格式与工具

化学检索

AtomLens 不仅能通过文件名搜索“受管存储库”，还能比较化学结构，这意味着它关注的是原子和化学键，而不仅仅是文本。

开始化学搜索

• 在“本地分子文件”或“托管库”中使用“按查询结构搜索”功能绘制查询结构，然后选择“相似性”或“子结构”。
• 使用分子卡片的右键菜单，为所选分子查找类似结构或子结构匹配项。
• “化学搜索”功能目前仅搜索“受管存储库”中的分子记录。这些分子结构工具不会搜索反应记录。

相似性与子结构

相似性搜索提出的问题是：“哪些分子在化学结构上与我的查询分子相似？”AtomLens 通过紧凑的指纹来表示每个分子，并使用田岛（Tanimoto）得分对这些指纹进行比较。得分越高意味着两者共享的结构特征越多，但这并不意味着查询分子会完全出现在结果中。

子结构搜索提出的问题是：“该分子是否将我的查询作为其结构的精确组成部分包含其中？”如果你画了一个苯环，搜索结果中必须包含一个匹配的苯环。如果你画了两个相连的环，那么由单键连接的两个独立环所组成的分子则不属于相同的子结构。

相似度搜索的工作原理

1. AtomLens 生成查询指纹。所绘制的结构或选定的分子会被解析为一个分子，并转换为与“托管库”索引所使用的相同的环形指纹表示形式。
2. 已加载数据库搜索快照。AtomLens 使用当前的紧凑型搜索快照（其中包含每个已索引分子的折叠指纹和存储的结构标识符），而不是在搜索开始时重新解析每个数据库文件。
3. 不符合条件的候选记录会被迅速跳过。指纹索引可以排除那些即使在最佳重叠情况下，其位数也无法达到要求的最低田岛相似度的记录。
4. 根据指纹的Tanimoto得分对候选项进行排序。AtomLens将已排序的查询指纹位与每个候选指纹进行比对，保留相似度不低于最低阈值的匹配结果，并按相似度从高到低排序。若得分相等，则采用稳定的名称和标识符排序规则。
5. 大规模搜索仍受范围限制。当设置了结果限制时，每个工作者仅保留其最优的本地结果，随后 AtomLens 会将这些部分最佳结果合并为最终的排序结果页。对于无限制搜索，系统仍会返回所有满足最低得分的记录。
6. 已准备好用于突出显示的共同区域。AtomLens 为 MCS 分析分配了较短的共享时间预算，因此复杂的结构不会无限期延迟结果。紫色高亮部分显示了在此时间内找到的共同区域；可能还存在更大的共同区域。此操作不会改变指纹得分、排名或匹配数量。即使未找到高亮区域，结果仍可查阅。
7. 共享结构已被高亮显示。AtomLens 将 MCS 目标原子索引转换回目标分子的原子 ID，高亮显示两端均位于该原子集中的键，并以紫色 MCS 高亮显示渲染结果预览。打开结果后，该紫色高亮效果将保留在分子窗口中。

读取相似性结果

• 相似度得分是来自 0.0 到 1.0. 数值越高，表示共享的指纹特征越多。
• 相似度较高的结果可能包含额外的原子，或者在共享核心周围的排列方式不同。使用紫色的 MCS 高亮显示功能，可查看目标结构中的共享部分。
• 如果 AtomLens 无法为某个返回的分子构建 MCS 图，该结果仍会显示其指纹分数，但该行不会以紫色高亮显示。

子结构搜索的工作原理

1. AtomLens 准备查询。绘制的结构或选中的分子会被解析为一个化学图。所谓化学图，就是由键连接起来的原子映射。
2. 已加载存储库索引。AtomLens 使用基于 SQLite/Core Data 的紧凑型搜索索引，而非在搜索开始时读取每个完整的分子文件。
3. 快速筛选可剔除明显不匹配的候选分子。目标分子必须具备足够的原子和化学键、所需的元素，以及所需的环结构、芳香性及局部键合特征。这些检查的成本远低于完整的图匹配。
4. 对候选结果进行排序。通过快速筛选的结构会被按顺序排列，以便优先检查可能有用的结果。AtomLens 采用指纹重叠度，并考虑目标结构相对于查询结构多出的结构信息量。
5. 可重用分子图会被缓存。当存储库索引处于最新状态时，AtomLens 会将已解析的分子和 SMSD Pro 图句柄保存在内存中。导入、删除、重新索引以及 iCloud /Core Data 合并操作会使过时的缓存数据失效。
6. SMSD Pro 负责检查精确图匹配。AtomLens 将候选批次发送至 SMSD Pro。默认匹配器采用 VF2++ 图匹配算法，结合邻域过滤器和位并行可行性检查。Metal 可在 Apple GPU 上协助进行安全筛选和优先级排序，但最终的精确图匹配仍需在 CPU 上运行。
7. 在显示可见页面之前，会彻底统计精确匹配的数量。AtomLens 对存储库进行筛选，验证精确子结构匹配，并持续检查候选项，以确保匹配计数完整。它利用低成本的精确匹配数据对所有精确匹配结果进行排序，针对一个较小的确定性前端窗口计算短超时MCIS指标，然后对增强后的结果再次进行排序。后续的匹配结果将保留较低成本的精确匹配得分。
8. 匹配结果会以高亮显示。在完成排序并应用指定的结果限制后，AtomLens 仅会为返回的行加载显示内容，并记录相应的原子和键 ID。结果预览中会用红色高亮显示匹配的子结构，打开结果时，该红色高亮效果会保留在分子窗口中。

