料研究的诸多领域获得了广泛而成功的应用,每年都有数百篇文章在各类顶级学术刊物上发表。所涉及的研究对象包括半导体、陶瓷、金属、分子筛等各类晶体材料,以及掺杂、位错、界面、表面等各种缺陷结构。
DMol3&是由Bernard Delley 教授发布的一款基于密度泛函理论的先进量子力学程序,它采用原子轨道线性组合的方法描述体系的电子状态,因此也被称为原子轨道线性组合方法。DMol3&有别于其它方法的最重要特点是采用数值函数描述原子轨道,这一做法兼顾了计算精度和效率, 使得DMol3&成为一款高效实用的量子力学程序。除了预测材料的电子学、光学、热力学性能外,它还能够细致地研究气相、溶液、表面及其它固态环境中的化学反应适合解决化学、化工、生物、材料、物理等领域中的各类问题,尤其是化学反应机理及催化剂设计的问题。每年都有数百篇应用DMol3&的文章在各类顶级学术刊物上发表。研究对象涉及晶体材料、有机分子、团簇、纳米和多孔材料、生物分子等各种周期性及非周期性体系。
QMERA 是一款将量子力学方法的精确性与经典模拟方法的高效性有机结合的程序,也被称为量子力学(Quantum Mechanics) 与分子力学(Molecular Mechanics) 的杂化方法。在利用QMERA 进行模拟计算的过程中,需要在所研究体系中划分出量子力学和分子力学区域( 其中量子力学区域往往是研究中的核心和兴趣所在,譬如非均相催化中的活性位点区域),然后分别调用量子力学方法中的 DMol3&模块和经典模拟方法中的GULP 模块进行处理。QMERA 提供了多种方式解决两个区域间的耦合问题。它可研究包含上千个原子的体系,在充分考虑周围原子影响的条件下,得到其核心部分的电子结构、可能的化学反应机理、紫外可见光谱、红外光谱等信息。这一方法在非均相催化、表界面吸附、聚合物间的相互作用、生物分子活性的研究中相比于传统量化方法更具优势。
ONETEP(&线性标度方法)
ONETEP 是由剑桥凝聚态理论研究组开发的一款专门针对大体系(&500 原子) 研究的量子力学程序。其关键技术是采用非正交的广义万尼尔(Wannier) 函数替代平面波函数进行计算,并采用FFT box 技术和处理电荷密度的Density kernel 稀疏矩阵方法,使模拟计算的时间与体系的大小成线性关系。因此, ONETEP 也被称为线性标度的量子力学方法。其应用范围主要包括表面化学、大分子体系( 蛋白质、DNA、抗体) 及其它复合材料、纳米材料以及半导体、陶瓷材料缺陷等。
Materials Studio&中的半经验量子力学模块:
&DFTB+( 紧束缚近似方法)
DFTB+ 是一款融合了密度泛函方法(DFT) 准确性和紧束缚方法(TB) 高效性的半经验量子力学程序,其中所采用的原子轨道波函数和原子核间相互作用势均基于DMol3&的结果拟合得到。DFTB+ 可以对数千个原子体系进行模拟研究,为解决电子、催化、化工等领域中各种复杂体系及复杂过程的相关问题提供一种新的模拟方法。对于传统量化模块遇到的,如反应动力学过程等需要花费研究者大量时间和计算资源的问题,DFTB+ 有其独有的优势。所涉及的研究对象包括有机分子、团簇、绝缘体、半导体、金属,甚至是生物大分子等各类非周期性和周期性体系。
&&VAMP(&原子轨道线性组合方法)
VAMP 是一款基于原子轨道线性组合方法的半经验量子力学程序。它通过忽略部分不太重要的原子轨道重叠积分或者用经验参数( 基于实验数据拟合得到) 替代部分轨道重叠积分的方式简化计算。具体的方式包括NDDO 和ZINDO,以及在两者基础上演化而来的MNDO、MNDO/C、MNDO/d、AM1、AM1*5.0、PM3、PM64.4、CNDO 以及INDO。各种方式在简化的积分类型、适用的元素范围、适用的性质计算上都有一定的区别,可根据需要进行选择。VAMP 主要是对有机和无机分子体系进行模拟计算,它可以快速计算分子的多种物理和化学性质。
