分子动力学模拟体系要电中性吗？

cgchen · 发表于 Post on 2016-6-21 16:58:42

手头正在用MD模拟溶液中的PAMAM大分子，弱酸性或者中性条件下P分子末端基团-NH2容易发生质子化形成-NH3+。采用力场分配电荷，静电作用采用Ewald 方法处理。
问题：1#带电体系能否用MD模拟吗？如果不能，会有什么影响
2#如何处理带电体系的MD模拟?

ps：我的处理是直接加H表示质子化，然后整个分子的净电荷是+1，后续跑MD也没有出现报错。但心里总觉得哪有问题。

sobereva · 发表于 Post on 2016-6-21 18:11:58

PBC下而且用ewald/PME这种考虑无限远范围的静电作用的方法才应当让盒子里电荷为电中性（非电中性下有些程序也能跑，但我不推荐），非电中性时可以用抗衡离子变成电中性。其它情况不需要非得电中性

fhh2626 · 发表于 Post on 2016-6-22 09:19:10

namd中的PME方法在电荷不中性时，会自动添加背景电荷时体系变为中性，但是你要考虑好这么做的物理意义

dark_cosmos · 发表于 Post on 2016-6-22 09:38:45

MD能不能进行带电体系的模拟要看力场有没有处理离子的模型，最好看看help确认一下（COMPASS力场是有的，其他的最好确认一下）。
既然是溶液体系，不是电中性应该是有问题的，楼主应该考虑一下自己的模型是否有问题。没有电中性能跑（印象中使用COMPASS力场有过这样的经历）但是结果很可能是有问题的。

cgchen · 发表于 Post on 2016-6-22 13:43:17

sobereva 发表于 2016-6-21 18:11
PBC下而且用ewald/PME这种考虑无限远范围的静电作用的方法才应当让盒子里电荷为电中性（非电中性下有些程序 ...

先谢谢sob老师！
模型是在PBC下，compass力场，Ewald方法处理静电作用，而且这种作用是占据主导的。按照老师的观点，我该如何修正呢？比如加入反离子？静电作用如何处理？

cgchen · 发表于 Post on 2016-6-22 13:47:22

fhh2626 发表于 2016-6-22 09:19
namd中的PME方法在电荷不中性时，会自动添加背景电荷时体系变为中性，但是你要考虑好这么做的物理意义

意思是用PME方法体系最好是电中性或者手动使之成为？

cgchen · 发表于 Post on 2016-6-22 13:54:51

dark_cosmos 发表于 2016-6-22 09:38
MD能不能进行带电体系的模拟要看力场有没有处理离子的模型，最好看看help确认一下（COMPASS力场是有的，其 ...

用的是COMPASS力场我看下help文件再确认一下。
非电中性跑MD很正常，能量和温度都收敛很好，结构性质分析都正常。
我注意到胺基的质子化H在compass力场有对应的力场参数，也就是说该力场考虑了离子化下的环境，我这个理解对吗？
discover模块对于非中性的MD模拟，会加入背景电荷使之体系平衡吗？在out文件中会显示体系带电情况吗？

sobereva · 发表于 Post on 2016-6-22 14:25:32

cgchen 发表于 2016-6-22 13:54
用的是COMPASS力场我看下help文件再确认一下。
非电中性跑MD很正常，能量和温度都收敛很好，结构性质分 ...

盒子里带电荷这并不合原理，即便跑出来从表面上或许看不出明显问题。因为这样的话，对应的实际溶液中就相当于带相同电荷的离子非常密集地排布在一起，这么大的库仑互斥，溶液立马就炸了。

说明COMPASS专门考虑了氨基质子化的情况，能合理描述。但这和抗衡离子是两码事。
程序不会自动加入抗衡离子，不管哪个程序都得自己加。

cgchen · 发表于 Post on 2016-6-22 16:19:59

sobereva 发表于 2016-6-22 14:25
盒子里带电荷这并不合原理，即便跑出来从表面上或许看不出明显问题。因为这样的话，对应的实际溶液中就 ...

恩谢谢sob老师！
抗衡离子比如cl- 是通过手动分配给氯原子一个负电荷然后加入到体系使之电中性？

sobereva · 发表于 Post on 2016-6-22 16:29:21

cgchen 发表于 2016-6-22 16:19
恩谢谢sob老师！
抗衡离子比如cl- 是通过手动分配给氯原子一个负电荷然后加入到体系使之电中性？

对

cgchen · 发表于 Post on 2016-6-22 20:50:24

sobereva 发表于 2016-6-22 16:29
对

好的
我试下

cgchen · 发表于 Post on 2016-6-22 21:02:09

sobereva 发表于 2016-6-22 16:29
对

out文件给出了由于模拟的盒子不是电中性， “Applying homogenous background charge density correction for Ewald”
这是什么意思呢？是指通过均一的背景电荷密度对Ewald方法计算静电能进行矫正
算是加入背景电荷使体系中性吗？

dark_cosmos · 发表于 Post on 2016-6-22 21:30:37

cgchen 发表于 2016-6-22 21:01
out文件给出了由于模拟的盒子不是电中性， “Applying homogenous background charge density correction ...

我觉得字面上看大概是这个意思，我计算的时候加上配平的离子了，这样模型合理一些也不麻烦。既然Ewald能算（还有处理方法）楼主可以做个对比计算看看差别有多大，这会是一个大家很感兴趣的结论。

cgchen · 发表于 Post on 2016-6-22 23:00:27

dark_cosmos 发表于 2016-6-22 21:30
我觉得字面上看大概是这个意思，我计算的时候加上配平的离子了，这样模型合理一些也不麻烦。既然Ewald能 ...

恩恩我做个对比
如有结论到时贴出来大家一起讨论

TreeHoleTeller · 发表于 Post on 2021-8-4 20:40:30

cgchen 发表于 2016-6-22 23:00
恩恩我做个对比
如有结论到时贴出来大家一起讨论

这么多年过去了还没有结论么……

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