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为实验科学搭建计算模拟与信息管理平台

* 作为实验科学家，您已经知道计算模拟工具会给您的工作带来很多好处，可您却苦于无法抽出时间来去学那些复杂的使用方法和功能；
* 作为计算模拟的专家，您开发了很多的计算工具和应用方法，可是却找不到好的方式和方法让实验科学家把这些工具有效的利用起来；
* 作为一个实验室或研究所的管理者，您是否在苦恼购置的计算模拟工具和管理系统得不到充分而有效的利用；
* 作为一个企业的研发负责人和管理人员，您是否在苦恼因为研发过程中产生的各类信息掌握不及时，而在决策过程中遇到各种各样的困难；
* 现在有了Pipeline Pilot以后，您上面遇到的问题就能够得到较好的解决。下面有关Pipeline Pilot的详细概述，会让您详细的了解，Pipeline Pilot是如何解决这些问题的。

信息的处理和加工
对于从事药物研发的企业来说，信息的收集、管理以及有效的利用是至关重要的。然而这方面的工作又十分繁琐，而且很容易受到现有信息系统架构的限制。Pipeline Pilot能够自动管理和分析不断冲击药物研发领域的海量数据，省去常规而繁琐的数据处理和分析工作。

化学信息、生物学信息的处理
化学组件：由80多个模块组成，实现了超过125种不同的功能，提供了一套广泛的分子属性计算、过滤和操作工具。客户利用这些工具能够实现：
– 化合物数据库的整理和标准化，以及相应的相似性搜索和子结构检索
– 组合化学库的设计
– 结构活性关系的建模，最大公共子结构的查找
– 化学性质的计算，如分子量、AlogP或极性表面积等
– 用扩展连通性指纹（ECFP）方法计算分子结构指纹
– 基于各种化学属性对分子结构进行分类和筛选，如Lipinski过滤器中的类药五原则等

该组件支持绝大多数的工业标准化学格式，包括来自MDL的SD, RG, RXN, 以及来自Daylight的SMILES, SMIRKS, SMARTS, TDT等各种表达化学结构的文件格式，并可实现各种格式之间的转化。

ADME/T组件：不仅能够计算分子的各种ADMET性质，如水溶性、血脑屏障通透性、肝毒性、肠吸收率和血浆蛋白结合率等，而且能够预测已知药物的代谢产物。

序列分析组件：包括一套完整的生物信息学工具，对蛋白质和核酸的序列进行分析和处理，支持序列搜索和序列比对，产生引物和扩增子，siRNA设计，发现限制性酶切位点，蛋白质序列注释和特征分析。

生物信息挖掘组件：能够对序列、基因、蛋白、表达、通道和疾病信息进行整合。作为对序列分析组件功能的扩展，生物信息挖掘组件从内部和外部数据资源中获取信息、提升客户决策力。生物信息挖掘组件可以访问的外部资源包括GeneBank, UniGene, Entrez Gene, Prosite, KEGG, UniProt, Pfam, Gene Ontology和HomoloGene.

数据分析和统计建模
建模组件：包括一系列用于学习和建模的工具、统计性的过滤器、以及进行分类的工具。利用这些工具，不仅可以表征和挖掘数据，还能构建有预测能力的模型。实现快速的数据聚类分析、自动的分类学习能力、主成分分析等，还可以结合化学组件使用，以实现构效关系活性模型的建立、化合物聚类和最大公共子结构的发现。

R统计学组件：能够对数据进行深入细致的分析，创建信息丰富的图表，并提供有充分根据的结论。利用公共领域的R程序包，把统计学方法应用到数据操作、分类、学习建模和数据分析当中。使用R统计学组件能够：
– 对若干的数据系列进行Anova分析（方差分析）以揭示它们之间的相关性
– 用神经网络技术为HTS（高通量筛选）活性数据建立模型
– 应用众多的聚类分析方法对活性化合物进行分类
– 利用线形回归方法找出实验数据的相关性

决策树组件：包括用于回归分割模型的构建、验证和应用的各种工具。这些工具可以利用连续描述符或二进制描述符（例如：分子结构指纹描述符）进行工作。客户利用这些工具可以：
– 采用大量的描述符对海量数据进行建模
– 了解每一个描述符对模型精确性（如对活性的预测）的重要程度
– 利用具有预测能力的模型对化合物库或虚拟库进行筛选

