劍橋結構數據庫系統（The Cambridge Structural Database System）
劍橋結構數據庫（CSDS）收錄了全世界范圍內所有已認可的有機、及金屬有機化合物的晶體結構。通過一整套豐富的搜尋與分析工具及衍生的數據庫，用戶可以進行分子結構，分子間相互作用以及晶胞堆積的研究，從而為許多先進領域的研究與應用提供方便。
劍橋結構數據庫含有將近五十萬個有機和金屬有機化合物的X-射線和中子射線衍射的分析數據。本數據庫不僅全面涵蓋了已發表的分子晶體結構，同時也獨特的收錄了大量在其它任何地方無法獲得的分子結構數據。
本數據庫中所有的分子結構都經過了廣泛、仔細的查證并提供了詳盡的化學和文獻方面的信息，從而更加提高了晶體結構數據的價值。本數據庫一直在根據新發表和新存入的數據不斷更新（年增長率約
8%），同時也在不斷完善已有的數據記錄。本數據庫每年發布一次，定期更新可通過互聯網下載。
劍橋數據庫系統的應用范圍：
- 搜尋與圖像顯示晶體結構
- 分析分子參數
- 研究構像取向
- 探索藥效團模型
- 檢測分子內和分子間相互作用
- 快捷地提取與分析分子的幾何結構
- 預測分子間相互作用
- 確認特定官能團間相互作用的模式
- 檢索相似的京胞堆積特性
- 計算晶胞堆積相似度
劍橋數據庫系統由以下六部分組成：
劍橋結構數據庫中的每項輸入都包括以下內容：
- 三維結構數據：原子坐標，晶胞參數，空間群，結構精密度指標，溫度與壓力條件，無序分布細節
- 二維結構圖：原子和鍵的性質與關聯
- 化學式和化合物名稱，多肽化合物的氨基酸序列
- 完整的文獻資料，其中部分直接與電子版文獻鏈接
- 交叉引用立體異構體及有關重新解釋和確認的詳情
- 其他已發表的與該分子有關的信息：
——化合物來源
——結晶條件
——絕對構型的確定實驗
——多晶型現象（同質多象）
——生物活性
PreQuest
PreQuest可方便用戶構建自己專用的晶體結構數據庫，然后可對
該數據庫用ConQuest獨立或與CSD相結合進行搜索。在正式把一
個警惕數據庫編入CSD數據庫前，劍橋晶體數據中心（Cambridge
Crystallographic Data Centre,CCDC）的編輯們用PreQuest來檢查驗
證每一個要存入數據庫的晶體結構。PreQuest的性能包括：
- 認可一系列的數據輸入格式（CIF,SHELX,MOL,MOL,MOL2和CCDC的BCCAB格式）
- 簡便的對文字和數字的修飾功能
- 可根據三維晶體結構自動顯示二維化學結構圖
- 二維化學結構圖編輯功能
- 顯示，驗證和編輯三維結構數據
- 可將已驗證的數據以CSD格式輸出以建立用戶自己專用的數據庫
文字、亞結構與幾何結構查詢
ConQuest
ConQuest是用于從劍橋結構數據庫搜索和提取結構信息的基礎軟件。該軟件日工在劍橋結構數據庫中全方位的文字與數字查詢，同時還具有更高級的搜索功能：
- 化學亞結構的搜索
- 幾何結構的搜索
- 分子間和分子內相互關系的搜索
對于所查詢的每個三維化學亞結構，ConQuest可幫助用戶定義，
提取和輸出與之對應的一系列幾何參數，并直接與Mercury相鏈接
以顯示選中的結構，或者與Vista鏈接以分析和顯示所提取的幾何數
據。ConQuest功能包括：
- 全方位的文字與數字搜索選擇，包括文獻與實驗細節
- 含有能直接輸入命令的界面以實現批量查詢的功能
- 與電子版文獻資源直接鏈接
- 化合物名稱，化學式，和元素組成的搜索
- 二維化學亞結構畫圖功能，可界定一系列的成鍵約束條件（圖4）
- 可直接從ChemDraw和SIS/Draw剪貼二維結構圖
- 三維幾何搜索一確定藥效團模型，其分子內氫鍵和特定的構象
- 三維搜索分子間非共價鍵接觸，如：氫鍵，偶極相互作用
- 提取二維和三維化學亞結構的幾何數據
- 提供簡便的機制用于合并不同的查詢方式使其升級為更高級的查詢
- 對選中的化合物列表進行管理，可合并及注釋搜索結果
- 提供多種文件輸出格式（包括CIF,PDB,MOL2,PDF,MOL）
- 完善的產品介紹文件，使用指南及對相關內容的引導
ConQuest在教學中的使用
Classroom ConQuest 是為幫助群體教學活動所設計的。任何
ConQuest的用戶均可根據需要無限量安裝Classroom ConQuest 軟件。
