数学、物理、化学、生物、地理常用软件介绍(2)

2019-08-02 00:44

(5)图谱解析

解析有机化合物的红外、核磁及质谱有时是一件非常困难的工作,特别是复杂化合物的图谱解析更是这样。

核磁图谱的解析可以先利用ChemNMR, C13 Module for ChemWindow, gNMR等软件对目标化合物的化学位移进行估算或作出模拟谱,用以协助对该化合物图谱的指认。ChemNMR为ChemDraw Ultra版本的一个插件,可以用来估算大多数有机物的1H、13C化学位移及用线图表示的相应图谱,C13 Module for ChemWindow为ChemWindow的一个插件,可以用来估算大多数有机物的13C化学位移,gNMR则可用来估算任何NMR活性核的化学位移,并能画出非常逼真的图谱,该软件包所带的几个工具(gSPG, gCVT)亦可用来处理一维核磁图谱数据,并能与模拟谱进行比较,有关该程序的信息及演示版可以查阅http://www.cherwell.com/, 二维核磁的解析可以使用Sparky程序, 特别是对复杂2D NMR的解析非常有用。IR Mentor Pro,及IR SearchMaster为专门用来辅助红外图谱解析的工具,它们能对给定的红外图谱数据自动分析与处理,或对给定的振动谱带给出可能存在的功能团,有关的演示版可以在ftp://ftp.softshell.com/pub/上下载。MassSpectra Simulator为质谱模拟程序,其有关信息可以查阅以下网址http://members.aol.com/gjlinker .此外, 在ChemWindow 6.0 Spectroscopy版本中也有丰富的质谱分析辅助工具。

(6)计算机辅助教学 利用计算机动画、多媒体等功能协助学习一些比较抽象是一种非常有用的工具。这类的软件市面上非常多,不胜枚举。这里只介绍两个有关有机合成路线设计和有机化合物命名的工具。 CHAOS程序的出现比较早,是随一本《Organic Chemistry in Action》书一起上市的,这个短小精悍的程序可以使用“逆序法”自动寻找目标物的合成原料,非常好用。 前面已经介绍了ChemDraw的ultra版本包括了有机物的IUPAC命名功能,那是因为其中包括了一个Beilstein公司的AutoNom 2.0命名软件;实际上,今年该公司推出了AutoNom 4.0版,其功能更强大,除了给出IUPAC名称外,还给出CAS名称,更增加了对立体化学的支持。该软件的演示版可以在http://www.beilstein.com/站点下载。

(7)量子化学计算

量子化学对分子结构与性质的解释与预测是任何其它工具所不能替代的。但对大部分的化学工作者来说,不可能、也没有必要去弄清楚量子化学计算的每一个细节,我们关心的只是其结果。与分子结构和性质的计算有关的程序逐渐成为化学研究中一个必不可少的工具:WinMOPAC为著名的半经验分子轨道(AM1, PM3, MINDO, MNDO/3等)计算程序MOPAC的商业版本,同共享版相比,界面更友好,方法更多。计算出的分子轨道及电荷密度等可以用三维图形表示出来。最新版本的2000。有关信息可查阅http://www.winmopac.com/站点。 PC Spartan为WaveFunction公司的产品,分为标准版、Plus版及Pro版,功能依次增加,其计算方法包括:MM2, AM1, AM1 with Solvent, PM3, 从头计算等,亦可将分子轨道及电荷密度等用三维图形表示。有关信息请查阅http://www.winmopac.com/站点; 此外,该公司还有一个Titan程序,在本文的后面有所介绍。

HyperChem等功能比PC Spartan更强,包括常用的几乎所有分子力学及半经验分子轨道方法及多种基集的从头计算等,并能计算振动光谱、电子光谱、分子动态学等,所得结果可以非常漂亮的三维图形表示出来。其网站在http://www.hyper.com/, 可以下载测试版。

Gamess为一免费的从头计算程序,其速度快,并提供源程序。但其界面为DOS界面,必须

用手工输入分子结构及计算相关的命令,比较繁琐。有关信息可查阅http://www.msg.ameslab.gov/GAMESS/GAMESS.html。另外,有一个专门为Gamess设计的用户界面Visualize,使得结构与命令的输入更简单,计算的结果可以三维图形方式表现出来。该软件亦为免费程序,可以在http://www.compbio.net/上下载。

Gaussian在量子化学界非常有名,支持常用半经验方法、从头计算法及密度泛函理论,其用户界面不够友好。但可以在Chem3D加入CS Gaussian Client插件后简化用户的操作。其站点在http://www.gaussianinc.com/。