Materials Studio中的经典模拟方法可分为三类:
一、Materials Studio&中的分子力学、动力学模块:
COMPASS II(&高精度力场)
COMPASS 是一个功能强大的、基于量子力学方法,并且能够对凝聚态体系进行原子尺度模拟研究的力场。对其参数有效性的考察,不仅包括了单分子( 气态) 的量子力学计算结果以及实验结果,还充分考虑了其凝聚态性能。因此,COMPASS 可在一个很大的温度、压力范围内,精确地预测多种单分子及其凝聚态的结构、构象、振动及热物理性质。Materials Studio7.0 在此基础上推出了COMPASS II,添加对离子液体的支持,强化对聚合物和杂环体系的计算精度,包含的力场类型增加到253 个(COMPASS229个), 参数及函数项增加到8294 个(COMPASS 3856个)。
Forcite Plus(&包含各种通用力场)
Forcite Plus 是一款分子力学和分子动力学模拟程序。它可以对分子、表面或三维周期性材料体系进行快速的能量计算、几何优化以及各种系综下的动力学模拟研究,可以分析材料体系的各种结构参数、热力学性质、力学性质、动力学性质以及统计学性质。主要应用于有机、无机小分子、有机金属络合物、高分子聚合物、纳米及多孔材料、部分金属、金属氧化物晶体及晶体表界面结构的研究。
GULP(&包含各种针对无机体系的专用力场)
&&& GULP 是一款分子力学和分子动力学模拟程序。它可以对具有零维、一维、二维、三维结构的各种材料体系的多种性质进行计算、解释和预测。GULP 具有多种针对性较强的势函数,譬如支持壳层模型的Bush、Lewis 势以及多种原子嵌入势(EAM) 和改良嵌入势(MEAM),适合于较高精度地研究多种无机材料体系包括金属、合金体系,此外,它还具备Brenner、Tersoff 等针对碳材料的势函数, 以及可用于研究化学反应的ReaxFF 力场。不仅如此,GULP 提供了拟合和编辑势函数的工具,可结合量子力学的计算结果或者实验数据,拟合针对性更强的势函数,提高模拟计算精度。对于有机小分子、金属单质、合金、金属氧化物、碳、硅纳米材料、硅铝多孔材料、铀、镎、钚的混合氧化物以及粘土矿物,GULP 均可做较高精度的研究。
二、Materials Studio&中涉及蒙特卡洛方法的模块:
Amorphous Cell(&无定形模型搭建)
&&& Amorphous Cell 模块是一个采用蒙特卡洛方法搭建无定形模型的工具。它可用于搭建具有多种组分及不同配比的高分子共混模型、溶液模型、复合材料模型、固液/ 固气界面模型、孔道填充模型、向列型液晶模型等,对塑料、玻璃、食品、化工以及复合材料等领域的模拟工作具有重要的辅助作用。
Adsorption Locator(&吸附位、吸附构象)
&Adsorption Locator 是一款采用蒙特卡罗模拟退火方法搜索吸附质在基底材料上的最低能量吸附构象的程序,它可以给出吸附质的稳定吸附位点、混合吸附质的优先吸附成分、纳米级催化剂的活性位、原子层沉积过程的最稳定位置,帮助研究人员从原子水平上了解吸附过程( 结构影响、添加剂作用)。在涂料开发、表面腐蚀研究、催化剂设计以及晶体结晶形貌等领域具有理论指导意义。
Blends(&混合体系相容性)
Blends 是一款以力场为基础,采用扩展的Flory-Huggins 模型估算二元混合物体系相容性的程序,可以有效的缩短工艺探索周期。这些二元混合物包括溶剂- 溶剂、聚合物- 溶剂以及聚合物- 聚合物。这种模拟技术能够直接从二元混合物的化学结构预测出混合物的热力学性质。作为一个快速的筛选工具,Blends 可以在缩减试验次数的同时开发出稳定的产品配方,它在粘结剂、医药品、化妆品、金属特种表面涂层、眼镜和塑胶等材料制备领域具有重要作用。