图像数据的处理
图像处理组件：应用Pipeline Pilot工作流程自动化功能和视觉程序处理图像任务。这种直观的、基于Web的企业用户可以访问的软件平台提供成熟的工具，能够提高、处理、分析、测量和报告图像数据。图像处理组件能够将数字的、化学的、图形的和文本的数据整合在一个计算平台上。

Pipeline Pilot图像处理组件具有如下优点：
– 成熟的图像处理工具和自动工作流程用于分割图像，识别、标记和注释对象；测量跨多通道图像的数值性质和统计性质；图像像素改变
– 适合任意的标准图像格式
– 允许处理图像和非图像数据
– Pipeline Pilot服务体系提供无与伦比的可测量性，配置选项和质量控制
– 高度形象和直观的交互式结构使图像处理易于进行

文本信息的处理
文本数据分析组件：Pipeline Pilot中具自动化和数据整合功能的文献检索和文本数据挖掘工具。通过整合文献检索和文献描述到用户自己的科研流程中，完成最有挑战性的文本数据挖掘目的。文本数据分析组件能够实现：
– 外部文献或内部文件检索，或整合应用第三方检索引擎
– 使用含短语，通配符和同义词匹配的单查询语言
– 从文件和网络文献中提取关键概念或发现相关性
– 使用来自网上文献的注释和相关性提高化学或生物信息学日常事务效率
– 发现用户相关领域的发展趋势和新关系

数据处理结果的报告

数据的报告
报告组件：利用此组件可以为客户定制数据分析和数据挖掘协议的总结报告。报告中可以显示多个表格、曲线图和图像，从多个角度对数据进行观察。用报告组件生成的报告格式可以个性化定义，用客户认为最好的方式来显示数据和分析结果，便于阐述和存档。
利用数据报告组件能够实现：
– 对来源完全不同的几组数据集进行总结
– 应用标准模板生成包含所有结论的形式统一的报告
– 采用更直观的方式来展示分析结果
– 通过网络发布报告协议来简化常用的数据库查询

资源的整合和共享

* 资源整合和共享能够最大限度、有效地利用现有资源，避免资源重置和浪费，降低成本，提升制药企业的创新能力和竞争力。

* 您想使您分散的计算资源整合成一个联合的整体吗？您想使您复杂的研究路线变成一个全自动的流程化的协议吗？您希望以简单的方式将您开发的和拥有的计算资源共享吗？您希望非专业用户也能方便的使用您共享的计算资源吗？Pipeline Pilot可以帮您实现这一切。

* Pipeline Pilot提供上了百个可以实现计算、筛选等各种操作的可配置组件，使数据处理协议（流程）很容易构建。利用Pipeline Pilot图形化的操作界面，客户能够灵活调用组件，轻松地将运行在不同平台上的第三方应用程序（如分子对接和分子动力学程序）集成到协议中。

* 协议建立后，可以发布给企业内部成员使用，每个成员只需通过简单的网页界面，便可在任何地方调用这些协议来处理自己的数据。还可以降低提供给特定客户的协议的复杂性，仅仅列出特定客户能够理解和使用的选项，利于特定客户更轻松地使用，从而促进计算研究工作中的合作，并把已有的研究成果扩展到更广泛的潜在用户中去。

计算资源的整合
集成组件：Pipeline Pilot的一个重要的功能是它能和现有的计算资源集成在一起。集成组件提供了强大的集成功能，能够把外部的应用程序和数据库无缝连接到Pipeline Pilot任何数据处理协议中。在Pipeline Pilot协议中，能够完成：
– 在企业内部数据库中检索数据或存储检索结果
– 有效的利用第三方应用程序进行计算
– 利用标准的脚本环境进行快速的功能拓展
– 启动最喜爱的窗口应用程序来浏览处理过的数据

客户可以自定义集成组件并进行发布，可以授权给其他用户共享。终端客户可以象使用系统中的其他组件一样，方便地使用这些自定义组件，不用考虑这些外部程序放置在什么地方，或者这些集成过程是如何完成的。