Jaguar为Schrodinger公司给使用工作站(如SGI, HP, DEC)及LINUX操作系统的PC所设计的从头计算及密度泛函计算程序,其速度特快,用户界面一般。其站点为http://www.schrodinger.com/。

Titan为设计PC Spartan的WaveFunction公司与设计Jaguar的Schrodinger公司合作的结晶,该产品支持半经验方法、从头计算法及密度泛函计算,用户界面友好。但功能相对较薄弱。 另外,由原Oxford Molecular Ltd开发,现被日本的Fujitsu公司收购的CAChe程序时专为实验化学家所设计,使用简单的量子化学程序,功能强大。但价格相对较贵。

(8)其他

1、化学实验仿真软件Model ChemLab 2.0

常用功能:绘制化学实验仪器,还可以给仪器添加水、标签等。

2、化学结构式绘制软件ChemDraw 5.0

说明:ChemDraw是ChemOffice的组件之一。 主要功能:绘制化学结构式。

3、化学结构式和反应式绘制软件ISIS/Draw 2.4 主要功能:化学分子结构式和反应式绘制。

4、专业绘制化学结构式软件ACD/ChemSketch 5.0

基本功能:绘制最基本的化学结构式,推算其宏观特性、化学反应图表、DNA双螺旋、电子轨道,绘制化学反应实验装置、实验室警告标志、与化学相关内容的海报、投影。

5、数据分析、工程绘图的软件Microcal Origin 5.0 主要功能:数据分析、工程绘图。

6、 化学软件:

计算化学类:Gaussian98,Spartan,ADF2000,ChemOffice

CoCoA、Singular、Macaulay等是处理交换代数和代数几何问题的NCSS,LISREL8.2.MINITAB14, JMP5.0, STATA8.0 1.红外光谱分析软件OPUS 2.NMR分析软件Mestrec

3.分子式软件chemwin 可以写方程式chemoffice(可以写方程式,预测1H or 13C NMR 铺图)chemsketch((可以写方程式,预测1H or 13C NMR 铺图,3D等功能) 4.实验过程,装置软件GlassyChemistry

5.XRD普图数据库 (sorry,应该归纳到数据库中,单方这里也无妨)PDFWIN6。

一些辅助软件chemcialelementschemical handbook7.其他的如origin, word等就不说了。

2、化学编程:

四、生物

1生物软件 (1)三维分子类

RASMOL:观看生物分子3D微观立体结构 RasTop:为RasMol 2.7.1的图形用户界面软件 CHIME:直接在浏览器中观看3D分子

MolMol:将pdb等格式的蛋白文件通过微调,存成普通的图形文件 raswin.exe.gz:rasmol(win)2.7.0.1 rasmol新版本及汉化版本 CrystInfo:用来快速、容易地构建、观察与检查晶体3D结构 PDViewer:PDB格式文件的查看程序

Weblab Viewlite:三维分子浏览工具及大量分子文件例子 Weblab ViewerPro:三维分子浏览工具

ICMLite:三维分子浏览工具,有一些其他软件没有的功能 VMD:三维分子浏览工具,可以进行动态显示 CN3D:3D分子结构观察软件

WPDB:PDB文件检索显示分析软件

DTMM:三维分子模型显示、编辑与构建程序 Mole:高性能的大分子三维图形显示计算工具 gopenmol:显示并分析分子结构及其特性 POV-Rayv:生成三维图像工具软件

MolPOV:将PDB文件转化为POV格式文件的软件 Mol2Mol:分子文件格式转换软件

PovChem:将PDB文件转化为POV格式的文件 Ortep-3 for Windows:生成分子的热椭圆形点图 PLATON:通用结晶学软件工具

Mage:读取并演示Kinemage格式文件的专用软件 Prekin :将PDB格式文件转换为Kinemage格式文件 Swiss-Pdb Viewer:PDB文件显示与分析软件

DINAMO:蛋白序列排队比较编辑与三维模型构建工具 PCMoleeule2 Lite:查看PDB格式文件的免费软件 StrukEd :化学分子编辑与三维模型生成软件 JMVC:使用JAVA技术编写的三维分子查看器 ReView:读取及分析XYZ格式三维分子文件