Conformers(&聚合物构象)
Conformers 是一款以力场为基础,搜寻分子最低能量构象的程序。它包含多种方法,多种判据以及多种可控条件,能够高效地探索各类分子的构象,包括环状结构的分子。不仅如此,Conformers 还具有一定的分析功能,可以建立分子构象与其能量、偶极矩、回转半径之间的关系。在结晶、催化以及聚合物研究等诸多领域,Conformers 都具有很高的应用价值。
Sorption(&吸附位、吸附等温线)
Sorption 是一款基于巨正则蒙特卡洛(GCMC, Grand Canonical Monte Carlo) 方法预测单一或混合组分在微孔材料和介孔材料中吸附的程序。它所涉及的体系包括分子筛、铝磷酸盐、粘土、纳米管、聚合物膜、硅胶、活性炭和金属- 有机骨架材料等。Sorption 可直接给出吸附等温线( 载荷曲线)、亨利常数等性质,可应用于气体分离、烃类裂解、气体传感器以及离子交换等诸多领域的研究, 大大提高工业用气体、石油石化产品以及特种催化剂的生产效率,有助于提升商业利润。
三、Materials Studio中的定量结构-性能关系模块:
Synthia 是一款以美国陶氏公司Jozef Bicerano 博士的工作为基础,使用先进的定量结构- 性能关系方法(QSPR,Quantitative Structure Property Relationship) 预测聚合物性质的程序。不同于传统的基团贡献法,Synthia 使用聚合物的拓扑信息,特别是源于图论的连接指数,建立原子和化学键与聚合物性质的关联,因此,它可以预测由碳、氢、氧、氮、硅、硫、氟、氯和溴组成的所有聚合物的性质,而不受基团贡献数据库的限制。Synthia 的预测结果在实际工作中得到了广泛的验证。
Materials Studio&中的介观模拟模块:
Mesocite(&耗散粒子动力学、粗粒化分子动力学)
& & & Mecocite 是一个包含粗粒化分子动力学以及耗散粒子动力学两种方法,并以软凝聚态材料为主要研究对象的介观模拟工具。依靠介观方法在时间和空间尺度上的优势,Mecocite 可以更加快捷的研究添加剂、溶剂、单体类型、比例对各种均聚、嵌段、枝状聚合物结构、性能的影响;研究大分子的扩散;研究纳米复合材料中纳米管的分散性等。它在复合材料、涂料、化妆品以及药物的控释领域具有重要应用。
MesoDyn(&平均场密度泛函方法)
& & & MesoDyn 是一款基于动态平均场密度泛函方法的介观模拟程序,主要用于复杂流体,包括聚合物熔体和混合体系在介观尺度的动力学研究。它将真实的聚合物转化为高斯链(Gaussian Chain) 模型,将真实体系的动力学过程转变为不存在相互作用的高斯链在一个平均场作用下的运动,此时的运动利用朗之万泛函方程描述,此时的平均场则与表征聚合物相互作用的Flory-Huggins 参数密切相关。MesoDyn 可以模拟100- 1000nm 的体系,可以非常方便的研究复杂流体、聚合物共混的动力学过程和稳定拓扑形貌,在涂料、化妆品、混合材料、表面溶剂、复杂药物传输以及相关领域具有广泛应用。
Materials Studio&中的晶体、结晶与仪器分析方法可分为两类:
一、Materials Studio&中的晶体结构解析模块:
Polymorph Predictor(&基于力场找到分子的稳定堆积)
