简介

Benchware® DataMiner 为科研人员提供了高性能的化学表单环境与专业的模块以满足专业 的科研需求。可以进行化学结构、化学/生物学数据导入、合并、进行各种操作并在表单中 充分利用自己的直觉进行分析。

Benchware® DataMiner 的基础功能通过两个模块加以拓展：

HTS 模块：通过数据挖掘算法（SAR 规则）、数据可视化以及完整的 SAR 地图遍历（SAR landscape，SAR Maps）进行 HTS（高通量筛选）以及 vTHS（虚拟高通量筛选）数据的分析 工具。还包括对系列化学结构进行定义、管理、优先性排序等分析工作。

HQSAR 模块：快速、自动的 QSAR 技术建立预测性模型并对 HTS 数据分析得到的系列化合 物进行优先性排序。

基础功能

Benchware DataMiner 的基础功能提供了化学表单、是 Benchware DataMiner 系统高级模块的 基础。高性能、感知化学的表单可以处理分子结构，使得科研人员能够交互式处理从 HTS 与 vHTS 实验中获得的海量数据。系列化学结构的识别、操作、分析工具使得用户能够从容 处理大量的化学与生物学数据。

可以计算数据集的各种分子描述符并用来进结构活性关系研究。子结构搜寻与最大公共子结 构判定相结合可以帮助用户找出含有特定骨架或不具有有某种化学片段的化合物。研究人员 可以在 SAR 表单中查看、分析化合物数据，既可以是整个分子、也可以是骨架或 R 基 团 。 基础的功能可以帮助研究人员在药化工作中做出决策，理解生物活性与结构之间的关系。

BenchwareDataMiner 的基础功能是可以通过其它模块加以拓展或者自定义的方式加以拓展。

HTS 模块

Benchware 的 HTS 模块提供了分析 HTS 或 vHTS 实验结果的功能。HTS 的功能是与 HTS 数 据分析科研人员一节设计开发的，满足大制药公司解决 HTS 分析过程中遇到的瓶颈与困难。

图 1、数据浏览性能

在 Benchware DataMiner 中，可以用表单、散点图、直方图、相关系数以及诸如相似性地图 与 Bull’s-eye lots 之类的高级视图对高通量筛选数据进行分析

HQSAR 模块

Benchware DataMiner 的 HQSAR 模块是生成 QSAR 模型的工具。用户可以用来预测化合物 的性质或生物学活性，并将对活性重要的分子片段高亮显示。用户可以建立并利用给自己的 QSAR 模型或与其它 Benehware Dataminer 用户共享自己的模型。可以用 HTS 筛选结果得到 的系列化合物建立 HQSAR 模型，并对系列化合物进行优先性排序。

SAR 地图

SAR 地图使得研究人员能够查看、浏览来自大规模 HTS，uTHS 以及 VHTS 实验的整个 SAR 场景，包括命中结构与相似的非命中化合物。SAR 地图可以以 2D 的方式查看，标注出化合 物或化合物簇比便相似的化合物会尽量聚集靠近。聚类分析、drill-down 分析、二次投影
 （reprojection ）工具可以让科研人员对检测到生物信息筛选平台上的化学信息的方方面面进 行浏览与分析。通过 SAR 地图对筛选数据的可视化分析让科研人员看清不一样化学结构类 别之间的内在关系，并以一种简单、互动的方式识别、定义出值得进一步研究的系列化合物 。
 

图 2、SAR 地图

HTS 模块应用 SAR 地图让用户能看见高通量筛选得到全部生物信息。SAR 地图实际是相似 性散点图，其中的结果相似的化合物或类别在空间中趋于聚集。生物活性、ADME，毒性， 选择性以及其它的数据都投影到高散点图上，指导用户对指定必须具有某种性质的化合物分
组。得到性质统计用于聚类分析与地图绘制，在地图既包括活性与非活性化合物，可以让用 户很方便的判别可能假阴性与假阳性并利用高度灵敏的 SAR 鉴别值得关注的化学结构。

SAR 规则

SAR Rules 技术使得科研人员能够快速地挖掘 HTS 与 vHTS 数据中结构上相关的一组化合 物，它们通常在在命中成分中高度富集。SAR Rules 描绘出筛选命中物中最具优势的结构上 相关的各组化合物，并列出出含有这样结构特征的化合物。SAR Rules 通过结构单位分析
 （Structural Units Analysis，SUA）算法生成并自动进行化合物分组。SAR Rules 可以单独使 用进行化学类别分析或辅助进行 SAR 地图绘制。SAR Rules 的使用用途还在于分析更小的
化合物群组以发现导致化学性质或活性提高的结构因素。