读取子结构结果

“MCIS / 目标”列显示了最大公共诱导子图的大小与目标分子大小的对比。通俗来说，它表明两个结构中最大的精确公共部分包含多少个目标原子。

• 10/12 表示在一个由12个原子组成的靶中，有10个原子是共用的。
• 10/14 虽然它们也共享10个原子，但目标分子有更多的额外原子，因此匹配范围更广，通常匹配程度也较低。
• AtomLens 会根据 MCS 得分和覆盖率对子结构结果进行排序，因此匹配度更高的结果通常会排在匹配度较低的结果之上。对于非常宽泛的搜索，可以在完整度量前窗口之外使用成本较低的精确匹配评分机制，直到这些匹配结果被请求或进一步细化为止。

为什么有些搜索仍然需要时间

精确子结构匹配是一个图同构问题。这意味着 AtomLens 必须证明，查询中的原子和键可以映射到每个目标中的原子和键上。快速筛选和金属辅助筛选可以减少工作量，但对于结构复杂的分子或范围较广的查询，仍可能需要耗费大量 CPU 资源的精确匹配。

提取工具

AtomLens 首先验证源数据，确认计数，然后写入文件或表，并提供进度反馈。

将多结构 SDF 拆分为多个文件

1. 选择 File > Extract > Split multi-structure SDF into multiple files....
2. 请选择一个包含两个或更多结构的 SDF 文件。
3. 确认数量，然后选择“托管存储库”或目标文件夹。
4. AtomLens 写入一条仓库记录或一条 .sdf 根据所选目标，按结构生成文件。

将多结构 SDF 属性提取到 CSV 文件中

1. 选择 File > Extract > Extract multi-structure SDF attributes into CSV table....
2. 选择一个多结构 SDF 文件。
3. 确认可解析结构的数量并选择目标位置 .csv 文件。
4. AtomLens 会生成一个带引号的 CSV 表格，其中包含所有已发现的 SDF 字段。

当一个结构中某个字段有多个值时，AtomLens 会将它们连接起来，使用 |. 无效记录将被跳过，并在最后进行报告。

将多反应文件 SMILES 拆分为多个文件

1. 选择 File > Extract > Split multi-reaction SMILES into multiple files....
2. 选择一个多行“Reaction SMILES”源文件。
3. 确认有效反应的数量，并选择目标文件夹。
4. AtomLens 写了一篇 .rsmi 每个有效反应对应一个文件。

将多反应文件 SMILES 拆分为多个 RXN 文件

1. 选择 File > Extract > Split multi-reaction SMILES into multiple RXN files....
2. 选择一个多行“Reaction SMILES”源文件。
3. 确认数量，选择目标文件夹，然后开始提取。
4. AtomLens 将每个有效的反应条目转换为一个单独的 .rxn 文件。

在 macOS 中，多结构 SDF 工作流可将结构导入“托管存储库”，或将单个文件写入指定文件夹。CSV 和反应提取工作流会将数据写入您选择的目标位置。

反应支撑

AtomLens 可直接打开反应文件，包括 .rsmi, .rinchi, .rxn, .rdf，以及反应承载型 .cml.

• 反应图包括反应物、催化剂、生成物、加号以及箭头布局。
• 在反应模式下，平移、缩放、旋转、重置和快照等工具同样适用。
• 反应文件采用分栏布局，上方为图纸，下方为参与者名单。
• 如果提供了原子映射编号，则会自动启用基于映射的可视化控件。
• “快速预览”和“Spotlight”的元数据中也支持反应内容。

高级记谱法

AtomLens 继续支持现代 CXSMILES 功能及相关的高级注释。

• Markush和R基团的定义以主框架加一个清晰分隔的图例框的形式呈现。
• 如有重复单元和连接节点符号，则予以标注。
• 在可能的情况下，将保留导入的高亮标记、受支持的查询原子、查询键以及相关注释。
• 并非每个高级源功能都能映射到每个导出格式。例如，“导出”功能生成的是标准的 SMILES 格式，而不是 CXSMILES 文本。

支持的输入格式

.mol 和 .sdf 输入可采用 V2000 或 V3000 语法，而标准的 SMILES 文本文件仍可包含 CXSMILES 扩展。专用文档源代码编辑器还可以在您应用并渲染之前，将受支持的 IUPAC 名称转换为结构源代码。

支持的导出格式

使用 File > Export... 将当前分子或反应上下文导出为化学文件。请使用 File > Share 当前分子或整个反应的 SVG、PNG 或 PDF 格式图示。

在 iPad 中，使用分子或反应窗口中的“共享”按钮，选择“ChemDraw CDX”或“ChemDraw CDXML”，然后“保存到文件”。

往返支持

AtomLens 旨在确保在检查和再次导出受支持的源格式时，保留其重要的化学含义。

• 与早期的 AtomLens 版本相比，MDL V2000/V3000 和 SDF 保留了更多的坐标、立体化学信息、官能团、高亮标记、查询特征及相关注释。
• 当源和导出目标能够表示该信息时，RGfile 支持 R-组导向的结构。
• CML 对现代分子和包含反应的内容都提供了更强大的支持。
• CXSMILES 在马库什结构、重复/链接节点、高亮显示及相关图层的解析和绘制方面表现更佳。

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