如何计算分子间的RDF，消除分子内峰
在使用GROMACS进行分子动力学模拟时，径向分布函数（Radial Distribution Function, RDF）是一种非常有用的工具，用于研究系统中不同原子或分子之间的空间分布情况。RDF能够揭示分子间相互作用的特性，如距离依赖的吸引力或排斥力。然而，在分析RDF时，我们经常遇到分子内峰的问题，这些峰源于分子内部原子之间的距离，它们通常不反映我们感兴趣的分子间相互作用，反而会掩盖真正的分子间信息。
1、为什么会出现分子内峰？
分子结构的固有属性：每个分子都有其独特的结构，包括特定的键长和角度。例如，在水分子（H2O）中，氧原子与两个氢原子的距离约为0.96 Å。因此，在计算水分子的RDF时，我们会在大约0.96 Å处观察到一个明显的峰，这实际上是由于水分子内部的O-H键导致的。随着RDF计算范围的增加，涉及分子内原子对的数量也会增加，从而使得这些分子内距离的贡献在整个RDF图谱中变得更加显著。
2、nrexcl参数含义
在拓扑文件的 [moleculetype] 段中，nrexcl 参数指定了相隔多少个键以内不计算非键相互作用。例如，当 nrexcl=3 时，与某个原子相隔三个键以内的所有原子之间都不计算非键作用。通常情况下，nrexcl 的值设为 3，这意味着直接成键的两个原子、形成角度项的两端原子以及形成二面角项的两端原子之间的非键相互作用都不会被计算。
水分子（H2O），其itp文件中包含如下行
[]; name nrexclSOL 1
这里，nrexcl = 1表示只排除直接相连的原子对，即H-O-H之间的相互作用。因此，对于水分子，nrexcl = 1意味着O-H键之间的非键相互作用将被排除，但H-H之间仍会被计算。但是对于一般的有机小分子来说，这里的nrexcl的值为3，即代表排除不远于三条键的原子之间的非键相互作用。
3、如何消除分子内峰，只计算分子间的RDF？
MD跑完之后，重新调整top文件，在top文件中改变nrexcl的值，改为大于这个分子的原子总个数，这样就排除了这个分子内部所有的相互作用。然后使用gmx grompp 命令重新产生一个新的tpr文件，如：new.tpr。注意：这个tpr只能用于计算RDF，不能用于跑MD。然后使用下面的命令组合即可生成分子间的RDF
gmx rdf -f **.xtc -s new.tpr -excl -n index.ndx -o rdf.xvg-excl 命令用于指定排除某些非键相互作用的范围。它与拓扑文件中的 nrexcl 参数配合使用。