& & & Polymorph Predictor 是一个以力场为基础,采用蒙特卡洛模拟退火法,由给定化合物的分子结构预测其多晶型的工具。晶体材料在制药、农药、染料、炸药以及专用化学品工业中有着非常普遍的应用,然而,由于晶体结构的多样性,即使具有相同的分子结构,这些晶体材料在贮存期、生物药效、溶解性、形貌、蒸汽压、密度、颜色和冲击感度等方面往往具有明显差异,因此,对材料各种可能晶型的预测和性质研究显得非常重要。
X&射线、中子、电子衍射图谱解析工具包
& & & 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,将系统消光规律引入指标化过程, 能够给出细长或扁平晶胞的高质量指标化结果,成功率达到92%,远高于传统的DICVOL(46%)、TREOR(46%)、 ITO(33%) 方法,同时允许用于指标化的衍射峰中出现杂质相衍射峰,指标化结果已然考虑仪器零点漂移
& & &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,并能根据结构的改变进行即时的更新。粉末衍射指标化算法包括:TREOR90, DICVOL91, ITO and X-Cell。结构精修工具包括Rietveld精修和Pawley精修。另外,Reflex可以利用粉末衍射的无定型参考数据和结晶参考数据来确定物质的结晶度(Crystallinity)。
Reflex Plus&&&
& & &在Reflex标准功能的基础上加入已被广泛验证的Powder Solve技术,Powder Solve 是一个基于蒙特卡洛模拟退火法或者平行回火法,堆积得到材料晶体结构的工具。它可以在材料密度、化学式、晶胞参数、空间群确认的基础上,得到原子各种可能的堆积排列方式,并依据其衍射图谱与实测衍射图谱的差异( 剩余方差因子),对各种堆积方式做出取舍。Powder Solve 为进一步的Rietveld 修正提供初始结构,适于全新晶体结构的研究。
Reflex QPA&
& & &利用粉末衍射数据及Rietveld方法进行定量相分析的强大工具,可以通过多相样品的粉末衍射图判定不同组成成分的相对比例。可用于化学品或医药工业中有机或无机材料组成成分的确定。
二、Materials Studio&中的晶粒形貌预测模块:
Morphology(&包含多种通用力场,预测晶粒形貌)
Morphology 是一个通过材料晶体结构预测其晶粒形貌的工具。它可对特定添加剂、溶剂以及杂质存在下的晶体形貌研究提供帮助。其主要应用领域包括医药品、农用化学品、食品科学、石油化工、水泥、日用品以及特殊化学品等。
Materials Studio中的定量构效关系模块:
QSAR(Quantitative Structure Activity Relationship,定量构效关系)
QSAR是化学、化工以及材料领域中的一种重要研究手段。它通过构建材料的实验信息(&性质&) 和分子水平特征(&描述符&) 之间的统计回归模型,进而预测未知材料的性质。所涉及的体系包括分子晶体、无机晶体、分子筛、高聚物、表面活性剂等。QSAR 的应用可以极大的提升高性能材料的研发速率。
Materials Studio中的Perl&脚本
随着分子模拟技术的发展,为了更好、更灵活地使用各个模块的功能、处理得到的数据,Materials Studio 逐步开放了基于Perl 语言的脚本编写。Perl能够实现重复性计算任务和涉及多个模块、多种任务的流程化计算过程的自动化处理,同时能够拓展Materials Studio 的应用,实现Materials Studio 中的模块所不具备的模拟功能,支持在Materials Studio 中整合其它程序。
、Materials Studio软件与Pipeline Pilot流程处理平台的整合
什么是Pipeline Pilot&?
