刘建川・GROMACS 实战 ｜重水（D₂O）ITP 拓扑文件制作流程

大家好，我是刘建川，14年深耕GROMACS分子模拟领域，始终专注分子模拟实战。今天为大家讲解重水（D₂O）ITP拓扑文件的完整制作方法，基于文献SPC/HW模型，适配OPLSAA力场与GROMACS模拟。

一、获取重水力场参数

先通过文献确定重水的LJ参数与电荷参数，本案例采用SPC/HW重水模型，参数取自文献： J. Chem. Phys. 114, 8064 (2001)

J. Chem. Phys. 114, 8064 (2001); https://doi.org/10.1063/1.1359183

该模型关键参数如下，LJ参数公式与OPLSAA力场一致、单位匹配GROMACS默认设置，可直接使用；其中LJ参数为O–O相互作用，H–H间LJ参数均为0。

二、制作重水ITP文件

从oplsaa.ff文件夹中复 制spc.itp，并重命名为spc_HW.itp，仅修改[ atoms ]区块内容，其余配置保持不变：

[ atoms ];   nr   type      resnr residue  atom   cgnr     charge       mass    1  opls_116D    1     SOL      OD     1     -0.870    2  opls_117D    1     SOL     DW1     1      0.435    3  opls_117D    1     SOL     DW2     1      0.435

三、修改ffnonbonded.itp

在力场文件ffnonbonded.itp末尾添加重水对应原子类型，注意氘核（D）质量为2.01410：

opls_116D   OD   8    15.99940    -0.870       A    3.71200e-01  3.42800e-01opls_117D   DW   1     2.01410     0.435       A    0.00000e+00  0.00000e+00

四、模拟拓扑调用

模拟时在拓扑文件（.top）中调用修改后的spc_HW.itp与oplsaa.ff力场；结构文件可直接沿用常规SPC水的spc216.gro。 模拟过程中若出现原子名不匹配的警告，直接忽略即可，不影响正常计算。

完成以上全部配置后，就可以在GROMACS中稳定开展重水相关体系的分子动力学模拟，参数匹配度与计算兼容性均可满足常规科研模拟需求。

来源：模拟之家