JP5942571B2 - Calculation support program, calculation support apparatus, and calculation support method - Google Patents

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Description

本発明は、計算支援プログラム、計算支援装置、および計算支援方法に関する。   The present invention relates to a calculation support program, a calculation support apparatus, and a calculation support method.

従来、分子の物性を推定する技術として、分子軌道計算の一種である分子軌道法を用いるものがある。たとえば、水溶液中の、対象分子となるタンパク質と特定の受容体に特異的に結合するリガンド物質とを含む水溶性複合体中におけるタンパク質とリガンド物質との間の分子間相互作用エネルギーを、分子軌道法の計算結果により推定する技術がある。   Conventionally, as a technique for estimating molecular properties, there is a technique using a molecular orbital method which is a kind of molecular orbital calculation. For example, the molecular orbital interaction energy between a protein and a ligand substance in a water-soluble complex containing a target protein and a ligand substance that specifically binds to a specific receptor in an aqueous solution. There is a technique for estimating from the calculation result of the law.

また、溶液モデル内の対象分子を模した対象分子モデルの周囲に溶媒分子を模した溶媒分子モデル群を分散して配置し、さらに対象分子モデルの周りに一様に分極した誘電体モデルがあるものとして、分子軌道法を実行する技術がある。この技術により、たとえば、酸の強さの指標の一つである酸解離定数pKaのような、計算の誤差を小さくしたい値を計算したい場合、対象分子の計算結果と対象分子の実験結果との差を1[kcal]単位にすることができる。(たとえば、下記特許文献1、非特許文献1を参照。) In addition, there is a dielectric model in which solvent molecule models that simulate solvent molecules are distributed around the target molecule model that simulates the target molecule in the solution model, and is uniformly polarized around the target molecule model. There is a technique for executing the molecular orbital method. This technique, for example, if you want to calculate the value of a, want to reduce the error of the calculation as an acid dissociation constant pK a which is one of the indicators of the strength of the acid, the experimental result of the calculation results and the target molecule of interest molecule and Can be set to 1 [kcal] unit. (For example, see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 below.)

特開2010−117986号公報JP 2010-117986 A

Junming Ho、他1名、「A universal approach for continuum solvent pKa calculations:are we there yet?」、Theoretical Chemistry Accounts、Vol.125、2010、p.3−21Junming Ho, et al., “A universal approach for continuum solvent pKa calibrations: are the year yet?”, Theoretical Chemistry Accounts, Vol. 125, 2010, p. 3-21

しかしながら、上述した従来技術において、溶液モデル内の対象分子モデルの周りに溶媒分子モデルを配置する際に、溶媒配置モデルをどこに配置するのかを決定することが難しい。たとえば、溶媒分子モデルが実際には配置されないような位置に溶媒分子モデルを配置すると決定して分子軌道法を実行すると、計算結果となる物性値と、実際の物性値とが乖離してしまい、物性値の計算精度が悪化する。   However, in the above-described conventional technology, when the solvent molecule model is arranged around the target molecule model in the solution model, it is difficult to determine where the solvent arrangement model is arranged. For example, if the molecular orbital method is executed by deciding to place the solvent molecular model at a position where the solvent molecular model is not actually placed, the physical property value resulting from the calculation and the actual physical property value will deviate, The calculation accuracy of physical properties deteriorates.

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、物性値の計算精度の向上を図ることができる計算支援プログラム、計算支援装置、および計算支援方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a calculation support program, a calculation support apparatus, and a calculation support method capable of improving the calculation accuracy of physical property values in order to eliminate the above-described problems caused by the prior art.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、空間座標上に配置される第1の分子モデルを覆う面に設定された点群の点ごとに、第1の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値を記憶する記憶部を参照して、点における電位の値を算出し、点群の中から、算出した点における電位の値に基づいて、第1の分子モデルと溶体モデルを形成する第2の分子モデルが結合する配置点を決定する計算支援プログラム、計算支援装置、および計算支援方法が提案される。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to one aspect of the present invention, a first point is set for each point of the point group set on the surface covering the first molecular model arranged on the spatial coordinates. The potential value at the point is calculated with reference to the storage unit that stores the charge value of each atomic model in the molecular model of the first model, and the first value is calculated based on the potential value at the calculated point from the point group. A calculation support program, a calculation support apparatus, and a calculation support method for determining an arrangement point at which a second molecular model forming a molecular model and a second molecular model forming a solution model are combined are proposed.

本発明の一側面によれば、物性値の計算精度の向上を図ることができるという効果を奏する。   According to one aspect of the present invention, it is possible to improve the calculation accuracy of physical property values.

図1は、本実施の形態にかかる計算支援装置の動作例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an operation example of the calculation support apparatus according to the present embodiment. 図2は、計算支援装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the calculation support apparatus. 図3は、ユーザ設定データの記憶内容の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the stored contents of the user setting data. 図4は、原子情報データの記憶内容の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the stored contents of atomic information data. 図5は、溶媒配置面データの記憶内容の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the contents stored in the solvent arrangement plane data. 図6は、溶媒分子設定データの記憶内容の一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the storage contents of the solvent molecule setting data. 図7は、計算支援装置の機能構成例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the calculation support apparatus. 図8は、溶媒分子モデルの配置例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory view showing an arrangement example of a solvent molecule model. 図9は、溶媒分子モデル配置後の格子点の抽出方法の一例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a method of extracting lattice points after the solvent molecule model is arranged. 図10は、溶媒分子モデルの2層目への配置の一例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of the solvent molecule model in the second layer. 図11は、配置処理手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the arrangement processing procedure. 図12は、付加点設定処理手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of an additional point setting process procedure.

