Scigress Explorer 特長

研究者の発想の転換を喚起する豊富な機能を提供

計算対象となる化合物の分子モデルの作成機能や、その化合物の安定構造や物性値の計算機能、計算された結果を視覚的に描画する機能より構成され、分子設計業務を効率化します。
材料開発や新薬開発、教育機関での化学教育への活用など、様々な分野に適用できます。
研究者が必要とする機能にきめ細かく対応するだけでなく、分子モデリングに関する様々なモジュールを提供し、研究開発の効率化と実験費用の削減に貢献します。

計算データの活用を視野に入れ、さらなる効率化を実現

コンピュータや量子力学の高度な知識は不要です。アイコンのわかりやすさ、ガイドに従った入力作業などにより、初めてのユーザーにも使いやすい環境を実現しています。
多種類のフォーマットを直接読み込めるだけでなく、代表的な分子計算ソフトウェアからコピー&ペーストでデータを読み込み、3D構造に変換することもできます。
研究を通して蓄積された化合物や結果などを一元管理することで、データのソートやグラフ化、特性や活性の予測、状況に応じたフォーマットでのデータ出力などが容易に行えます。

進化した新機能により最先端の研究開発を支援

「MO-S（エムオーエス）」の搭載により、従来よりも精度の高い手法により可視光・紫外線の吸収波長などを高速に計算することが可能となり、インクや色素材料などの材料研究をさらに強力に支援します。
「LocalSCF（ローカルエスシーエフ）」では、生体分子内で重要な役割を担うFe原子など、電子数の多い原子を含むタンパク質の分子構造最適化の計算が可能になりました。またDNA分子構造の計算も可能になり、ゲノム創薬研究分野においてさらに幅広くご活用頂けます。
「Scigress Explorer Basic Compute Engine Pack（サイグレスエクスプローラベイシックコンピュートエンジンパック）」では、Linux計算サーバ上での高速かつ高精度な計算をサポートします。

幅広い手法と元素に対応

Scigress Explorerでは水素からローレンシウムまで全ての原子を使ってモデリングする事ができます。MO-Gの計算エンジンでは、全ての典型元素（アルカリ金属、アルカリ土類金属を含む）および遷移金属（Fe、Cu、Ni、Ti、Zrなど13種の元素）を扱うことができます。
また多くの手法、例えばQSAR、古典力学、動力学、配座探索、半経験的分子軌道法、DFTなどを用意しています。

図1：ポテンシャルエネルギー曲面から反応の鞍点(遷移状態)を知ることができます。例としてDiels-Alder反応を表示しています。

多彩なフォーマットに対応

MDL MOL/SD, SYBYL, Gaussian, Cambridge Crystallographic, PDB(Protein Data Bank)などのフォーマットを直接読み込みすることが可能です。また、ChemDrawやISIS/Drawなどの代表的な分子作画ソフトからコピー/ペーストで読み込み、3D構造に変換することができます。

図2：ポリカーボネート。

Tgはポリマー骨格の結合の回転エネルギー障壁に由来します。分子動力学計算により骨格が自由に回転する温度を調べることができます。またProjectLeaderを使用して、Bicerano法によるTg、溶解度パラメータ、凝集エネルギーなどが簡単に計算できます。

QSAR,QSPR

ある化合物において測定することが可能な特性と計算において求められた構造および特性との間にある関係を見付けることができます。構造活性相関を用いることによってあらゆる（実験を行うことのできない、または合成することのできない）化合物の特性値を予測することができます。この手法により求めることができるのは、例えば沸点や毒性、触媒活性、酸塩基性、抗バクテリア活性、蒸気圧そして溶解度や反応速度定数など多岐に渡ります。

図3：興味のあるプロパティーを指定しておけば、
ProjectLeaderは自動的に計算を実行させます。あなたが研究を行っている間、手をかけることなく全ての値を得ることができます。

実験値を用いたキャリブレーション

計算化学を利用した全てのモデリングソフトでは、近似を利用しているために誤差を避けることが出来ません。Scigress Explorerではこの弱点を克服するための方法を導入している点で独特であると言えます。どのような分析の手段においてもキャリブレーションを行うように、Scigress Explorerでも実験結果を基にしてキャリブレーションを行うことができます。例えばイオン化ポテンシャルや生成熱、LogP、ダイポールモーメント、紫外可視および赤外吸収スペクトル、ポリマーTg、熱力学的な特性さらには構造、つまり結合距離、非結合原子間距離、結合角、二面角などのデータをキャリブレーションすることにより、計算精度をより高めることができます。

多くの分野で適用可能

ケミカルデザイン

自動配座探索
赤外および紫外可視吸収スペクトル、
結晶構造の構築および可視化
計算結果の一覧表示
複数分子の重ね合わせ

反応および合成

脱離反応
遷移状態探索
触媒反応の経路の探索
異性体生成割合と合成収率の改善

ポリマー

Tg、溶解度定数、凝縮エネルギーおよびモル質量の予測
熱分解やUV耐性の予測

巨大分子にも量子化学計算適用可能

Scigress Explorerではポリマーやタンパク質など大きな分子に対しても量子化学計算を適用し、最安定構造や種々の特性、反応をモデリングすることができます。（2万原子までの分子の取扱いが可能）

図4：福井謙一博士のフロンティア電子軌道論に基づき求電子的な攻撃を受けやすい部位を色分け表示をしています。

強力な反応モデリングツール

Scigress Explorerでは化学反応のダイナミクスを可視化することができます。分子中の原子や結合の特性、例えば部分電荷や結合次数、結合のひずみそしてダイポールモーメントなどを分子に重ねて表示することにより反応活性部位を容易に見付けることができます。また量子力学に基づいて求められる電子の特性、例えば分子軌道や電子密度、静電ポテンシャル、求核（求電子、求ラジカル）攻撃の受けやすさなどを色を分けて表現します。この表示によってどの部位が分子の反応性を抑制（もしくは増加）しているのかを視覚的に理解することができます。
さらに、遷移状態や熱動力学、反応速度を予測することや溶媒、温度そして触媒の効果を取扱うことも可能です。

図5：最高占有軌道(HOMO)を青と緑で、
最低非占有軌道(LUMO)を赤と黄色で表示しています。

図6：Scigress Explorerで計算したアズレンの吸収スペクトル。この分子の青色はこの550nm付近の吸収に起因するものである。ピークを選択することにより遷移に関与する分子軌道が表示されます。

自動プロジェクト管理機能

研究を行っていくと、たくさんの化合物および結果を得ることになると思います。Scigress Explorerでは実験室で合成した化合物、まとめた結果を一覧にして管理します。Scigress Explorer ProjectLeaderではデータのソート、グラフ化、直線回帰が簡単に行えます。また、QSARを用いて特性や活性を予測することが可能です。またこれらのデータを論文投稿に適したフォーマットで出力することもできます。

MO-Gは、MOPAC2002をベースに富士通が開発・製品化したものです。

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