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為實驗科學搭建計算模擬與信息管理平台

* 作為實驗科學家，您已經知道計算模擬工具會給您的工作帶來很多好處，可您卻苦於無法抽出時間來去學那些復雜的使用方法和功能；
* 作為計算模擬的專家，您開發了很多的計算工具和應用方法，可是卻找不到好的方式和方法讓實驗科學家把這些工具有效的利用起來；
* 作為一個實驗室或研究所的管理者，您是否在苦惱購置的計算模擬工具和管理系統得不到充分而有效的利用；
* 作為一個企業的研發負責人和管理人員，您是否在苦惱因為研發過程中產生的各類信息掌握不及時，而在決策過程中遇到各種各樣的困難；
* 現在有了Pipeline Pilot以後，您上面遇到的問題就能夠得到較好的解決。下面有關Pipeline Pilot的詳細介紹，會讓您詳細的了解，Pipeline Pilot是如何解決這些問題的。


信息的處理和加工
對於從事藥物研發的企業來說，信息的收集、管理以及有效的利用是至關重要的。然而這方面的工作又十分繁瑣，而且很容易受到現有信息系統架構的限制。Pipeline Pilot能夠自動管理和分析不斷沖擊藥物研發領域的海量數據，省去常規而繁瑣的數據處理和分析工作。

化學信息、生物學信息的處理
化學組件：由80多個模塊組成，實現了超過125種不同的功能，提供了一套廣泛的分子屬性計算、過濾和操作工具。客戶利用這些工具能夠實現：
- 化合物數據庫的整理和標准化，以及相應的相似性搜索和子結構檢索
- 組合化學庫的設計
- 結構活性關系的建模，最大公共子結構的查找
- 化學性質的計算，如分子量、AlogP或極性表面積等
- 用擴展連通性指紋（ECFP）方法計算分子結構指紋
- 基於各種化學屬性對分子結構進行分類和篩選，如Lipinski過濾器中的類藥五原則等

該組件支持絕大多數的工業標准化學格式，包括來自MDL的SD, RG, RXN, 以及來自Daylight的SMILES, SMIRKS, SMARTS, TDT等各種表達化學結構的文件格式，並可實現各種格式之間的轉化。

ADME/T組件：不僅能夠計算分子的各種ADMET性質，如水溶性、血腦屏障通透性、肝毒性、腸吸收率和血漿蛋白結合率等，而且能夠預測已知藥物的代謝產物。

序列分析組件：包括一套完整的生物信息學工具，對蛋白質和核酸的序列進行分析和處理，支持序列搜索和序列比對，產生引物和擴增子，siRNA設計，發現限制性酶切位點，蛋白質序列注釋和特征分析。

生物信息挖掘組件：能夠對序列、基因、蛋白、表達、通道和疾病信息進行整合。作為對序列分析組件功能的擴展，生物信息挖掘組件從內部和外部數據資源中獲取信息、提升客戶決策力。生物信息挖掘組件可以訪問的外部資源包括GeneBank, UniGene, Entrez Gene, Prosite, KEGG, UniProt, Pfam, Gene Ontology和HomoloGene.

數據分析和統計建模
建模組件：包括一系列用於學習和建模的工具、統計性的過濾器、以及進行分類的工具。利用這些工具，不僅可以表征和挖掘數據，還能構建有預測能力的模型。實現快速的數據聚類分析、自動的分類學習能力、主成分分析等，還可以結合化學組件使用，以實現構效關系活性模型的建立、化合物聚類和最大公共子結構的發現。

R統計學組件：能夠對數據進行深入細致的分析，創建信息豐富的圖表，並提供有充分根據的結論。利用公共領域的R程序包，把統計學方法應用到數據操作、分類、學習建模和數據分析當中。使用R統計學組件能夠：
- 對若干的數據系列進行Anova分析（方差分析）以揭示它們之間的相關性
- 用神經網絡技術為HTS（高通量篩選）活性數據建立模型
- 應用眾多的聚類分析方法對活性化合物進行分類
- 利用線形回歸方法找出實驗數據的相關性

決策樹組件：包括用於回歸分割模型的構建、驗證和應用的各種工具。這些工具可以利用連續描述符或二進制描述符（例如：分子結構指紋描述符）進行工作。客戶利用這些工具可以：
- 采用大量的描述符對海量數據進行建模
- 了解每一個描述符對模型精確性（如對活性的預測）的重要程度
- 利用具有預測能力的模型對化合物庫或虛擬庫進行篩選