以下に添付図面を参照して、開示の計算支援プログラム、計算支援装置、および計算支援方法の実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of a disclosed calculation support program, a calculation support apparatus, and a calculation support method will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施の形態にかかる計算支援装置の動作例を示す説明図である。計算支援装置101は、溶体内の第1の分子の物性値を分子軌道計算で推定する処理を支援する装置である。溶体とは、2種以上の物質からなり、均一な相となる混合物である。溶体は、均一な相が気体であれば混合気体と称され、均一な相が液体であれば溶液と称され、均一な相が固体であれば固溶体と称される。また、分子軌道計算には、分子軌道法、密度汎関数法、原子価結合法等がある。   FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an operation example of the calculation support apparatus according to the present embodiment. The calculation support apparatus 101 is an apparatus that supports processing for estimating the physical property value of the first molecule in the solution by molecular orbital calculation. A solution is a mixture consisting of two or more substances and forming a uniform phase. A solution is referred to as a mixed gas if the uniform phase is a gas, a solution if the uniform phase is liquid, and a solid solution if the uniform phase is solid. The molecular orbital calculation includes a molecular orbital method, a density functional method, a valence bond method, and the like.

具体的な支援内容として、計算支援装置101は、溶体を模した溶体モデルにある、第1の分子を模した第1の分子モデルの相互作用しやすい位置に、溶体内の第2の分子を模した第2の分子モデルを配置する。第2の分子の配置後、計算支援装置101は、第1の分子の物性値を分子軌道計算で推定する。または、第2の分子モデルを配置した結果を出力し、他の装置が第1の分子の物性値を分子軌道計算で推定する処理を実行してもよい。   As specific support contents, the calculation support apparatus 101 places the second molecule in the solution at a position where the first molecule model imitating the first molecule in the solution model imitating the solution easily interacts. A simulated second molecular model is placed. After arrangement of the second molecule, the calculation support apparatus 101 estimates the physical property value of the first molecule by molecular orbital calculation. Alternatively, the result of arranging the second molecular model may be output, and another apparatus may execute processing for estimating the physical property value of the first molecule by molecular orbital calculation.

以下、本実施の形態では、溶体が液体であるとする。したがって、第1の分子が溶質となり、第2の分子が溶媒となる。以下、第1の分子を、「対象分子」と称する。また、第2の分子を、「溶媒分子」と称する。なお、溶媒は、1種類の分子が含まれていてもよいし、複数の種類の分子が含まれていてもよい。また、第1の分子モデルを、「対象分子モデル」と称する。また、第1の分子モデル以外の、溶媒となる分子モデルを、「溶媒分子モデル」と称する。たとえば、第2の分子モデルを、「溶媒分子モデル」と称する。また、他の溶媒分子となる第3の分子モデルを、「他の溶媒分子モデル」と称する。また、図1〜図12に括弧で囲まれた符号付きで表示した原子について、「原子_(符号)」にて示す。たとえば、図面上、水素原子「H」に符号「(1)」が付与されていた場合、H_(1)として記述する。   Hereinafter, in the present embodiment, it is assumed that the solution is a liquid. Accordingly, the first molecule becomes a solute and the second molecule becomes a solvent. Hereinafter, the first molecule is referred to as “target molecule”. The second molecule is referred to as “solvent molecule”. Note that the solvent may contain one type of molecule or may contain a plurality of types of molecules. The first molecular model is referred to as a “target molecular model”. A molecular model that serves as a solvent other than the first molecular model is referred to as a “solvent molecular model”. For example, the second molecular model is referred to as a “solvent molecule model”. The third molecular model that becomes another solvent molecule is referred to as “another solvent molecule model”. 1 to 12 are indicated by “atom_ (symbol)” with respect to the atoms indicated by the symbols enclosed in parentheses. For example, when a symbol “(1)” is given to a hydrogen atom “H” on the drawing, it is described as H_ (1).

図1で示す図は、計算支援装置101が、分子設計支援ソフトウェアを実行することにより生成された溶体モデルを示している。溶体モデルは、溶媒分子モデル121を一様に分極した誘電体モデル110として近似し、誘電体モデル110の中に対象分子モデル111があるとする。溶体モデルは空間座標上に展開されており、対象分子モデル111は、空間座標上に配置される。   The diagram shown in FIG. 1 shows a solution model generated by the calculation support apparatus 101 executing molecular design support software. It is assumed that the solution model approximates the solvent molecule model 121 as a uniformly polarized dielectric model 110, and the target molecule model 111 is in the dielectric model 110. The solution model is developed on the space coordinates, and the target molecule model 111 is arranged on the space coordinates.

また、対象分子モデル111や溶媒分子モデル121は、対象分子や溶媒分子を視覚化して、計算支援装置101の利用者が理解する助けのために用いられるモデルである。モデルは、原子は球、結合は棒状に表され、原子の大きさや結合の太さによっていくつかの形式がある。モデルの形式としては、結合を針金状に表したモデル、原子を球として表し、結合を棒で表したモデル、原子半径の大きさを反映させた球で原子を表したモデル、等がある。本実施の形態では、どのようなモデルを用いてもよい。   The target molecule model 111 and the solvent molecule model 121 are models used to help the user of the calculation support apparatus 101 understand the target molecule and the solvent molecule by visualizing them. In the model, atoms are represented as spheres, and bonds are represented as bars, and there are several forms depending on the size of the atoms and the thickness of the bonds. As a model format, there are a model in which bonds are represented as a wire, a model in which atoms are represented as spheres, a bond is represented by a bar, a model in which atoms are represented by a sphere reflecting the size of the atomic radius, and the like. In the present embodiment, any model may be used.

