2。2。1设定模拟所采用的模型

也就是势函数的选取，这一步是进行分子动力学模拟的基础。不同的势函数具有不同的适用范围和局限性，我们要针对特定的目的选取适当的势函数，最后计算结果的准确性与所选用的势函数是否恰当息息相关。势函数一旦确定，就可以根据物理学规律通过模拟计算求得我们需要的守恒量。

2。2。2初始化处理

进行初始化处理，因为在执行分子动力学之前，为了避免浪费时间取进行长时间的计算，我们要选取适当的初始条件，比如：位置，速度，模拟的温度，压强等。初始结构的选取标准与模拟系统的结构越接近，则模拟效果越好。在赋予每个粒子速度时，应该尽量接近真实情形，并且要注意调整体系的总动量为零，避免体系在模拟过程中产生平移。

2。2。3趋于平衡计算

我们在确定模拟所需的初始条件和边界条件后就开始解运动方程和模拟，但是系统一开始所具有的能量不是我们所要求的能量，为了使系统达到平衡，在模拟过程中需要设立一个趋衡过程，在这个过程中我们从系统中增加或者移出能量，直到系统的总动能保持恒定（即达到热平衡状态）之后才开始储存轨迹与速度，之前轨迹和速度因其物理意义不够严密无需保存。

2。2。4最后对数据进行统计分析

通过对模拟得到的原子轨迹进行统计，分析来获取系统的各种热力学和动力学信息[10]。

3。方法与模拟细节

3。1模拟方法

首先，通过AMBER力场自带的LEaP程序生成十聚体多糖的结构和拓扑，然后通过自己编写的脚本分别用-NH2、-NH3+两个基团来取代C2位上的-OH基团，从而得到了十聚壳聚糖的初始结构，再通过高斯软件（Gaussian03）中的HF/6-31G+方法对不同功能化基团的壳聚糖进行优化。其次，多糖中的-OH力场参数也用我们自己编写的脚本-NH2、-NH3+ +两个基团的力场参数所替代（包括原子电荷、键参数和非键参数）。使用AmberTools从普通AMBER力场（GAFF）和标准AMBER2003力场得到两种不同壳聚糖单体的力场参数。壳聚糖中单体间的键参数、键角参数以及二面角参数都是从参考文献[5]中得到。使用约束静电电位（RESP）方法在高斯HF/6-31G+基组下计算不同功能化基团的壳聚糖单体，得到其局部电荷。

3。2模拟步骤

首先我们选取长度为5nm的壳聚糖，直径为0。6nm的C60，然后依据不同比例（如表1所示）构造了一系列体系（如图2所示），采用Gromacs 5。0。4程序包运行所有体系，其中壳聚糖LJ势能参数为σ=5Å，ε=0。833kcal/mol，C60的LJ参数为σ=3。85Å，ε=0。439kcal/mol。本文采用全原子模拟，所有的原子都被精确的表示在模拟中，非键范德华力的截断半径在12埃处达到零值。对所有体系都进行了100ns的模拟，通过蛙跳式算法进行运行控制，模拟中所有与氢原子连接的键都被固定，模拟步长为2飞秒。快速平滑粒子网格Ewald(SPME)静电方法用于计算长程静电相互作用，使用四次内插，格点间距为0。16nm；通过速度缩放与随机项联用的方法对各组分进行温度耦合，耦合温度为300K；使用指数弛豫berendsen进行压力耦合控制在1个标准大气压，时间常数为2ps。

表1 壳聚糖与C60分子动力学模拟中各个体系构建的条件文献综述

体系名称 壳聚糖数目 C60数目 Na+数目 温度/K 模拟时间/ns

1NH2-2C60 1