圖像數據的處理
圖像處理組件：應用Pipeline Pilot工作流程自動化功能和視覺程序處理圖像任務。這種直觀的、基於Web的企業用戶可以訪問的軟件平台提供成熟的工具，能夠提高、處理、分析、測量和報告圖像數據。圖像處理組件能夠將數字的、化學的、圖形的和文本的數據整合在一個計算平台上。

Pipeline Pilot圖像處理組件具有如下優點：
- 成熟的圖像處理工具和自動工作流程用於分割圖像，識別、標記和注釋對象；測量跨多通道圖像的數值性質和統計性質；圖像像素改變
- 適合任意的標准圖像格式
- 允許處理圖像和非圖像數據
- Pipeline Pilot服務體系提供無與倫比的可測量性，配置選項和質量控制
- 高度形象和直觀的交互式結構使圖像處理易於進行

文本信息的處理
文本數據分析組件：Pipeline Pilot中具自動化和數據整合功能的文獻檢索和文本數據挖掘工具。通過整合文獻檢索和文獻描述到用戶自己的科研流程中，完成最有挑戰性的文本數據挖掘目的。文本數據分析組件能夠實現：
- 外部文獻或內部文件檢索，或整合應用第三方檢索引擎
- 使用含短語，通配符和同義詞匹配的單查詢語言
- 從文件和網絡文獻中提取關鍵概念或發現相關性
- 使用來自網上文獻的注釋和相關性提高化學或生物信息學日常事務效率
- 發現用戶相關領域的發展趨勢和新關系

數據處理結果的報告

數據的報告
報告組件：利用此組件可以為客戶定制數據分析和數據挖掘協議的總結報告。報告中可以顯示多個表格、曲線圖和圖像，從多個角度對數據進行觀察。用報告組件生成的報告格式可以個性化定義，用客戶認為最好的方式來顯示數據和分析結果，便於闡述和存檔。
利用數據報告組件能夠實現：
- 對來源完全不同的幾組數據集進行總結
- 應用標准模板生成包含所有結論的形式統一的報告
- 采用更直觀的方式來展示分析結果
- 通過網絡發布報告協議來簡化常用的數據庫查詢

資源的整合和共享

* 資源整合和共享能夠最大限度、有效地利用現有資源，避免資源重置和浪費，降低成本，提升制藥企業的創新能力和競爭力。

* 您想使您分散的計算資源整合成一個聯合的整體嗎？您想使您復雜的研究路線變成一個全自動的流程化的協議嗎？您希望以簡單的方式將您開發的和擁有的計算資源共享嗎？您希望非專業用戶也能方便的使用您共享的計算資源嗎？Pipeline Pilot可以幫您實現這一切。

* Pipeline Pilot提供上了百個可以實現計算、篩選等各種操作的可配置組件，使數據處理協議（流程）很容易構建。利用Pipeline Pilot圖形化的操作界面，客戶能夠靈活調用組件，輕松地將運行在不同平台上的第三方應用程序（如分子對接和分子動力學程序）集成到協議中。

* 協議建立後，可以發布給企業內部成員使用，每個成員只需通過簡單的網頁界面，便可在任何地方調用這些協議來處理自己的數據。還可以降低提供給特定客戶的協議的復雜性，僅僅列出特定客戶能夠理解和使用的選項，利於特定客戶更輕松地使用，從而促進計算研究工作中的合作，並把已有的研究成果擴展到更廣泛的潛在用戶中去。

計算資源的整合
集成組件：Pipeline Pilot的一個重要的功能是它能和現有的計算資源集成在一起。集成組件提供了強大的集成功能，能夠把外部的應用程序和數據庫無縫連接到Pipeline Pilot任何數據處理協議中。在Pipeline Pilot協議中，能夠完成：
- 在企業內部數據庫中檢索數據或存儲檢索結果
- 有效的利用第三方應用程序進行計算
- 利用標准的腳本環境進行快速的功能拓展
- 啟動最喜愛的窗口應用程序來浏覽處理過的數據

客戶可以自定義集成組件並進行發布，可以授權給其他用戶共享。終端客戶可以象使用系統中的其他組件一樣，方便地使用這些自定義組件，不用考慮這些外部程序放置在什麼地方，或者這些集成過程是如何完成的。