また、対象分子モデル111は、たとえば、たんぱく質等といった高分子化合物を模したモデルである。溶媒分子モデル121は、たとえば、極性分子である、水、エタノール等のモデルでもよいし、無極性分子である、ベンゼン、トルエン等のモデルであってもよい。また、溶体モデル中には、複数種類の溶媒分子モデルがあってもよい。   The target molecule model 111 is a model imitating a polymer compound such as a protein, for example. The solvent molecule model 121 may be, for example, a polar molecule model such as water or ethanol, or a nonpolar molecule model such as benzene or toluene. In the solution model, there may be a plurality of types of solvent molecule models.

計算支援装置101は、対象分子モデル111を覆う面112に設定された点群の点ごとに、点における電位の値を算出する。電位は、静電場の中にある電荷によって発生する電気的な位置エネルギーのことであり、静電ポテンシャルとも呼ばれる。電位の値は、たとえば、対象分子モデル111内の各原子モデルの電荷の値を参照して算出される。   The calculation support apparatus 101 calculates the value of the potential at each point in the point group set on the surface 112 covering the target molecule model 111. An electric potential is an electrical potential energy generated by an electric charge in an electrostatic field, and is also called an electrostatic potential. The value of the potential is calculated with reference to the charge value of each atomic model in the target molecule model 111, for example.

また、対象分子モデル111を覆う面112は、対象分子モデル111を覆っていればよい。面112は、たとえば、対象分子モデル111の電子密度がある一定の値となる面でもよいし、対象分子モデル111の各原子モデルのファンデルワールス半径を示す球を結合した立体の面でもよい。また、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121が面112に結合するように処理してもよいし、溶媒分子モデル121を含む立体モデルが面112に結合するように処理してもよい。たとえば、図1に示す計算支援装置101は、溶媒分子モデル121を含む円柱モデル122を用いて、円柱モデル122の配置する位置を決定する。立体モデルとして、円柱モデル122以外に、たとえば、球を模したモデルや、円錐を模したモデル等を採用してもよい。どのモデルを採用するかについては、たとえば、溶媒分子モデルの形状に基づいて採用する。   Further, the surface 112 covering the target molecule model 111 only needs to cover the target molecule model 111. For example, the surface 112 may be a surface in which the electron density of the target molecule model 111 has a certain value, or may be a three-dimensional surface in which spheres indicating the van der Waals radii of each atomic model of the target molecule model 111 are combined. Further, the calculation support apparatus 101 may perform processing so that the solvent molecule model 121 is bonded to the surface 112, or may perform processing so that a three-dimensional model including the solvent molecule model 121 is bonded to the surface 112. For example, the calculation support apparatus 101 shown in FIG. 1 determines the position where the cylindrical model 122 is arranged using the cylindrical model 122 including the solvent molecule model 121. In addition to the cylindrical model 122, for example, a model imitating a sphere or a model imitating a cone may be adopted as the three-dimensional model. As to which model is adopted, for example, the model is adopted based on the shape of the solvent molecule model.

次に、計算支援装置101は、面112に設定された点群の中から、算出した点における電位の値に基づいて、対象分子モデル111と溶体モデルを形成する溶媒分子モデル121を含む円柱モデル122とが結合する配置点を決定する。図1では、面112内の電位の値の違いをハッチの濃さにて表している。面112内の中央にあるハッチの濃い部分は、電位の値が正になっていることを表す。面112内の中央左側と中央右側にあるハッチの薄い部分は、電位の値が0付近であることを表す。面112内の左側と右側にあるハッチのない部分は、電位の値が負であることを表す。たとえば、計算支援装置101は、面112に設定された点群の中から、電位の値の絶対値が最大となる点(1)を、円柱モデル122が結合する配置点として決定する。   Next, the calculation support apparatus 101 includes a cylinder model including a solvent molecule model 121 that forms a solution model with the target molecule model 111 based on the potential value at the calculated point from the point group set on the surface 112. The arrangement point to which 122 is coupled is determined. In FIG. 1, the difference in potential value in the surface 112 is represented by hatching. The dark hatched portion in the center of the surface 112 indicates that the potential value is positive. The thin hatched portions on the center left and center right in the surface 112 indicate that the potential value is near zero. The hatched portions on the left and right sides in the surface 112 indicate that the potential value is negative. For example, the calculation support apparatus 101 determines, from the point group set on the surface 112, the point (1) with the maximum absolute value of the potential as the arrangement point to which the cylindrical model 122 is coupled.

このように、計算支援装置101は、溶液内の対象分子の物性値の計算時に、対象分子モデル111を覆う面112上の各点の電位に基づき溶媒分子モデル121の配置点を決定する。これにより、計算支援装置101は、相互作用しやすい位置に溶媒分子モデル121が配置されるため物性値の計算精度を向上させることができる。以下、図2〜図12を用いて、計算支援装置101について詳細に説明する。   As described above, the calculation support apparatus 101 determines the placement point of the solvent molecule model 121 based on the potential of each point on the surface 112 covering the target molecule model 111 when calculating the physical property value of the target molecule in the solution. Thereby, the calculation support apparatus 101 can improve the calculation accuracy of the physical property value because the solvent molecule model 121 is arranged at a position where the interaction is easy to interact. Hereinafter, the calculation support apparatus 101 will be described in detail with reference to FIGS.

