基于多极水BMW-MARTINI力场框架的PEO/PPO均聚物和Poloxamer共聚物的粗粒化模型构建

发布时间：2021-01-17 23:43

　　采用计算机模拟技术研究细胞膜表面发生的物理化学过程是研究生物体系复杂相行为的一个重要方面。由于水分子在这些物理化学过程中起着非常重要的作用,在计算机模拟中选取合适的水模型来准确地描述水相环境下细胞膜表面性质对研究细胞膜表面复杂相行为以及生物大分子与细胞膜表面特定的相互作用起到决定性的影响。距今为止人们开发了众多水模型来描述不同模拟尺度上水相的结构和热力学性质。BMW（Big Multipole Water）水模型具有三位点拓扑结构,并且能够准确描述分子模拟体系中四分子水团簇结构的偶极矩和四极矩张量,因而受到科研工作者的广泛关注。此外BMW水模型与描述由磷脂分子组成的双层磷脂膜体系的MARTINI力场具有较好的兼容性,因此经常用于研究生物体系的复杂物理化学行为。Poloxamer共聚物由亲水的聚环氧乙烷（PEO）嵌段和疏水的聚环氧丙烷（PPO）嵌段组成,在药物输送和改进药物制剂性质方面具有十分广泛的应用。有鉴于此,我们在本论文中以BMW-MARTINI力场框架为基础构建了PEO/PPO均聚物和Poloxamer共聚物的粗粒化模型,通过大量全原子和粗粒化分子动力学模拟确定了粗粒化粒子之间的... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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计算机模拟方法，理论分析与实验观测之间的关系

第一章绪论2图1.1计算机模拟方法，理论分析与实验观测之间的关系。1.2基于GPU加速的计算机模拟随着模拟体系复杂性的增加以及人们对于描述模拟体系准确性提高的要求，使得模拟计算的计算量极速增加，因此也逐渐提升了人们对计算机能力的要求。在过去的几年中，图形处理器GPU已经发展成为功能强大的可编译并行处理器，快速提升了计算能力和计算效率，因此基于GPU的高性能计算已成为计算机模拟技术的主流发展方向[5,6]。图1.2CPU与GPU的硬件逻辑结构对比（此图来自英伟达公司官网）。如图1.2所示，CPU中寄存器(Cache)和控制器(Control)占据了大部分面

第二章理论基础与模拟方法7图2.1二维周期性边界条件下的粒子移动示意图。在周期性边界条件下，rcut是计算粒子之间的相互作用时的截断半径（cut-offradius）。在模拟体系中，对于粒子j及其所有镜像粒子，粒子i只与在截断半径内与之最近的粒子产生相互作用，该方法被称为最近镜像方法（nearestmirrorimage）。2.4系综针对物理体系的分子动力学模拟总是在一定的系综下进行的，它是相空间中满足某个特定动力学状态的所有点的集合。因此对模拟体系不同的约束条件需要不同的系综。系综只是分子模拟中的概念，并不是对应真实的客观实体。而真实的模拟体系是组成特定系综的一个个系统，这些系统具有完全相同的力学性质。每个系统的微观状态可能不尽相同，但在平衡状态时，系综具有确定的平均值。常见的系综有：微正则系综，系统的粒子数N，体积V，能量E保持不变，也称作NVE系综；正则系综，系统的粒子数N，体积V，温度T以及体系的总动量保持不变，也称作NVT系综；等温等压系综，体系的粒子数N，压强P和温度T保持不变，也称作NPT系综。


本文编号：2983824