SDK系列工具包：對於藥物研發企業，SDKs（software development kits）用於將Pipeline Pilot直觀而有用的科研能力和數據處理能力傳送給終端用戶。為了實現從私有的或第三方應用程序對Pipeline Pilot流程運行的完全控制，SciTegic提供三種不同的SDKs。Pipeline Pilot通過SDKs配置高度定制的客戶端界面使其強大的自動化的和有效的數據處理流程被更多的用戶使用。這種零空間占用的Web界面能被用戶定制以滿足不同需要的。使用客戶端SDKs能夠實現：
- 為更多的用戶配置強大的科研工具
- 構建特定的終端界面，減少支持和培訓成本
- 將Pipeline Pilot服務器作為中間層整合到企業應用程序體系的支持件中
- 使用標准語言構建客戶端應用程序，降低配置成本

與藥物設計軟件Discovery Studio的聯合使用
DS Catalyst系列組件：能夠完成與藥效團模型相關的一系列新藥發現研究，包括化合物數據庫的生成與管理，化合物多構象模型的生成，基於活性分子建立藥效團模型（包括3D-QSAR藥效團模型和共有特征藥效團模型），基於受體結構建立藥效團模型，藥效團模型的優化，基於藥效團模型的數據庫搜索和基於分子形狀的數據庫搜索等。

DS TOPKAT組件：化合物毒理性質預測工具。通過化合物的二維結構信息構建高質量的QSTR（定量結構-毒性關系）模型，並對各類有機化合物的諸如急性毒性、慢性毒性、誘變性、再生性等性質進行預測，大大節省實驗的投入和時間。包括專利技術——“最佳預測空間”評估驗證技術（OPS – Optimum Prediction Space），以及高效的批處理預測能力，可對大批量的有機化合物的毒理性質進行快速而准確的預測，滿足各類企業和研究機構對化合物進行毒理研究的需求。

DS CHARMm組件：DS CHARMm能夠用於研究多種分子（從小分子配體到多組分的生理復合物）的熱力學及動力學特性，如核酸、蛋白質、配體、蛋白質和配體復合物的分子動力學模擬及分析等。哈佛大學開發的這個工業標准的分子力學及動力學程序，不斷升級並增加最新的功能。在Pipeline Pilot中，基於CHARMm的對接算法CDOCKER用於柔性分子對接。准確的MM-GBSA和MM-PBSA score計算受體-配體結合自由能。除了領先的動力學模擬引擎外，DS CHARMm還包含合適的力場和溶劑化模型及PME靜電模型。用戶可以使用DS CHARMm組件定制復雜的模擬流程，也可以將該流程與其它計算應用軟件整合在一起使用。

資源的共享
三種客戶端模式：Pipeline Pilot包括幾種不同的客戶端使用界面，客戶可以根據特定需要選擇性的使用。
- 網頁客戶端：大量的潛在用戶可以通過簡單的網頁浏覽器界面使用Pipeline Pilot的功能。他們可浏覽其他用戶已發布的協議，按照意願設置協議的參數，並運行這些協議來處理數據。標准客戶端用戶和Lite客戶端用戶所運行的協議都可以提供給網頁客戶端用戶運行。
- Lite客戶端：Lite客戶端除了運行現有協議這一基本功能以外，還有很多的擴展功能。圖形化的操作界面可以幫助用戶了解每個協議的數據處理邏輯，並監測它的進程。更為重要的是，除了有關集成和腳本編程的組件（為標准客戶端用戶保留）以外，Lite客戶端用戶可以使用服務器上的任何組件來建立自己的協議。
- 標准客戶端：標准客戶端用戶擁有對Pipeline Pilot所有功能的完全控制。只有他們才可以發布開發出來的協議給其他用戶使用。他們還能通過創建和修改組件將Pipeline Pilot個性化。另外，他們可以通過集成組件和腳本編程組件實現對外部程序的控制。因此，標准客戶端用戶能夠無限地擴展Pipeline Pilot的功能，甚至可以從命令行界面來操作Pipeline Pilot，以實現協議的批處理。Pipeline Pilot至少需要一個標准客戶端，提供諸如協議發布和服務器管理等必要功能。

基於Windows系統和個人電腦、面向生命科學領域的新一代分子建模和模擬軟件Discovery Studio基於Pipeline Pilot。使用標准客戶端編輯的協議可以在Discovery Studio中使用，另外用戶也可以根據自己工作的需要將Discovery Studio中的部分功能流程在Pipeline Pilot中進行編輯組合。