図2は、計算支援装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。図2において、計算支援装置101は、CPU(Central Processing Unit)201と、ROM(Read‐Only Memory)202と、RAM(Random Access Memory)203と、を含む。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the calculation support apparatus. In FIG. 2, the calculation support apparatus 101 includes a CPU (Central Processing Unit) 201, a ROM (Read-Only Memory) 202, and a RAM (Random Access Memory) 203.

また、記憶装置として計算支援装置101は、磁気ディスクドライブ204と、磁気ディスク205と、光ディスクドライブ206と、光ディスク207と、を含む。また、ユーザやその他の機器との入出力装置として計算支援装置101は、ディスプレイ208と、I/F(Interface)209と、キーボード210と、マウス211と、を含む。また、各部はバス212によってそれぞれ接続されている。   Further, the calculation support apparatus 101 as a storage device includes a magnetic disk drive 204, a magnetic disk 205, an optical disk drive 206, and an optical disk 207. In addition, the calculation support apparatus 101 includes a display 208, an interface (I / F) 209, a keyboard 210, and a mouse 211 as input / output devices for a user and other devices. Each unit is connected by a bus 212.

ここで、CPU201は、計算支援装置101の全体の制御を司る演算処理装置である。ROM202は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している不揮発性メモリである。RAM203は、CPU201のワークエリアとして使用される揮発性メモリである。磁気ディスクドライブ204は、CPU201の制御にしたがって磁気ディスク205に対するデータのリード/ライトを制御する制御装置である。磁気ディスク205は、磁気ディスクドライブ204の制御で書き込まれたデータを記憶する不揮発性メモリである。   Here, the CPU 201 is an arithmetic processing device that controls the entire calculation support apparatus 101. The ROM 202 is a non-volatile memory that stores a program such as a boot program. A RAM 203 is a volatile memory used as a work area for the CPU 201. The magnetic disk drive 204 is a control device that controls reading / writing of data with respect to the magnetic disk 205 according to the control of the CPU 201. The magnetic disk 205 is a non-volatile memory that stores data written under the control of the magnetic disk drive 204.

光ディスクドライブ206は、CPU201の制御にしたがって光ディスク207に対するデータのリード/ライトを制御する制御装置である。光ディスク207は、光ディスクドライブ206の制御で書き込まれたデータを記憶する不揮発性メモリである。また、光ディスク207は、光ディスク207に記憶されたデータをコンピュータに読み取らせたりする。なお、ROM202、磁気ディスク205、光ディスク207のいずれかの記憶装置に、本実施の形態にかかる計算支援プログラムが格納されていてもよい。   The optical disk drive 206 is a control device that controls reading / writing of data with respect to the optical disk 207 according to the control of the CPU 201. The optical disc 207 is a non-volatile memory that stores data written under the control of the optical disc drive 206. Further, the optical disk 207 causes a computer to read data stored on the optical disk 207. Note that the calculation support program according to the present embodiment may be stored in any of the storage devices of the ROM 202, the magnetic disk 205, and the optical disk 207.

ディスプレイ208は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する表示装置である。たとえば、ディスプレイ208は、CRT、TFT液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。   The display 208 is a display device that displays data such as a document, an image, and function information as well as a cursor, an icon, or a tool box. For example, the display 208 can employ a CRT, a TFT liquid crystal display, a plasma display, or the like.

I/F209は、ネットワーク213と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する制御装置である。I/F209は、通信回線を通じてLAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネットなどのネットワーク213に接続され、ネットワーク213を介して他の装置に接続される。I/F209は、たとえば、モデムやLANアダプタなどを採用することができる。   The I / F 209 is a control device that controls an internal interface with the network 213 and controls input / output of data from an external device. The I / F 209 is connected to a network 213 such as a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), and the Internet through a communication line, and is connected to another device via the network 213. For example, a modem or a LAN adapter can be adopted as the I / F 209.

キーボード210は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを有し、データの入力を行う装置である。また、キーボード210は、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス211は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などを行う装置である。また、計算支援装置101は、マウス211の代わりとして、ポインティングデバイスとして同様に機能を有するものであれば、トラックボールやジョイスティックなどを有していてもよい。次に、本実施の形態で用いる、ユーザ設定データ、原子情報データ、溶媒配置面データ、溶媒分子設定データの説明を行う。   The keyboard 210 has keys for inputting characters, numbers, various instructions, and the like, and is a device for inputting data. The keyboard 210 may be a touch panel type input pad or a numeric keypad. The mouse 211 is a device for moving the cursor, selecting a range, moving the window, changing the size, and the like. The calculation support apparatus 101 may have a trackball, a joystick, or the like as long as it has the same function as a pointing device instead of the mouse 211. Next, user setting data, atomic information data, solvent arrangement plane data, and solvent molecule setting data used in the present embodiment will be described.

図3は、ユーザ設定データの記憶内容の一例を示す説明図である。ユーザ設定データ301は、ユーザによって設定される値を記憶する。図3の(A)では、ユーザ設定データ301の記憶内容の一例を示す。図3の(B)では、ユーザ設定データ301の各フィールドの示す内容を図示している。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the stored contents of the user setting data. The user setting data 301 stores values set by the user. FIG. 3A shows an example of the contents stored in the user setting data 301. FIG. 3B illustrates the contents indicated by each field of the user setting data 301.