Classroom ConQuest 擁有 ConQuest 的所有功能，可被用于搜尋CSD
的一個子集（可與Classroom ConQuest一起提供）或用于搜尋用戶自
己通過CSD建立的子數據庫。
晶體結構開發與數據顯示
Mercury
Mercury 提供了一整套豐富的軟件工具用于顯示及比較晶體與分子結構，
從而探索分子網絡與晶胞堆積。Mercury的性能包括：
- 多種結構顯示選擇和圖像操作功能，包括各項異性熱參數的橢球位移模型（圖7）
- 計算及顯示幾何參數
- 定位及顯示氫鍵及其他短距離相互作用（圖8）
- 基于分子間相互聯系的網絡擴展與探索
- 具有創建與顯示幾何中心，最小二乘法均面以及密勒晶面的功能
- 顯示晶胞參數，并可向任意方向擴展晶胞數，及晶體中任意方向的切面內容
- 模擬并輸出多晶（粉末）衍射圖像
- 2007及更高版本可與MOPAC兼容，提供以分子為基礎的氣相計算
- 具有多種保存和輸出格式的選項，可直接輸出至POV-Ray
- 可同時顯示多個結構，并對這些結構應用最小二乘法進行疊加比較
- 可編輯晶體結構，包括‘一鍵’設定健型及添加缺失的氫原子
- 在硬件條件允許的情況下，可顯示立體視圖
- 顯示空間群對稱元素（圖9）
- 直接鏈接到分子間及分子內的幾何結構數據庫（Mogul和Isostar）
一個新投入使用的功能模塊Materials模塊為您進行如下操作提供了方便：
- 比較及量化結構間晶胞堆積的相似性
- 識別結構中相似的區域
- 在一系列的結構中搜尋特定形式的相互作用，或者綜合的晶胞堆積特性，并對它們的幾何特征進行比較
VISTA
VISTA是一個互動的分析與統計軟件，可閱讀用戶自定義的幾何數據和
其它通過ConQuest從CSD中提取的數字信息。VISTA的性能包括：
- 以電子數據表格的形式顯示所提取的參數
- 簡便地用笛卡爾坐標（Cartesian）或極性軸構建參數分布的柱狀或散點圖
- 參數分布的簡要統計學描述
- 圖表與CSD中搜尋結果之間的超級鏈接
- 對現存參數進行數學組合處理以產生新的參數
- 數理統計分析功能包括線性回歸與主體組分分析
- 制備用于發表文章和報告的圖表
分子幾何結構與非鍵相互作用
Mogul
只需點擊一下，Mogul即可迅速從CSD中幾百萬個各類化學鍵長，鍵角和非環
扭轉角數據中提取信息以便快捷地顯示分子的幾何結構。應用范圍包括驗證新的晶體結構，發現非同尋常的幾何特性，查證通過計算而得到的構象（如過濾篩選蛋白質—配體嵌合模擬的結果以便去除不可能的配體構象），及建立配體庫用于蛋白質晶體結構的精調。
Mogul的性能包括：
- 認可各種文件輸入格式（MOL2,CIF,RES,MOL,PDB）,并可構建二維分子圖
- 快捷的幾何性能選擇及自動構建搜索目標亞結構（圖11）
- 隨時快速提取幾何數據信息，將所得結果以柱形圖形顯示，同時給出詳細的統計學描述（圖12）
- 直接察看柱形圖中的CSD分子結構
- 根據實驗精度（R-因子）篩選過濾所得結果
- 片段構建，從CSD中含有緊密相關片段的結構中添加數據
- 只需點擊一下即可獲取關于某一分子的所有化學鍵長。鍵角，及非環扭轉角的數據
通過指示文件界面整合客戶端應用
Mogul已經成功進行了與CRYSTALS（用于單晶X射線結構精調）和DASH（用于從粉末衍射的數據進行晶體結構解析）的整合
IsoStar
IsoStar 可提供對收集在CSD和PDB實驗數據庫中的非鍵相互作用的幾何參數信息的快速訪問。對于一個中央基團（A）和一個接觸基團（B）之間的相互作用，IsoStar可通過疊加基團A的單體，以三維散點分布圖的形式顯示出B在A周圍的分布（圖13）。通過3D散點圖可以查看收集在CSD中超過2萬2千多種，和在PDB中大約7千4百多種化學功能基團對。散點圖的等值線可表征結合熱點，及任意指定的某種接觸出現的可能性。IsoStar的性能包括：
- 具有用于選取化學功能基團的網頁瀏覽器界面
- 可以選擇基于CSD或PDB構建的散點分布圖
- 1550種最低勢能計算值
- 定義接觸距離的顯示限度
- 允許用戶自行定義散點圖密集度
- 提供散點圖中各個點與CSD或PDB中相關結構的超級鏈接
- 提供特定接觸的幾何參數的報告
用戶自定義的功能基團組合散點圖如不被IsoStar所涵蓋，可使用IsoGen(和IsoStar一起提供)構建。