二、界面总览
Qbics-Molstar 分子可视化平台用户手册
官方网站:https://molstar.szbl.ac.cn/viewer
Qbics-Molstar平台界面采用科研友好型设计,以“高效操作、清晰分区、协同联动”为核心原则,采用 「左侧功能区域(数据入口/状态树管理/数据导出/帮助信息)+ 中央功能区域(3D视图+辅助功能)+ 右侧功能区域(Structure管理/测量/快速样式等)+ 底部状态日志 + 顶部功能区域(序列面板)」 的科研专属布局,所有核心功能区域均以红框标注,全面覆盖「结构加载→3D可视化→结构分析→成果导出」的全科研流程。界面各区域功能独立、联动紧密,既保证操作的专业性,又兼顾易用性,适配结构生物学、药物研发、生物信息学等领域的分子结构研究需求。

分区域详细解析
左侧功能区域
界面最左侧纵向区域,独占左栏,是平台的核心功能控制区,包含数据加载、结构管理、成果导出和帮助信息四大模块。
1. Home(数据加载与工具区)
是平台的数据入口与工具集合区,分为4个核心子模块:

Load Files(文件加载面板):本地结构文件上传入口,支持三种上传方式:
- 手动选择:点击「Select files...」按钮,从本地文件选择器中选择文件
- 拖拽上传:直接将文件拖拽至面板区域
- 粘贴上传:点击「Paste」或「Parse」按钮,从剪切板读取结构数据
- 支持多文件同时上传,可自定义Model、Format、Coordinates等加载参数,点击「Apply」完成加载
- 兼容PDB、CIF、MOL2、XYZ等多种分子结构格式,同时支持轨迹、电子密度等数据类型
Download Structure(下载结构面板):远程数据库结构下载入口,支持多种数据源:
- PDB:通过蛋白质结构数据库ID下载晶体结构
- SWISS-MODEL:获取同源建模结构
- AlphaFold DB:下载人工智能预测的蛋白质结构
- PubChem:获取小分子化合物结构
- SMILES:通过SMILES分子式直接生成3D结构 输入对应标识后点击「Apply」,即可自动下载并加载目标结构(例如:PDB ID 1tqn的人类细胞色素b晶体结构)
Tools(2D结构绘制面板):内置「Ketchers」专业化学绘图工具,提供以下功能:
- 快速绘制小分子2D结构式
- 一键将2D结构转换为3D模型
- 支持常见有机分子、药物分子的结构构建
- 提供丰富的化学键和官能团模板

- Drag Files(拖拽上传提示区):提供直观的拖拽上传指引,将本地文件直接拖拽至页面任意区域即可自动加载,支持以下数据类型:
- 坐标文件(PDB、CIF、MOL2等)
- 轨迹文件(MD轨迹、振动模式等)
- 波函数文件(用于分子轨道分析)
- 结构图片(通过图片识别提取结构) 此功能可大幅提升操作效率,特别适合单文件或少量文件的快速加载
2. 状态树(结构管理与操作区)
是结构的层级化管理核心入口,以树形层级结构完整展示已加载分子的全量信息(图中示例为PDB ID 1TQN的人类细胞色素b晶体结构),层级逻辑完全贴合分子结构的组成:
根节点:1TQN 1 model(对应完整分子结构)
一级子节点:Model 1(结构模型,支持多模型结构管理)
二级子节点:Assembly 1 3999 elements(结构组装体,管理完整组装的结构单元,共3999个原子)
三级子节点:按分子组分拆分,包括Polymer(生物大分子,3766个原子)、Ligand(配体,50个原子)、Water(水分子,190个原子)、Unit Cell(晶胞包围盒)
四级子节点:各组分的显示样式,如Polymer对应Cartoon(卡通模式)、Ligand/Water对应Ball & Stick(球棍模式)
操作功能:
- 显示/隐藏:点击节点右侧的眼睛图标,可控制对应结构或组件的显示状态
- 删除:点击垃圾桶图标,可删除不需要的结构或组件
- 右键菜单:鼠标右键点击节点,可展开更多操作选项,如重命名、复制、修改属性等
- 层级展开/折叠:点击节点前的展开/折叠图标,可展开或折叠子层级
状态树实现了对结构从宏观到微观的全层级精准控制,是多结构管理、显示样式调整的核心操作界面。