図3の(A)に示すユーザ設定データ301は、レコード301−1を記録する。ユーザ設定データ301は、溶媒分子モデルの配置数、溶媒分子モデルの層の数という2つのフィールドを含む。溶媒分子モデルの配置数フィールドには、対象分子モデルに配置する溶媒分子モデルの最大数が格納される。溶媒分子モデルの層の数フィールドには、溶媒分子モデルが配置される層の数が格納される。たとえば、レコード301−1は、溶媒分子モデルの配置数がn[個]であり、溶媒分子モデルの層の数がm[個]であることを示している。次に、溶媒分子モデルの層の数について、図3の(B)を用いて説明する。   The user setting data 301 shown in FIG. 3A records a record 301-1. The user setting data 301 includes two fields: the number of solvent molecule model arrangements and the number of solvent molecule model layers. The maximum number of solvent molecule models to be arranged in the target molecule model is stored in the solvent molecule model arrangement number field. The number of layers in which the solvent molecule model is arranged is stored in the number of layers field of the solvent molecule model. For example, the record 301-1 indicates that the number of arranged solvent molecule models is n [pieces] and the number of layers of the solvent molecule model is m [pieces]. Next, the number of layers of the solvent molecule model will be described with reference to FIG.

図3の(B)は、溶媒分子モデルの層が2つである場合の図を示している。対象分子モデル111から近い層を第1層、次に近い層を第2層としている。第1層は、対象分子モデル111を覆う面112の外側の空間である。第2層は、対象分子モデル111と、溶媒分子モデル121−1〜121−5を含み、第1層に付加された円柱モデル122−1〜122−5で形成された新たな対象分子モデルを覆う面の外側の空間である。図3の(B)では、第2層を形成する面302に、溶媒分子モデル121−6を含む円柱モデル122−6が付加されている。   FIG. 3B shows a diagram in the case where there are two layers of the solvent molecule model. A layer close to the target molecule model 111 is a first layer, and a layer close to the next molecule is a second layer. The first layer is a space outside the surface 112 covering the target molecule model 111. The second layer includes a target molecule model 111 and solvent molecule models 121-1 to 121-5, and a new target molecule model formed by the cylindrical models 122-1 to 122-5 added to the first layer. It is the space outside the surface to be covered. In FIG. 3B, a cylindrical model 122-6 including a solvent molecule model 121-6 is added to the surface 302 that forms the second layer.

たとえば、溶媒分子モデルの配置数フィールドの値n=4であれば、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121−1〜121−4を配置した時点で溶媒分子モデル121を配置する処理を終了する。また、溶媒分子モデルの配置数フィールドの値n=6であり、溶媒分子モデルの層の数フィールドの値m=1であれば、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121−1〜121−5を配置する。続けて、計算支援装置101は、第1層にさらに溶媒分子モデル121を配置する箇所がない場合、溶媒分子モデル121を配置する処理を終了する。   For example, if the value n = 4 in the arrangement number field of the solvent molecule model, the calculation support apparatus 101 ends the process of arranging the solvent molecule model 121 when the solvent molecule models 121-1 to 121-4 are arranged. . In addition, if the value n of the arrangement number field of the solvent molecule model is 6 and the value m of the number of layers of the solvent molecule model is m = 1, the calculation support apparatus 101 uses the solvent molecule models 121-1 to 121-5. Place. Subsequently, when there is no place where the solvent molecule model 121 is further arranged in the first layer, the calculation support apparatus 101 ends the process of arranging the solvent molecule model 121.

図4は、原子情報データの記憶内容の一例を示す説明図である。原子情報データ401は、原子モデルに関する情報を記憶する。図4の(A)では、原子情報データ401の記憶内容の一例を示す。図4の(B)では、原子情報データ401の各フィールドが示す内容を図示している。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the stored contents of atomic information data. The atom information data 401 stores information related to the atom model. FIG. 4A shows an example of the stored contents of the atomic information data 401. In FIG. 4B, the contents indicated by each field of the atomic information data 401 are illustrated.

原子情報データ401は、対象分子モデル111内の各原子モデルを1レコードとして記憶する。図4の(A)に示す原子情報データ401は、レコード401−1、401−2を記憶する。原子情報データ401は、原子モデルID(IDentification)、位置情報、電荷という3つのフィールドを含む。原子モデルIDフィールドには、原子モデルを識別する情報が格納される。位置情報フィールドには、空間座標系における該当の原子モデルの位置情報が格納される。空間座標系は、X軸、Y軸、Z軸となる直交座標系でもよいし、原点からの距離、ある軸からの角度、別の軸からの角度の三要素で位置を表現する球面座標系でもよい。本実施の形態では、X軸、Y軸、Z軸となる直交座標系を採用することとする。電荷フィールドには、該当の原子モデルの電荷の値が格納される。   The atomic information data 401 stores each atomic model in the target molecule model 111 as one record. The atomic information data 401 shown in FIG. 4A stores records 401-1 and 401-2. The atom information data 401 includes three fields: an atom model ID (IDentification), position information, and electric charge. Information for identifying an atomic model is stored in the atomic model ID field. In the position information field, position information of the corresponding atomic model in the spatial coordinate system is stored. The spatial coordinate system may be an orthogonal coordinate system such as an X axis, a Y axis, or a Z axis, or a spherical coordinate system that expresses a position by three elements: a distance from the origin, an angle from one axis, and an angle from another axis. But you can. In this embodiment, an orthogonal coordinate system that is the X axis, the Y axis, and the Z axis is adopted. In the charge field, the charge value of the corresponding atomic model is stored.