多用戶網頁共享模式：通過網頁浏覽器，大量潛在用戶可以直接應用Pipeline Pilot進行數據處理和分析。利用Pipeline Pilot的網頁服務程序包，只需指定將要提供給其他用戶使用的協議，任何局域網內部的用戶都可以使用發布的協議來處理自己的數據，以實現：
- 通過網頁傳輸易於使用的數據處理方法
- 讓更多實驗科學家參與到信息學當中
- 共享計算方法的應用
網頁浏覽界面是為大型團隊特制的操作界面,為團體的所有成員提供了一種簡單的方式來運行現有的Pipeline Pilot協議。當Pipeline Pilot標准客戶端用戶開發了一個新的重要協議時，能通過網絡將協議共享給整個團體的其他用戶。網頁服務程序包能夠促進計算和實驗研究工作中的合作，並把已有的研究成果擴展到更廣泛的潛在用戶中去。
- 整合和擴展：Pipeline Pilot服務器安裝完成後，網頁服務程序包中提供的網頁客戶端就立刻可以使用，用戶只需在浏覽器中指定正確的URL地址就可以運行Pipeline Pilot協議。

企業級的信息管理平台
在從事藥物研發的企業裡，每時每刻都有大量的信息在各個部門之間等待傳輸和分析。如何對這些信息進行快速而有效的管理，尤其是不同部門的管理和實驗人員能否進行實時數據交換，已成為企業首要面對的問題。

Pipeline Pilot能夠方便地建立不同的協議來實現不同部門人員的登錄，並通過對數據庫的實時存儲、管理和查詢，實現對工業規模的海量信息資源最有效的利用，從而大大提高企業的整體工作效率。

研發項目的跟蹤管理
Pipeline Pilot能夠方便地訪問企業內部或外來的各種類型的數據庫和文件，因此可以從各個不同的信息源自動提取研發項目的相關信息，並自動生成圖文並茂、信息豐富的報告，由此實現對研發項目的跟蹤管理。
1， 項目的建立：醫藥、化工企業的項目一般都是以化合物為主體。Pipeline Pilot平台上的項目管理首先從化合物的登錄開始，建立以一個或多個化合物為主體的項目，並對項目相關的信息進行管理，如項目的合作伙伴，項目的進度要求等。
2， 項目的評估：通過查詢相關的數據庫或資源，得到對項目的難度的大概評估，以及初步的解決方案。這些信息都可以通過Pipeline Pilot進行管理。而對於項目中所需的化學試劑，Pipeline Pilot可以訪問化學試劑的庫存數據庫和采購信息數據庫，自動生成預算報告，幫助對項目進行成本核算。
3， 項目的分配：當項目分配到項目組以後，Pipeline Pilot可以根據項目評估的結果自動生成項目實施方案，包括合成路線的設計，項目的進度安排，試劑采購安排等。
4， 項目進度追蹤：項目組通過Pipeline Pilot將每天的工作內容和所得的研發數據上傳企業中心數據庫，而Pipeline Pilot可以根據這些研發數據自動生成項目周期報告，讓項目主管可以隨時了解項目的進度及相關情況。

企業樣品的集中管理
每個項目完成後，得到的化合物樣品將自動登錄企業樣品庫進行管理。通過查詢企業樣品庫，可以隨時了解企業曾經研發過哪些化合物。由此方便對新項目的調研，也方便和客戶進行直接的溝通。另外通過查詢企業樣品庫，也可以隨時了解樣品的庫存歷史和現狀，對樣品進行跟蹤管理。

化學試劑的集中管理
如果企業中心數據庫中包括了化學試劑的庫存和采購數據庫，Pipeline Pilot能夠在此基礎上對試劑的采購、庫存查詢、申領、配送、貴重/危險試劑跟蹤等各個流程進行支持。由此可以縮短試劑采購、配送周期，讓實驗人員更早開始進行實驗；減少試劑浪費，提高試劑庫存的安全性。

企業研發數據的集中管理
對於項目跟蹤而言，最難以實現的就是了解項目在實驗室中的進展。而通過Pipeline Pilot，合成化學家可以將每天實驗報告中的研發數據和信息上傳到企業中心數據庫。然後項目主管可以隨時通過Pipeline Pilot提取項目報告，了解項目最新進展情況。由此也可以加強企業內部的信息溝通和共享。
當合成化學家需要基於反應方法設計組合化學庫時，只需用簡單的繪圖工具定義化學反應，再提交反應物數據庫，剩下生成組合庫的工作就完全交給Pipeline Pilot已設計好的工作流程

Pipeline Pilot全球用戶
Pipeline Pilot被廣泛應用於醫藥、生物技術、化學和化工等工業及教育研究部門，在上述領域中具有較大影響的眾多跨國公司及著名研究機構將Pipeline Pilot用於日常企業管理和新藥研發中。

NFO:
代碼