Structure Elucidator Suite 整合了谱图处理、数据库、核磁预测、高级分析与计算机辅助结构解析等多个模块,构成一套完整的化合物结构解析工作流。
Structure Elucidator Suite 的典型工作界面截图。
SES 面向天然产物、药物杂质与降解物、有机合成等方向中,结构复杂、数据量大、传统手工解析难以应对或易出错的真实研究场景。

天然产物、药物杂质、降解物等未知化合物的鉴定往往需要整合 NMR、MS、色谱等多维信息。随着结构复杂性增加,可能的异构体数量呈指数增长,传统手工解析难以应对甚至彻底失败。SES 通过 CASE 技术自动考虑所有可能结构,大幅缩短从候选结构中筛选最可能结果的时间。

借助 CASE 无偏向性从头解析与核磁预测比对打分,SES 已帮助研究者发现并修正多篇已发表文献中不合理的天然产物结构;亦可与 DFT 计算联合,对原始结构进行预防性验证,在确定原始结构不正确时揭示正确结构,从而避免耗时费力的全合成工作。

研究过程中产生的谱图、结构、文本、附件若仅以文件夹或纸质报告存放,难以检索与追溯。借助 ChemAnalytical Workbook(Spectrus 平台)可将分散数据以统一格式整合,实现可追溯、可检索、可共享,构建实验室内部知识数据库,避免数据丢失与重复实验。
SES 在天然产物化学、有机合成等领域广泛应用,可显著提升科研人员在化合物结构鉴定与数据管理上的工作效率;在科研、教学等场景中持续释放软件价值。
1. 提高实验数据自主分析能力
平台具备强大的数据兼容能力,可识别读取 Bruker、Agilent、Thermo、Waters 等不同仪器商的原始数据文件,解放仪器工作站的负荷,实现实验数据的灵活、自主化分析。
2. 减少不同复杂软件学习时间
统一平台即可分析处理核磁、质谱、色谱、红外等不同类型化学数据,避免在不同软件间切换与重复学习,提升效率。
3. 便捷的数据传递
分析后的数据可存储为统一文件格式,方便不同研究者之间的传递与共享。
4. 已知化合物快速识别及排重
内置庞大化合物数据库,支持基于谱图的直接检索,快速获得化合物候选结构。
5. 复杂化合物骨架或片段信息获取
依托内置数据库与谱图检索,快速获得复杂化合物的骨架类型信息。
6. 候选化合物结构快速判定
基于精确的核磁谱图预测技术,对候选化合物进行谱图预测并与实验谱图对比,快速判定结构准确性。
7. 未知化合物解析
当数据库信息与个人经验均不足以推断结构时,可利用全谱数据基于计算机辅助自动生成候选结构,实现未知化合物的自动结构解析。
8. 化学数据综合管理
以化合物结构为导向,将相关的谱图、文本参数、参考文献等信息系统整合,构建规范的本地电子数据库。
9. 以往数据再利用
构建后的数据库可用于组内或研究单位内共享,后期研究者检索利用、获取有效参考信息,避免重复性实验与工作。
1. 多样化教学模式
在常规理论讲述之外,可增加软件直观演示,将理论知识“可视化”,增强学生对分析数据的直观认识。
2. 丰富授课内容
借助平台展示不同难易程度的应用案例与解决方法,丰富授课内容。
3. 理论与实践结合
将软件提供给学生动手练习,把被动的“信息接收”转化为主动的练习操作,利于学生日后独立分析数据快速上手。
1. 提高测试服务的核心竞争力
当前绝大多数核磁仪器平台仅停留在测试服务层面,只提供原始谱图数据而不附加分析工作,受试者需自行分析处理。合理利用软件平台可提供更多附加价值,直接提升仪器平台核心竞争力。
2. 辅助测试平台提供谱图解析
平台负责老师常需进行谱图数据分析,利用软件数据库及解析功能可帮助老师快速完成数据分析与结构确认:
3. 数据整合管理
平台中大量的化学谱图数据若仅以文件夹或文件袋存放,难以体现二次价值;利用软件的数据管理能力可将所有谱图数据整合管理,既可在测试平台复用,也可对科研小组或学院的科研数据库进行有效扩增。
| 输入数据 | 1D/2D NMR(¹H、¹³C、DEPT、COSY、HMBC、HSQC 等)、MS(LC/MS、GC/MS、MSⁿ)、IR 等实验谱图 |
|---|---|
| 兼容仪器 / 格式 | Bruker、Varian、Agilent、Thermo、岛津、JEOL、AB、Waters 等主流厂商原始数据格式 |
| 核心算法 / 方法 | CASE(计算机辅助结构解析);分子连接图(MCD)自动构建;HOSE 与神经网络核磁化学位移预测;NMR Sync 同步处理;CCV / UBV 无偏向性验证 |
| 输出能力 | 候选结构列表及差异度打分排序、结构归属验证报告、预测谱图与实验谱图对比、符合期刊格式 / 自定义模板的专业报告 |
以下案例均来自公开文献,展示 SES 在天然产物与药物成分结构解析中的实际应用。
从非洲马铃果中分离得到的五环单萜吲哚生物碱 voafriamidine 具有罕见的 N-酰基脒结构,借助 CASE、DFT 与 ECD 阐明其复杂结构。
基于 CASE 无偏向性从头解析与核磁预测比对打分,SES 已帮助修订多篇已发表文献中不合理的天然产物结构;CASE 与 DFT 联合方法进一步提升了修订效率。
海军军医大学天然药化教研室 8 年深度应用:从一站式波谱解析教学、已知化合物快速排除(1~10 分钟)、新化合物从头解析,到色谱方法优化与团队数据库建设,覆盖研究生培养全流程。