たとえば、レコード401−1は、原子モデルIDがC_(1)となる炭素原子モデルであり、炭素原子モデルの位置が、(x1,y1,z1)であり、炭素原子モデルの電荷がδ−であることを示す。また、レコード401−2は、原子モデルIDがH_(2)となる水素原子モデルであり、水素原子モデルの位置が、(x2,y2,z2)であり、水素原子モデルの電荷がδ+であることを示す。また、図4の(B)では、レコード401−1とレコード401−2の各フィールドが示す内容を図示している。 For example, the record 401-1 is a carbon atom model whose atomic model ID is C_ (1), the position of the carbon atom model is (x 1 , y 1 , z 1 ), and the charge of the carbon atom model is It shows that it is (delta)-. The record 401-2 is a hydrogen atom model whose atomic model ID is H_ (2), the position of the hydrogen atom model is (x 2 , y 2 , z 2 ), and the charge of the hydrogen atom model is Indicates δ +. FIG. 4B illustrates the contents indicated by the fields of the record 401-1 and the record 401-2.

図5は、溶媒配置面データの記憶内容の一例を示す説明図である。溶媒配置面データ501は、対象分子モデル111を覆う面112に関する情報を記憶する。図5の(A)では、溶媒配置面データ501の記憶内容の一例を示す。図5の(B)では、溶媒配置面データ501の各フィールドが示す内容を図示している。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the contents stored in the solvent arrangement plane data. The solvent arrangement surface data 501 stores information regarding the surface 112 covering the target molecule model 111. FIG. 5A shows an example of the storage contents of the solvent arrangement plane data 501. FIG. 5B illustrates the contents indicated by each field of the solvent arrangement plane data 501.

溶媒配置面データ501は、対象分子モデル111の表面の各格子点を1レコードとして記憶する。図5の(A)に示す溶媒配置面データ501は、レコード501−1を記憶する。溶媒配置面データ501は、格子点ごとに記憶するが、たとえば、より細かく溶媒分子モデル121の位置を特定したい場合、格子点とならない座標が小数を有する点についても記憶していてもよい。   The solvent arrangement plane data 501 stores each lattice point on the surface of the target molecule model 111 as one record. The solvent arrangement surface data 501 shown in FIG. 5A stores a record 501-1. Although the solvent arrangement plane data 501 is stored for each lattice point, for example, when it is desired to specify the position of the solvent molecule model 121 more finely, it may be stored for a point whose coordinates that do not become a lattice point have decimal numbers.

溶媒配置面データ501は、格子点座標、法線ベクトル、電位、最近接の原子モデルの電荷という4つのフィールドを含む。格子点座標フィールドには、座標系内の、全ての座標が整数となる格子点の座標の値が格納される。法線ベクトルフィールドには、格子点における表面に対する法線ベクトルの値が格納される。電位フィールドには、格子点における電位の値が格納される。最近接の原子モデルの電荷フィールドには、格子点から最も近い原子モデルの電荷の値が格納される。また、最近接の原子モデルの電荷フィールドは、格子点から最も近い原子モデルの電荷が正電荷であるか負電荷であるかを記憶していてもよい。   The solvent arrangement plane data 501 includes four fields: lattice point coordinates, normal vector, electric potential, and electric charge of the nearest atomic model. The grid point coordinate field stores the coordinate values of grid points in the coordinate system in which all coordinates are integers. The normal vector field stores the value of the normal vector for the surface at the lattice point. In the potential field, the value of the potential at the lattice point is stored. The charge field of the nearest atom model stores the value of the charge of the atom model closest to the lattice point. The charge field of the nearest atomic model may store whether the charge of the atomic model closest to the lattice point is a positive charge or a negative charge.

たとえば、レコード501−1は、面112上の格子点L(xL,yL,zL)について、法線ベクトルがベクトルNLであり、電位の値がELであり、最近接の原子モデルの電荷が、δ+であることを示している。 For example, in the record 501-1, for the lattice point L (x L , y L , z L ) on the surface 112, the normal vector is the vector N L , the potential value is E L , and the nearest atom It shows that the charge of the model is δ +.

図5の(B)では、レコード501−1の各フィールドが示す内容を図示している。図5の(B)上において、格子点(xL,yL,zL)に最近接の原子モデルが水素原子モデルH_(2)であり、水素原子モデルH_(2)の電荷がδ+であることを示している。 FIG. 5B illustrates the contents indicated by each field of the record 501-1. In FIG. 5B, the atomic model closest to the lattice point (x L , y L , z L ) is the hydrogen atom model H_ (2), and the charge of the hydrogen atom model H_ (2) is δ +. It shows that there is.

図6は、溶媒分子設定データの記憶内容の一例を示す説明図である。溶媒分子設定データ601は、溶媒分子に関する値を記憶する。図6の(A)では、溶媒分子設定データ601の記憶内容の一例を示す。図6の(B)では、溶媒分子設定データ601の各フィールドが示す内容を図示している。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the storage contents of the solvent molecule setting data. The solvent molecule setting data 601 stores values relating to solvent molecules. FIG. 6A shows an example of the storage contents of the solvent molecule setting data 601. In FIG. 6B, the contents indicated by each field of the solvent molecule setting data 601 are illustrated.

溶媒分子設定データ601は、溶媒分子モデルに関する値を1レコードとして記憶する。図6の(A)に示す溶媒分子設定データ601は、レコード601−1、601−2を記憶する。このように、溶媒分子モデルは、複数の種類があってよい。   The solvent molecule setting data 601 stores a value related to the solvent molecule model as one record. The solvent molecule setting data 601 shown in FIG. 6A stores records 601-1 and 601-2. Thus, there may be a plurality of types of solvent molecule models.