3. 数据导出(数据与动画导出区)
该区域是平台提供的一站式科研成果输出入口,专门为科研人员的成果保存与后续分析需求设计,涵盖模型、动画、图片、几何四类核心导出功能,操作便捷、格式兼容,适配各类科研场景。
Export Models(模型导出)
格式选择:支持导出.cif、.bcif、.pdb、.xyz、.can、.wfn、.molden等多种主流分子结构格式,可满足晶体学分析、跨软件数据传输、后续计算分析等不同科研需求。
文件名设置:支持两种命名模式,“auto”(自动模式)可生成符合科研规范的标准文件名,也可手动自定义文件名,便于文件分类管理与后续查找。
导出操作:点击“Export”按钮,即可一键下载当前结构的高精度坐标文件(如PDB、CIF格式),下载文件可直接用于后续科研计算与结构分析。
Export Animation(动画导出)
动画类型选择:支持导出轨迹动画、相机摇摆、相机旋转、振幅动画等多种动画类型,可适配分子动力学轨迹展示、分子空间构象全方位演示等科研需求。
动画渲染:点击“Render”按钮,平台将启动动画渲染流程,渲染进度可实时查看,渲染效果贴合3D视图中的结构显示样式。
导出操作:动画渲染完成后,点击“Save Animation”按钮,即可一键下载渲染好的动画文件,支持AVI、MP4、GIF等主流视频格式,适配科研汇报、成果可视化等场景。
Export Images(图片导出)
文件范围选择:可选择“All”导出当前界面中所有可见的分子结构,也可指定具体模型名称,精准导出目标模型的截图,避免冗余内容。
特殊场景支持:若加载的文件为轨迹文件,可手动指定具体帧,导出该帧对应的分子结构截图,便于捕捉轨迹中的关键构象。
导出操作:点击导出按钮,即可生成高清静态截图,支持PNG、JPEG等格式,可直接用于论文配图、项目汇报素材制作。
Export Geometry(几何导出)
将分子结构转换为通用3D模型格式(GLB/STL/OBJ等),用于3D打印或专业三维可视化展示。

4. 帮助信息(平台介绍与操作提示区)
该模块是平台全量UI元素的功能说明集合,针对界面各操作按钮、面板、控件提供详细解释,帮助用户理解每个功能的作用与使用方法,核心子项如下:
Selections(选择操作说明):详细讲解分子结构的选择规则与操作技巧,包括原子/残基/链/模型等不同选择粒度的切换,适配精准结构分析的需求;
Coloring(着色方案说明):介绍平台支持的各类分子着色方式,如二级结构着色、原子类型着色、残基属性着色、自定义着色等,明确每种着色的适用场景(如二级结构着色用于蛋白结构展示、原子类型着色用于配体分析);
Representations(显示样式说明):讲解卡通(Cartoon)、球棍(Ball & Stick)、空间填充(Spacefill)、表面(Surface)等各类分子显示样式的特点与适用场景,帮助用户快速选择适合论文配图、结构分析的显示方式;
Surroundings(视图环境说明):说明视图背景、坐标轴、剖切、光照等环境参数的设置方法与作用,用于优化3D视图的显示效果,适配论文配图、科研汇报的展示需求;
Create an Image(生成高清图片教程):详细讲解如何导出符合期刊要求的分子结构高清截图,包括分辨率设置、背景透明化、格式选择、自动裁剪等参数调整,帮助科研人员快速制作专业的论文配图;
全场景教程覆盖:除图片生成外,还包含结构加载、轨迹动画导出、多结构比对、相互作用分析、原子索引导出等高频科研场景的操作指南,针对不同功能提供完整的操作流程与注意事项,解决用户的实际操作疑问;
Moving in 3D(3D视图操作说明):详细讲解3D视图的基础鼠标操作,是日常结构观察的核心指引:
左键拖动:旋转视图,调整分子结构的观察角度;
右键拖动/左键+Ctrl拖动:平移视图,调整结构在视图中的位置;
滚轮滚动:缩放视图,放大观察细节、缩小查看整体结构;
Shift+滚轮滚动:剖切视图,隐藏分子表面结构,查看内部空腔、结合界面;
三指拖动:快速聚焦选中的结构片段,一键居中显示。
Mouse & Key Controls(键鼠快捷键速查):提供全平台的键盘快捷键列表,涵盖视图控制、功能操作、导出分享等各类操作,如Ctrl+S保存会话、Ctrl+P快速截图、V激活选择工具、D激活距离测量等,同时明确不同操作模式(查看模式/编辑模式)下的快捷键差异,帮助科研人员通过快捷键提升操作效率,减少鼠标点击次数。
中央功能区域
平台的核心渲染与操作区域,展示了1TQN蛋白质晶体结构的高精度三维模型。