SDK系列工具包：对于药物研发企业，SDKs（software development kits）用于将Pipeline Pilot直观而有用的科研能力和数据处理能力传送给终端用户。为了实现从私有的或第三方应用程序对Pipeline Pilot流程运行的完全控制，SciTegic提供三种不同的SDKs。Pipeline Pilot通过SDKs配置高度定制的客户端界面使其强大的自动化的和有效的数据处理流程被更多的用户使用。这种零空间占用的Web界面能被用户定制以满足不同需要的。使用客户端SDKs能够实现：
– 为更多的用户配置强大的科研工具
– 构建特定的终端界面，减少支持和培训成本
– 将Pipeline Pilot服务器作为中间层整合到企业应用程序体系的支持件中
– 使用标准语言构建客户端应用程序，降低配置成本

与药物设计软件Discovery Studio的联合使用
DS Catalyst系列组件：能够完成与药效团模型相关的一系列新药发现研究，包括化合物数据库的生成与管理，化合物多构象模型的生成，基于活性分子建立药效团模型（包括3D-QSAR药效团模型和共有特征药效团模型），基于受体结构建立药效团模型，药效团模型的优化，基于药效团模型的数据库搜索和基于分子形状的数据库搜索等。

DS TOPKAT组件：化合物毒理性质预测工具。通过化合物的二维结构信息构建高质量的QSTR（定量结构-毒性关系）模型，并对各类有机化合物的诸如急性毒性、慢性毒性、诱变性、再生性等性质进行预测，大大节省实验的投入和时间。包括专利技术——“最佳预测空间”评估验证技术（OPS – Optimum Prediction Space），以及高效的批处理预测能力，可对大批量的有机化合物的毒理性质进行快速而准确的预测，满足各类企业和研究机构对化合物进行毒理研究的需求。

DS CHARMm组件：DS CHARMm能够用于研究多种分子（从小分子配体到多组分的生理复合物）的热力学及动力学特性，如核酸、蛋白质、配体、蛋白质和配体复合物的分子动力学模拟及分析等。哈佛大学开发的这个工业标准的分子力学及动力学程序，不断升级并增加最新的功能。在Pipeline Pilot中，基于CHARMm的对接算法CDOCKER用于柔性分子对接。准确的MM-GBSA和MM-PBSA score计算受体-配体结合自由能。除了领先的动力学模拟引擎外，DS CHARMm还包含合适的力场和溶剂化模型及PME静电模型。用户可以使用DS CHARMm组件定制复杂的模拟流程，也可以将该流程与其它计算应用软件整合在一起使用。

资源的共享
三种客户端模式：Pipeline Pilot包括几种不同的客户端使用界面，客户可以根据特定需要选择性的使用。
– 网页客户端：大量的潜在用户可以通过简单的网页浏览器界面使用Pipeline Pilot的功能。他们可浏览其他用户已发布的协议，按照意愿设置协议的参数，并运行这些协议来处理数据。标准客户端用户和Lite客户端用户所运行的协议都可以提供给网页客户端用户运行。
– Lite客户端：Lite客户端除了运行现有协议这一基本功能以外，还有很多的扩展功能。图形化的操作界面可以帮助用户了解每个协议的数据处理逻辑，并监测它的进程。更为重要的是，除了有关集成和脚本编程的组件（为标准客户端用户保留）以外，Lite客户端用户可以使用服务器上的任何组件来建立自己的协议。
– 标准客户端：标准客户端用户拥有对Pipeline Pilot所有功能的完全控制。只有他们才可以发布开发出来的协议给其他用户使用。他们还能通过创建和修改组件将Pipeline Pilot个性化。另外，他们可以通过集成组件和脚本编程组件实现对外部程序的控制。因此，标准客户端用户能够无限地扩展Pipeline Pilot的功能，甚至可以从命令行界面来操作Pipeline Pilot，以实现协议的批处理。Pipeline Pilot至少需要一个标准客户端，提供诸如协议发布和服务器管理等必要功能。

基于Windows系统和个人电脑、面向生命科学领域的新一代分子建模和模拟软件Discovery Studio基于Pipeline Pilot。使用标准客户端编辑的协议可以在Discovery Studio中使用，另外用户也可以根据自己工作的需要将Discovery Studio中的部分功能流程在Pipeline Pilot中进行编辑组合。