溶媒分子設定データ601は、溶媒分子モデルID、円柱データ、双極子モーメント、付加候補点、原子モデル座標という5つのフィールドを含む。溶媒分子モデルIDフィールドには、溶媒分子モデル121を識別する情報が格納される。円柱データフィールドには、溶媒分子モデル121を覆う円柱モデル122の構造を示す情報が格納されており、具体的には、半径フィールドと、高さフィールドという2つのサブフィールドを有している。半径フィールドには、円柱モデル122の半径が格納される。高さフィールドには、円柱モデル122の高さが格納される。双極子モーメントフィールドには、溶媒分子モデル121の双極子モーメントの座標軸の各成分が格納される。また、溶媒分子モデル121が無極性分子を模したモデルであれば、双極子モーメントフィールドには、任意の方向ベクトルが格納される。   The solvent molecule setting data 601 includes five fields: solvent molecule model ID, cylinder data, dipole moment, addition candidate point, and atom model coordinates. Information for identifying the solvent molecule model 121 is stored in the solvent molecule model ID field. The cylinder data field stores information indicating the structure of the cylinder model 122 that covers the solvent molecule model 121. Specifically, the cylinder data field has two subfields: a radius field and a height field. In the radius field, the radius of the cylindrical model 122 is stored. In the height field, the height of the cylindrical model 122 is stored. Each component of the coordinate axis of the dipole moment of the solvent molecule model 121 is stored in the dipole moment field. If the solvent molecule model 121 is a model imitating a nonpolar molecule, an arbitrary direction vector is stored in the dipole moment field.

付加候補点フィールドには、円柱モデル122の面に溶媒分子モデル121の電荷の重心の位置に基づき設定された付加候補点の位置情報が格納される。具体的に、溶媒分子モデル121が極性分子を模したモデルであれば、負電荷の重心および正電荷の重心を通る直線と円柱モデル122の面との交点または接点に、付加候補点が設定される。また、溶媒分子モデル121が無極性分子を模したモデルであれば、電荷の重心を通り、双極子モーメントフィールドに格納した任意の方向ベクトルと同じ方向を持つ直線と円柱モデル122の面との交点または接点に、付加候補点が設定される。原子モデル座標フィールドには、溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報が格納される。   In the addition candidate point field, position information of the addition candidate point set on the surface of the cylindrical model 122 based on the position of the center of gravity of the charge of the solvent molecule model 121 is stored. Specifically, if the solvent molecule model 121 is a model simulating a polar molecule, additional candidate points are set at the intersections or contact points between the negative charge centroid and the straight line passing through the positive charge centroid and the surface of the cylindrical model 122. The If the solvent molecule model 121 is a model imitating a nonpolar molecule, the intersection of a straight line passing through the center of charge and having the same direction as the arbitrary direction vector stored in the dipole moment field and the surface of the cylindrical model 122 Alternatively, additional candidate points are set at the contact points. In the atom model coordinate field, position information of each atom model in the solvent molecule model 121 is stored.

たとえば、レコード601−1は、溶媒が水である場合であり、円柱の半径が1.9オングストロームであることを示す。図6では、オングストロームを[A]と表示する。続けて、レコード601−1は、円柱の高さが3.6[A]であり、双極子モーメントが、(0デバイ,0デバイ,1.85デバイ)であることを示す。以下、双極子モーメントを表す単位の一つであるデバイを、図6では、[D]と表示する。   For example, record 601-1 indicates that the solvent is water and the radius of the cylinder is 1.9 angstroms. In FIG. 6, angstrom is displayed as [A]. Subsequently, the record 601-1 indicates that the height of the cylinder is 3.6 [A] and the dipole moment is (0 debye, 0 debye, 1.85 debye). Hereinafter, Debye, which is one of the units representing the dipole moment, is indicated as [D] in FIG.

さらに、レコード601−1は、付加候補点がp1とp2という2点あり、p1の座標が(0,0,0)であり、p2の座標が(0,0,3.6)であることを示す。さらに、レコード601−1は、酸素原子モデルの位置が(0,0,1.4)であり、1つ目の水素原子モデルの位置が(0.8,0,2.0)であり、2つ目の水素原子モデルの位置が(−0.8,0,2.0)である。図6の(B)は、レコード601−1の各フィールドが示す内容を示す。なお、図6の(B)について、p1は、原点と一致している。原点はどの位置にあってもよい。次に、ユーザ設定データ301と、原子情報データ401と、溶媒配置面データ501と、溶媒分子設定データ601を用いた、計算支援装置101の機能構成について、図7で説明する。   Furthermore, in the record 601-1, there are two additional candidate points p1 and p2, the coordinates of p1 are (0, 0, 0), and the coordinates of p2 are (0, 0, 3.6). Indicates. Further, in the record 601-1, the position of the oxygen atom model is (0, 0, 1.4), the position of the first hydrogen atom model is (0.8, 0, 2.0), The position of the second hydrogen atom model is (−0.8, 0, 2.0). FIG. 6B shows the contents indicated by each field of the record 601-1. In FIG. 6B, p1 coincides with the origin. The origin may be at any position. Next, a functional configuration of the calculation support apparatus 101 using the user setting data 301, the atom information data 401, the solvent arrangement plane data 501 and the solvent molecule setting data 601 will be described with reference to FIG.

