一种用于采样超分子结构的新构型偏置方案

我们提出了一种新的模拟方案，允许对由功能化反应结合位点的聚合物构建块组成的可重构超分子结构进行高效采样。该算法基于 Siepmann 和 Frenkel 的构型偏置方案，并通过非局部 Monte Carlo 算法改变超分子网络拓扑的能力而得到增强。这一计划通过多尺度建模实现，该建模融合了描述典型聚合物构象的粗粒化模拟与考虑活性位点反应中涉及自由能项的实验结果。我们在 DNA 包覆胶体系统上测试了新算法，计算了由末端带有短序列互补核苷酸的系链单链 DNA 结合相关的杂交自由能成本。为了展示我们方法的通用性，我们还考虑了由受体功能化并结合装饰有配体的表面的聚合物。特别是，我们计算了吸附聚合物的态密度作为形成的配体 - 受体复合物数量的函数。该量可用于研究吸附聚合物的构象性质，这在设计具有定制特性的吸附时非常有用。我们将结果与平均场理论的预测进行了成功比较。我们相信，所提出的方法将成为研究由功能化聚合物之间直接相互作用产生的超分子结构的有用工具，而目前尚缺乏对此类结构的有效数值研究方法。