多用户网页共享模式：通过网页浏览器，大量潜在用户可以直接应用Pipeline Pilot进行数据处理和分析。利用Pipeline Pilot的网页服务程序包，只需指定将要提供给其他用户使用的协议，任何局域网内部的用户都可以使用发布的协议来处理自己的数据，以实现：
– 通过网页传输易于使用的数据处理方法
– 让更多实验科学家参与到信息学当中
– 共享计算方法的应用
网页浏览界面是为大型团队特制的操作界面,为团体的所有成员提供了一种简单的方式来运行现有的Pipeline Pilot协议。当Pipeline Pilot标准客户端用户开发了一个新的重要协议时，能通过网络将协议共享给整个团体的其他用户。网页服务程序包能够促进计算和实验研究工作中的合作，并把已有的研究成果扩展到更广泛的潜在用户中去。
– 整合和扩展：Pipeline Pilot服务器安装完成后，网页服务程序包中提供的网页客户端就立刻可以使用，用户只需在浏览器中指定正确的URL地址就可以运行Pipeline Pilot协议。

企业级的信息管理平台
在从事药物研发的企业里，每时每刻都有大量的信息在各个部门之间等待传输和分析。如何对这些信息进行快速而有效的管理，尤其是不同部门的管理和实验人员能否进行实时数据交换，已成为企业首要面对的问题。

Pipeline Pilot能够方便地建立不同的协议来实现不同部门人员的登录，并通过对数据库的实时存储、管理和查询，实现对工业规模的海量信息资源最有效的利用，从而大大提高企业的整体工作效率。

研发项目的跟踪管理
Pipeline Pilot能够方便地访问企业内部或外来的各种类型的数据库和文件，因此可以从各个不同的信息源自动提取研发项目的相关信息，并自动生成图文并茂、信息丰富的报告，由此实现对研发项目的跟踪管理。
1， 项目的建立：医药、化工企业的项目一般都是以化合物为主体。Pipeline Pilot平台上的项目管理首先从化合物的登录开始，建立以一个或多个化合物为主体的项目，并对项目相关的信息进行管理，如项目的合作伙伴，项目的进度要求等。
2， 项目的评估：通过查询相关的数据库或资源，得到对项目的难度的大概评估，以及初步的解决方案。这些信息都可以通过Pipeline Pilot进行管理。而对于项目中所需的化学试剂，Pipeline Pilot可以访问化学试剂的库存数据库和采购信息数据库，自动生成预算报告，帮助对项目进行成本核算。
3， 项目的分配：当项目分配到项目组以后，Pipeline Pilot可以根据项目评估的结果自动生成项目实施方案，包括合成路线的设计，项目的进度安排，试剂采购安排等。
4， 项目进度追踪：项目组通过Pipeline Pilot将每天的工作内容和所得的研发数据上传企业中心数据库，而Pipeline Pilot可以根据这些研发数据自动生成项目周期报告，让项目主管可以随时了解项目的进度及相关情况。

企业样品的集中管理
每个项目完成后，得到的化合物样品将自动登录企业样品库进行管理。通过查询企业样品库，可以随时了解企业曾经研发过哪些化合物。由此方便对新项目的调研，也方便和客户进行直接的沟通。另外通过查询企业样品库，也可以随时了解样品的库存历史和现状，对样品进行跟踪管理。

化学试剂的集中管理
如果企业中心数据库中包括了化学试剂的库存和采购数据库，Pipeline Pilot能够在此基础上对试剂的采购、库存查询、申领、配送、贵重/危险试剂跟踪等各个流程进行支持。由此可以缩短试剂采购、配送周期，让实验人员更早开始进行实验；减少试剂浪费，提高试剂库存的安全性。

企业研发数据的集中管理
对于项目跟踪而言，最难以实现的就是了解项目在实验室中的进展。而通过Pipeline Pilot，合成化学家可以将每天实验报告中的研发数据和信息上传到企业中心数据库。然后项目主管可以随时通过Pipeline Pilot提取项目报告，了解项目最新进展情况。由此也可以加强企业内部的信息沟通和共享。
当合成化学家需要基于反应方法设计组合化学库时，只需用简单的绘图工具定义化学反应，再提交反应物数据库，剩下生成组合库的工作就完全交给Pipeline Pilot已设计好的工作流程

Pipeline Pilot全球用户
Pipeline Pilot被广泛应用于医药、生物技术、化学和化工等工业及教育研究部门，在上述领域中具有较大影响的众多跨国公司及著名研究机构将Pipeline Pilot用于日常企业管理和新药研发中。

NFO:
代码

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