Oscail:用来处理、定义与检查小分子单晶的软件包 Moilin:分子构建与观察软件

Tinker:与Moilin配套的DOS下的分子设计建模

Biodesigner:免费的分子建模与显示软件

MoluCAD:全功能的分子建模与显示工具软件 Viewer Activex Control:三维分子显示控件

MarvinView:JAVA语言编写的化学分子二维与三维显示程序 ACD/3D Viewer for ISIS:免费的ISISDraw三维显示插件 Amira:高等三维显示建模系统

AmiraMol:Amira 2.3 相应的显示三维分子的增强工具 Visualize:分子建模和研究软件包

ScientificGL:C++OpenGLAPI三维分子开发工具

Sojourner:找出小蛋白的最小能量构形并实时演示的软件

(2).DNA分析

DNAClub:DNA处理软件 JaMBW:分子生物学软件包

DNATool:功能很全面的DNA序列分析工具包

pDRAW:DNA分析与绘图软件,可绘制线性或环形DNA图 ANNHYB:用来帮助进行PCR引物设计与基因探针设计的软件 RESTRICTION ANALYSIS:限制酶消化工具 ABIView:ABI格式文件显示与编辑软件 Chromas:ABI格式文件显示与编辑软件

Sequence viewer:获取与观察从GSDB获取的DNA序列数据及其关联特性的工具 DNAssist:DNA序列分析工具 DNAProbe:核苷酸序列设计工具

DnaSP:DNA序列种群遗传学分析软件 DFW:DNA分析软件

Artemis R4:以Java语言写成的序列查看工具 ’ ACT R1:以Java语言写成的序列比较查看器 GDA:主要用来进行不连续基因数据的统计分析

RDP:从一组排队比较(Align)的核酸序列中查找潜在的重组体软件

Sequencher:装配DNA小片段为大的连续序列或毗连(序列)群\软件 MehCalc:自动计算DNA序列热力学数据的Excel电子表格宏软件 基因探索者:中文界面的功能集成、高效、快捷的基因分析软件 ConsInspector:DNA蛋白结合位点预测识别软件

MatInd与Matlnspector:快速匹配DNA序列与已知共有序列的软件工具 GBuilder:JAVA语言编制的用来分析与显示DNA序列的软件

GenomePixelizer:帮助理解基因组中的簇基因(C1ustermggene)之间的相互关系的软件 LabBook Genomic XML Viewer:图形化显示并处理GenBank序列数据的免费软件 Gene Construetion Kit 2 :管理并显示克隆策略中的分子构建过程软件 Genalysis:比较基因组或大量基因序列的工具软件

(3).RNA分析

RNAdraw:RNA二级结构分析软件 RNAstructure:预测RNA 级结构图 RnaViz:RNA二级结构图绘制程序

(4).蛋白质分析

ANTHEPROT:蛋白序列分析软件包 pSAAM:蛋白序列分析软件包

VHMPT:螺旋状膜蛋白拓扑结构观察与编辑软件 aminoXpress:免费的多功能蛋白分析软件包

(5).生化教学

mmp.zip:将生化代谢中的各种途径用图表的形式表示出来 linpath.zip:线性酶反应模拟软件 protlab:蛋白质纯化仿真软件

MOLMED.ZIP:生化基础概念演示教学程序 Biochem:生化教学文件 photo:光合作用教学程序

Adrenalin:肾上腺素在肝糖原代谢中的作用演示 Virtual Cell Lab:多媒体细胞生物学教学程序 (6).生化工程

brd.zip:生物反应器(发酵罐)设计软件 BioStat:BioStatB发酵罐控制程序 PenSimv:青霉素发酵模拟软件

BioProSim:发酵实时模拟软件

(7).序列格式转换

vised:序列输入分析和格式转换软件 ForCon:多序列文件格式转换软件 SeqVerter:序列格式转换软件

GeneStudio LE Version:序列格式显示、编辑与转换工具软件

FASTA/BLAST SCAN:FASTA与BLAST查询输出文件的处理软件 RevComp:序列格式转换软件

(8).引物分析

primer Premier 5.0:引物设计工具 Oligo:引物分析著名软件

Primer Designer:专门用 pASK-IBA~pPR-IBA表达载体免费的引物设计辅助软件 Array Designer:批量设计DNA和寡核苷酸引物工具

Beacon Designer:PCR定量分析分子信标(Molecularbeacon)设计软件 NetPrimer:基于WEB界面的引物设计程序

(9).序列综合分析

pcgene:分子生物应用软件

MACAW:多序列构建与分析软件

Clustal W:用来对核酸与蛋白序列进行多序列比较的软件


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