右侧功能区域
右侧功能区域是Qbics-Molstar平台的核心功能操控中枢,采用标签式面板布局,位于中央3D视图右侧纵向区域,支持按需切换、折叠,不占用核心可视化空间,是科研人员开展分子结构分析的关键操作区。
该区域整合了从结构管理到深度分析的全流程核心功能,核心子面板及大概功能如下:
Structure Panel(结构管理面板):控制分子结构的展示形式,支持切换结构类型(如组装体、晶胞)、管理多模型结构(如NMR多构象),快速调用预设视图;
Measurements Panel(测量面板):提供精准的几何参数量化功能,支持标签标注、距离、角度、二面角测量,满足科研数据记录需求;
Components Panel(组件管理面板):按结构组分(聚合物、配体、水等)拆分控制显示样式,支持非共价相互作用可视化,适配论文配图、结构展示;
Assembly Symmetry Panel(组装对称面板):识别并展示结构的对称性特征,辅助对称相关的科研分析;
Superposition Panel(叠加面板):实现多个分子结构的空间叠加,量化结构相似性,适配多结构比对分析。
该区域各子面板功能独立且与中央3D视图、序列面板联动紧密,覆盖从结构加载、可视化调整到分析验证、协作分享的全科研流程,操作流程连贯,适配结构生物学、药物研发等多领域科研需求。
底部状态日志
界面最下方,中央视图的底部。
实时记录每一步操作的时间戳、执行内容与耗时(如“Created Cartoon in 89ms”)。是排查加载失败、格式错误、功能异常等问题的核心依据,保障科研操作的可追溯性与严谨性。
顶部功能区域
界面最顶部横向区域,独占上栏,主要包含序列面板和全局工具栏。
序列面板
序列面板是Qbics-Molstar平台中连接一维氨基酸/核酸序列与三维分子结构的核心交互工具,专为解决长链蛋白质、多链复合物中残基快速定位、精准选择的科研痛点设计,实现序列与中央3D视图、层级状态树的深度双向联动,大幅提升结构分析效率,是结构生物学、药物研发等领域的核心辅助工具。
面板位于中央3D视图顶部,默认横向展开,支持一键折叠以释放视图空间;核心展示逻辑为按链(Chain)分类,完整呈现对应分子的氨基酸/核酸序列(如图中PDB ID 1TQN的cytochrome b链完整序列),所有残基严格遵循PDB标准1-based编号规则,标注残基名称与编号,确保序列与结构的编号完全匹配,从根源避免科研分析中的编号混乱。面板顶部设置链切换标签,多链结构会自动生成对应链的独立快捷入口,适配多链结构的快速切换操作。

面板通过与中央3D视图、层级状态树的深度联动,彻底打通一维序列与三维结构的映射壁垒,核心操作完全贴合科研人员的分析习惯:
悬停高亮,秒级定位空间位置:鼠标悬停在序列的任意残基上时,中央3D视图中对应残基的结构片段会实时高亮,同时弹出残基信息提示卡(包含残基名称、编号、所属链、空间坐标等关键信息),无需在复杂的三维结构中手动查找,即可快速定位目标残基的空间方位,完美解决长链蛋白质中目标残基难查找的痛点。
点击选择,精准批量操作:鼠标点击序列中的单个残基,将自动选中该残基的所有原子,选中状态同步至3D视图与层级状态树;支持灵活的批量选择:按住Ctrl键点击可多选不连续残基,按住Shift键点击可选择连续残基区间,选中的残基在3D视图中同步高亮,可直接用于后续的距离测量、显示样式调整、相互作用分析等科研操作,无需手动框选,大幅提升操作精准性与效率。
链快速切换,适配多链结构分析:面板顶部的链标签支持一键快速切换不同链的序列视图,多链蛋白质、核酸复合物会自动生成对应链的独立标签,从根源上避免不同链的残基混淆,适配抗体、蛋白-蛋白复合物、核酸复合物等多链体系的精细化分析需求。