Benchware DataMiner 的结构系列管理工具可以用来捕捉、操作、扩增感兴趣的化合物系列。 定义出的化合物结构系列进一步用性质特征、SAR 或 QSAR 信息进行优先性排序。SAR 地 图与 SAR 规则的联合使用使得 Benchware DataMiner 成为行业中最完整的 HTS 数据分析套 装。用 Benchware DataMiner 进行 HTS 数据分析可以确保为 HTS 测试中的哪些化合物值得 做二次筛选并进一步进行化学研究得出最佳的决策。

HTS 数据分析的结果可以与其它 Benchware DataMiner 用户共享。在二次筛选确认有活性的 化合物可以建立初步的 SAR 数据集并指导进一步的合成方向。

图 3、SAR 规则

SAR 规则数据挖掘应用可以自动的识别出活性高的化合物骨架与子结构。SAR 规则找到的 这些化合物提供了进一步进行化学研究化学结构起点。SAR 规则同时考虑了活性化合物与 非活性化合物，并可以作为 SAR 地图的辅助理解。

基础模块的特性

◆ 高性能的化学表单
◆ 结构的性质计算
◆ 化学结构管理工具
◆ 子结构搜寻
◆ 将分子结构拆解成骨架与可变 R-基团建立 SAR 表格
◆ 性质映射谱图与数据分析工具

HTS 模块的特性

◆ SAR 地图--通过全新的 PCA/NLM 方法分析筛选数据流程获得完整的 SAR 地图；支持 宏记录与回放功能。
◆ SAR 规则—快速、灵活、自动的识别结构相关的结构系列
◆ 交互式的浏览工具，分析海量的 HTS 数据以用户 SAR 地图与 SAR 规则
◆ 聚类，聚类分析与 drill-down 分析能力 化学系列扩展能力可以确定出尚未筛选到但适于包含进来的化合物

HQSAR 模块的特性

◆ 快速得到预测性的 QSAR 模型
◆ 极少量的用户输入
◆ 对活性至关重要部分高亮着色

验证

基础功能与 HTS 功能是与大制药公司的 HTS 数据分析部门共同开发，这些部分一直很成功 的用于从 THS 实验中识别高质量的化学结构以进行二次筛选或进一步化学研究。HQSAR 模块是与 SYBYL 中的对应模块一致，已经得到广泛的测试、验证、使用与文章发表。

支持用户自定义

Benchware Dataminer 支持自定义。有两种方式可以进行自定义：
Jython 脚本：对于小的修改、比如计算新的化合物性质，或列的类型等
Java 服务：对于大的自定义，比如新的数据分析模块

Benchware Dataminer 还可以通过与其它 Tripos 工具整合。更多的介绍，请与 Tripos 专业的 技术团队联系。

Benchware DataMiner 有益于您

◆ 从 HTS 数据中快速识别出结果相似、具有生物活性的分子
◆ 完整的分析工具进行管理、操作、系列结构的优先性排序等
◆ 计算快速的 QSAR 模型帮您进行化合物的优先性排序以及预测生物活性

优势

◆ 在整个 HTS 数据分析过程中，各模块通过统一的化学表单使用高级工具确保了研究环 境的一致性
◆ 直观的 SAR 数据视图与快速的 QSAR 技术确保可以对数据进行互动式的观察研究
◆ 对整个 HTS 筛选的 SAR 地图以及命中分子与非命中分子的信息观察，HTS 数据分析工 具以及分析过程可以识别并列系列出化合物优先次序

硬件要求

最低的系统要求是指对几万个化合物数据实现全部功能，以及对几十的化合物处理可以实现 绝大部分功能的系统要求。更大的内存和硬盘空间会获得最佳的性能以及处理更大数据库的 能力。如果小于最低要求的系统配置，会导致软件的速度与性能降低。

操作系统：

推荐：Windows 2000 Service Pack 3 或 Windows XP
最低: Windows 2000 Service Pack 3 或 Windows XP

CPU  速度

推荐: 2.0 GHz
最低：1.0 GHz

空余硬盘空间：

推荐: 2 GB
最低: 500 MB

最大的化合物数

推荐：全功能使用可以达到 15000 个化合物，基础模块可以达到 200，000-300，000 化合物 最低：全功能使用可以达到 2000 个化合物，基础模块可以达到 10，0000 个化合物

 

适用客户

尤其适用于高通量筛选与虚拟高通量筛选的数据处理。比如高通量筛选，他们需要决定哪些 化合物进入第二次筛选，并指导新化合物的合成方向，DataMiner  就是解决 HTS 的技术问题 而诞生的。

图 4、高通量筛选流程图

高通量筛选会生成海量数据，Benchware DataMiner 可以用来对这些化学结构与数据进行视 图分析。流程中蓝色区是需要用到 Benchware DataMiner 的工作流程。

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