Alchemist

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Alchemist

Alchemist(炼金术士)是鸿之微科技(上海)股份有限公司自主研发的化学结构绘图与分子建模软件,兼具化学智能设计与仿真平台定位,于 2024 年 7 月在鸿之微第二届多尺度仿真技术与国产软件应用大会上发布[1][2]。软件面向化学、生物、药学与材料科学等领域的结构绘制、性质预测和期刊格式输出需求,兼容 ChemDraw 等主流结构编辑器的文件格式。名称中的「炼金术士」沿用了化学信息学工具一贯以炼金术命名的传统[2]。

目录
  1. 定义
  2. 原理
  3. 发展历程
  4. 应用
  5. 局限
  6. 参见

定义

Alchemist 是一款运行于 Windows 64 位系统的化学结构编辑器与分子建模工具,由鸿之微科技(上海)股份有限公司研发,官方中文别称为「炼金术士」[2][3]。其核心用途是绘制小分子、聚合物与反应式,并对结构进行性质计算和格式转换,定位上被视为功能全面的 ChemDraw 替代方案。软件提供中、英文双语界面,兼顾科研写作中的结构图绘制与数据获取两类任务[2]。

该名称同时也见于其他以炼金术为名的软件,例如曾用于三维材质制作的 Substance Alchemist,以及面向实验设计的开源优化工具 ALchemist;本词条主要介绍鸿之微的这款化学软件[4][5]。

原理

软件以矢量化学图形为底层数据结构,把原子、化学键、文本标注与箭头等对象分层管理,绘制结果既能作为图形输出,也能保存为携带连接表信息的结构化文件[2]。结构内部的原子与键带有类型、电荷和立体化学属性,因而可以进一步参与分子式与分子量的计算、描述符生成以及 3D 构象预测[2]。

在格式互通方面,软件读写的对象既包括 ChemDraw 的 CDX、CDXML,也包括 CML、MRV、MOL、SMILES 等化学信息学常用格式,复制粘贴时通过对象嵌入方式在文档与编辑器之间传递结构[6]。化学图片识别(OCSR)则由图像模型从截图或文献插图中检测原子标记与键线,再重建为可编辑的分子图,反应图像亦可识别[6]。

3D 部分采用力场方法对二维结构生成初始三维坐标,并结合量子化学引擎计算 HOMO、LUMO 与分子轨道等电子结构性质,形成从结构式到性质的链路[2]。

发展历程

2024 年 7 月 3 日,鸿之微第二届多尺度仿真技术与国产软件应用大会召开,化学智能设计与仿真平台 Alchemist 在会上面向外界发布[1]。相关介绍强调该平台为自主研发,目标是为化学、生物医药与材料研究提供从分子到系统尺度的建模与仿真能力[2]。

此后软件以每月更新一次的节奏迭代。2025 年 6 月 3 日的 1.0.1 版本增加了基础图形绘制、最近打开文件与拖拽打开文件、导出分辨率可选的图片等功能。2025 年 6 月 30 日的 1.0.2 版本引入单原子隐藏氢、鸿之微随心算量化引擎调用与 OCSR 反应识别测试功能。2025 年 10 月 20 日的 1.0.6 版本新增 SDF、MOL2、PDB 等格式读写与碎片工具;2025 年 12 月 12 日的 1.0.7 版本增加 Markush 工具并优化框选与增删性能。

已公布的后续计划包括反应图像识别完善、隐藏氢优化、箭头优化、电子轨道与符号建模、片段功能、Mac 与 Linux 版本、Alchemist3D 以及 SDK。2026 年 1 月 6 日,鸿之微与上海大学理学院、材料基因组工程研究院合作举办该软件的专题培训,内容覆盖基础设置、分子级热键、结构美化与 3D 展示[7]。

应用

在论文与学位论文写作中,软件用于绘制化合物结构式、单步与多步反应式及聚合物结构,并可按期刊要求套用页面尺寸与键长等排版参数[2]。软件内置 ACS、Wiley、RSC 等 20 种期刊格式,可一键应用[2]。

在文献整理环节,用户可以截图识别文献中的结构图或反应图,将其转为可编辑对象后重新排版;结构式与 IUPAC 名称之间也可双向转换,并通过二次校验提高准确性[6]。软件与 Office、WPS 之间通过 OLE 对象互通,双击文档中的结构即可唤起编辑器修改[6]。

在科研数据环节,软件支持氢谱与碳谱核磁预测、加离子峰的质谱预测、2D 与 3D 分子描述符计算,并集成 PubChem、Reaxys 等数据库查询入口[2]。开放 Python SDK 后,程序可在办公软件中创建对象并唤醒软件修改结构,便于批量处理[2]。

软件在高校中有实际推广,材料、化学、生物、药学等专业的师生被列为典型用户群体,培训中按零基础可上手的思路设计课程[7][8]。

局限

在格式支持上,HELM 表示法在该软件发布时尚不支持,仅被列入后续版本规划[2]。OCSR 反应识别在 1.0.2 版本中仍标注为测试性质,识别准确度尚未稳定。

平台可用性受运行环境约束,早期版本仅提供 Windows 64 位安装包,Mac 与 Linux 版本仍在计划之中,跨平台用户在短期内难以直接使用[3]。软件需要联网登录鸿之微云账号或使用离线 License 授权,未获授权的环境无法启用[3]。

作为绘图与结构处理工具,其光谱预测与描述符计算属于基于经验规则或力场的估算,结果需要与实验数据或更高精度计算相互印证,不能替代实际的谱学测量与量化计算[2]。此外,同名软件在三维材质、游戏模组与实验优化等不同领域并存,检索与引用时需依靠发行方和功能加以区分[4][5]。

参见

  • ChemDraw —— 化学结构绘图软件,Alchemist 在功能与快捷键方案上与其对齐。

  • ChemDraw —— 结构编辑器格式 CDX、CDXML 的主要来源。

  • IUPAC命名法 —— 软件中结构式与名称双向转换所依据的命名规则。

  • SMILES —— 软件支持读写的线性分子表示格式。

  • 核磁共振 —— 软件可对其氢谱与碳谱进行预测。

  • 力场 —— 软件由二维结构生成三维构象所用的方法基础。

  • Substance 3D Sampler —— 曾以 Substance Alchemist 为名、后更名的三维材质制作软件。

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最近更新:2026-10-28T18:38:43Z

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