化学信息学论文

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1、化学信息学发展历史、现状以及未来趋势的探究摘要化学信息学（ChemicalInformatics，Chemoinformatics，Cheminformatics），是在信息科学与计算机科学、互联网高速发展的前提下近几年快速成长的化学化工与信息科学、计算机科学的边缘交叉学科利用计算机及网络技术对化学信息进行收集、处理加工、管理分析、传播以达到化学信息的共享的目的。化学信息学的实质是“从数据到知识”，随着化学信息的不断积累，化学信息学在化学及相关学科中必将发挥越来越重要的作用。本文对于化学信息学在过去几十年内发展的历史、发展现状以及未来发展趋势都做了充足的探讨。关键字化学信息学化学信息发展历

2、史定义药物分子设计趋势1化学信息信息是什么？信息不是物质，因为它没有质量，看不见摸不着；信息也不是能量，因为它不能转化驱动其他物质。而其实一切物质都可以看做信息，一花一草，日升月落，春夏秋冬都是一种信息。某事物的信息，是它的运动状态、结构、性能和相互作用的规律以及运动状态的改变，正如钟义信教授提出的信息本体论定义:“某事物的信息的本体论层次定义,就是该事物运动的状态和状态改变的方式”［1］。而化学信息，就是指在化学分子、化学过程中所表现反馈出来的化学方面的信息。化学信息主要分为化学物质的化学信息和媒体形式的化学信息。前者是利用科学的原理和方法通过测量得到的化学成分的相关信息，如物质的物理、

3、化学性质，物质中各成分的定性、定量以及结构信息,分子间的相互作用信息（包括化学反应信息）等。后者是化学信息的记录形式，如图书、期刊、专利、数据库以及音像资料等，通过化学信息的传播使化学家们共享测量的原理、方法及测量结果。2化学信息学发展概况2.1化学信息学的发展历史化学信息学是一门以计算机技术、计算机网络技术、信息技术为基础的解决化学问题的学科，那么它的发展必然与计算机技术的发展密不可分。20世纪中后期，伴随着计算机的出现及其技术的高速发展，化学信息学也开始随之发展而起。1973年，NSTO高级研究所夏季学校举办了一个研讨班，研讨班的名称定为“化学信息学的计算机表征与处理”，将大量采用计算

4、机处理化学过程或用计算机技术分析化学信息的不同领域的科学家聚集在一起。由于他们都是利用计算机辅助化学研究，当聚在一起，他们意识到一个新的研究领域已经形成。从此计算机科学和信息学方法悄然进入化学领域。1987年，法国化学家列恩（J.MLehn）在研究复杂分子的反应过程中发现分子具有自组织、自识别的化学智能反应现象，识别的概念包含着信息的展示、传递、鉴别和响应等过程，列恩首次提出“化学信息学”的概念，这也就是化学信息学研究的开始。在列恩教授提出“化学信息学”的概念后，国外一些大学就开设了化学信息学课程并确定为研究生的研究方向。于是大量从事化学信息研究的个人、团体开始出现，化学信息学在这段时间内

5、迅速发展。2000年，WendyA.Warr博士在第218节美国化学学会国家会议和博览会上做了一个关于“化学信息学的定义”的报告，将化学信息学的发展又一次推向高潮。进入新世纪后，随着计算机及网络技术的迅猛进步，计算机技术能解决的化学问题越来越多，学科研发所耗费的成本也逐渐降低，化学工作者因此获得大量而精确的以前未能得到的关于物质的各种化学信息，因此推动了这门学科迅猛发展。2.2化学信息学定义的提出关于化学信息学的定义，直到今天学术界还有很大争论，没有达成太多共识形成一个完整的定义。而在这门学科发展的不同时期，都有学者给“化学信息学”提出定义：美国印第安那大学(IndianaUniversi

6、ty)在国际上最早在化学图书馆科学的基础上开设化学信息课程及培养化学信息学研究生，他们把化学信息学定义为：化学信息学包括从利用传统的图书馆科学方法组织化学信息到利用现代计算机技术产生、存储、检索及可视化化学信息。1998年FrankBrown提出一个定义：把各种化学信息源数据组合为信息，把信息提升为知识，其主要目的是在药物先导化合物的发现及优化领域快速地更好地作出决定。1999年GregParis给出自己的定义：化学信息学是一个一般的术语，它包括化学信息的设计、建立、组织、管理、检索、分析、判别、可视化及使用。2002年中国科技大学的邵学广等对化学信息学也提出过定义：化学信息学是近几年发展

7、起来的一个新的化学分支，它利用计算机和计算机网络技术，对化学信息进行表示、管理、分析、模拟和传播，以实现化学信息的提取、转化与共享，揭示化学信息的内在实质与内在联系，促进化学学科的知识创新。2006年德国的JohannGasteiger提出一个广义的定义：化学信息学是利用信息学方法解决化学问题的学科。而这一定义也是目前传播较为广泛的定义［2］。以上各种定义，FrankBrown所提出的太过于片面，他仅仅强调化学信息学在药