Pipeline Pilot(PP) 的是Accelrys 公司旗下的一款图形化工作流软件,具备功能强大的信息整合和流程定制能力,其在优化研究创新周期、提高工作效率与减少研究和IT 经费方面能发挥巨大作用。用户不仅能够通过Pipeline Pilot 整合和挖掘海量的研究数据、自动化数据的分析流程,而且还可以实现企业级的研究成果快速分析、可视化与共享,提升大范围的协作能力。
Pipeline Pilot&与Materials Studio&的整合
Materials Studio 在菜单中具有pipeline pilot protocols 选项,可以直接调用Pipeline Pilot 的相关计算功能6.0;Pipeline Pilot 中的Materials studio component collection(MSC) 模块集成了MS 中主要的建模和模拟工具,可以为材料研究的预测分析和自动化工作流程提供完整的软件解决方案。
、Materials Studio软件的系统要求
Materials Studio&运行的软硬件环境a
服务器端操作系统
x86-64 Linux(Including Cluster)
& Windows Vista (Business & Enterprise) - SP2
& Windows Server 2008, all editions - SP2
& Windows 7 (Professional & Enterprise) - SP1 64-bit
& Windows Server 2008, all editions - SP2 and R2 SP1
& Windows 7 (Professional & Enterprise) - SP1
& Windows 8 (Professional & Enterprise)
& Windows 8.1 (Professional & Enterprise)
& Windows Server 2012, all editions
x86-64 (64-bit)
& Red Hat Enterprise Linux Ser ver and Desktop 5
& Red Hat Enterprise Linux Ser ver 6
& SuSE & Linux Enterprise Server 11
服务器硬件环境b
Intel 及兼容的CPU
4GB 内存,内存越大,处理体系越大
2.2GB 硬盘空间
客户端操作系统
& Windows Vista (Business & Enterprise) - SP2 (32-bit only)
& Windows 7 (Professional & Enterprise) - SP1 (32-bit and 64-bit) uses 32-bit binar y Materials Studio client
& Windows 8 (Basic, Professional & Enterprise) - (32-bit and 64-bit) uses 32-bit binar y Materials Studio client
& Windows 8.1 (Basic, Professional & Enterprise) - (64-bit only) uses 32-bit binar y Materials Studio client
客户端硬件环境&b
Intel 及兼容的CPU
4GB 内存,内存越大,处理体系越大
2.2GB 硬盘空间
16-bit / 65536 colors 显卡( 最低要求)。高性能的显卡,将极大提高模型,色阶图的显示质量,
对于大体系的动态演示至关重要
a 上述软硬件环境适用于Materials Studio 7.0
b 具体配置请与硬件工程师联系
创腾科技有限公司简介&&
创腾科技的使命:信息技术带动研发、管理和决策模式的变革与创新
创腾科技的愿景:一流的信息技术广泛应用于客户业务价值的提升
&&&&&&创腾科技有限公司成立于2000年初,是业界领先的以面向生命科学和材料科学领域,系统提供综合研发信息化平台的高技术企业。创腾科技的业务总部设在北京,在上海设有研发中心,在香港设有营运中心。
&&&&& 作为一家业界领先的信息技术公司,创腾科技可以为生命科学和材料科学的用户,提供包括计算模拟与业务智能、研发信息调研与管理和实验室信息化等三大信息化平台的综合解决方案和服务,提升这些用户在研发领域的管理、决策和创新能力。创腾科技与国际上在业界领先的著名信息技术公司拥有长期而紧密的合作关系,并拥有业界最先进的开发平台和较强的研发能力,能够为中国的企业和科研机构提供当前世界上最先进的信息技术解决方案和服务。
&&&&& 作为一家高科技企业,创腾科技80%以上的员工拥有硕士或博士学位,创腾科技所拥有的高素质人才和经验丰富的管理团队,能够保证创腾科技向用户提供一流的技术支持和服务。现在,在中国已有超过500家的单位得到了创腾科技所提供的产品和服务,其中包括国内最大的制药企业,最大的新药研发外包企业、最大的石化企业以及主要的高校和科研单位等。利用信息技术,推动研发、管理和决策模式的变革和创新,是创腾科技努力的目标。创腾科技愿意为提高中国科研机构和企业的创新能力与核心竞争能力,做出自己的贡献。
合作伙伴:
计算模拟与业务智能:
Accelrys/SYMYX&&&&&&&全球领先的分子模拟与业务智能信息平台的提供商
TIBCO Spotfire&&&&&&&&&全球领先的业务智能软件的供应商
Intergromics&&&&&&&&&& &全球领先的生物信息学实验数据管理与分析软件供应商
研发信息调研与管理平台:
Accelrys/SYMYX&&&&&&全球领先的化学与生物信息管理平台提供商
Thomson&Reuters&&& 全球领先的医药与专利在线情报提供商
BIOBASE&&&&&&&&&&&&&&&&全球领先的在线分子生物学信息提供商
实验室信息化平台:
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