(計算支援装置101の機能構成)
次に、計算支援装置101の機能構成について説明する。図7は、計算支援装置の機能構成例を示すブロック図である。計算支援装置101は、電位算出部701と、決定部702と、抽出部703と、設定部704と、位置情報算出部705と、出力部706と、を含む。制御部となる電位算出部701〜出力部706は、記憶装置に記憶されたプログラムをCPU201が実行することにより、電位算出部701〜出力部706の機能を実現する。記憶装置とは、具体的には、たとえば、図2に示したROM202、RAM203、磁気ディスク205、光ディスク207などである。または、I/F209を経由して他のCPUが実行することにより、電位算出部701〜出力部706の機能を実現してもよい。
(Functional configuration of the calculation support apparatus 101)
Next, the functional configuration of the calculation support apparatus 101 will be described. FIG. 7 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the calculation support apparatus. The calculation support apparatus 101 includes a potential calculation unit 701, a determination unit 702, an extraction unit 703, a setting unit 704, a position information calculation unit 705, and an output unit 706. The potential calculation unit 701 to the output unit 706 serving as the control unit realize the functions of the potential calculation unit 701 to the output unit 706 when the CPU 201 executes a program stored in the storage device. Specifically, the storage device is, for example, the ROM 202, the RAM 203, the magnetic disk 205, the optical disk 207, etc. shown in FIG. Alternatively, the functions of the potential calculation unit 701 to the output unit 706 may be realized by another CPU executing via the I / F 209.

また、計算支援装置101は、記憶部として、ユーザ設定データ301、原子情報データ401、溶媒配置面データ501、溶媒分子設定データ601にアクセス可能である。ユーザ設定データ301、原子情報データ401、溶媒配置面データ501、溶媒分子設定データ601は、RAM203、磁気ディスク205、光ディスク207といった記憶装置に格納されている。   Further, the calculation support apparatus 101 can access user setting data 301, atom information data 401, solvent arrangement surface data 501, and solvent molecule setting data 601 as a storage unit. User setting data 301, atomic information data 401, solvent arrangement plane data 501, and solvent molecule setting data 601 are stored in a storage device such as the RAM 203, the magnetic disk 205, and the optical disk 207.

原子情報データ401は、空間座標上に配置される対象分子モデル111を覆う面112に設定された点群の点ごとに、対象分子モデル111内の各原子モデルの電荷の値を記憶する。たとえば、図4で示したように、原子情報データ401は、C_(1)となる炭素原子モデルが、電荷δ−を有することを記憶する。   The atomic information data 401 stores the charge value of each atomic model in the target molecule model 111 for each point of the point group set on the surface 112 covering the target molecule model 111 arranged on the spatial coordinates. For example, as shown in FIG. 4, the atom information data 401 stores that the carbon atom model that becomes C_ (1) has a charge δ−.

溶媒配置面データ501は、面112に設定された点群の点ごとの位置情報を記憶する。たとえば、図5で示したように、溶媒配置面データ501は、面112上にある格子点の位置情報が、(xL,yL,zL)であることを記憶する。 The solvent arrangement plane data 501 stores position information for each point of the point group set on the plane 112. For example, as illustrated in FIG. 5, the solvent arrangement plane data 501 stores that the position information of the lattice points on the plane 112 is (x L , y L , z L ).

また、溶媒配置面データ501は、面112上の点群の点ごとに対象分子モデル111内の各原子モデルのうちの点に最も近い原子モデルの電荷の値を特定する情報を記憶していてもよい。最も近い原子モデルの電荷の値を特定する情報は、たとえば、面112上の点群の位置情報と、対象分子モデル111の各原子モデルの位置情報と、各原子モデルの電荷の値であってもよい。または、最も近い原子モデルの電荷の値を特定する情報は、面112上の点群の点ごとの、最も近い原子モデルの識別情報と、各原子モデルの電荷の値でもよい。たとえば、図5で示したように、溶媒配置面データ501は、格子点座標Lに最近接の原子モデルの電荷の値δ+を記憶する。   Further, the solvent arrangement plane data 501 stores information for specifying the value of the charge of the atomic model closest to the point among the atomic models in the target molecule model 111 for each point of the point group on the plane 112. Also good. Information specifying the charge value of the closest atomic model includes, for example, position information of a point cloud on the surface 112, position information of each atomic model of the target molecule model 111, and charge value of each atomic model. Also good. Alternatively, the information for specifying the charge value of the closest atomic model may be the identification information of the closest atomic model and the charge value of each atomic model for each point of the point group on the surface 112. For example, as shown in FIG. 5, the solvent arrangement plane data 501 stores the charge value δ + of the nearest atomic model at the lattice point coordinate L.

また、溶媒配置面データ501は、面112上の点群の点ごとに点における対象分子モデル111を覆う面112の外側に伸びる法線の方向を表す情報を記憶していてもよい。法線の方向を表す情報は、たとえば、法線ベクトルである。また、法線の方向を表す情報は、面112の外側に伸びる法線の単位ベクトルでもよい。たとえば、図5で示したように、溶媒配置面データ501は、格子点座標Lにおける法線ベクトルNLを記憶する。 In addition, the solvent arrangement plane data 501 may store information indicating the direction of a normal extending outside the surface 112 covering the target molecule model 111 at each point of the point group on the surface 112. The information indicating the direction of the normal is, for example, a normal vector. The information indicating the direction of the normal line may be a normal unit vector extending outside the surface 112. For example, as shown in FIG. 5, the solvent arrangement plane data 501 stores the normal vector N L at the lattice point coordinate L.

溶媒分子設定データ601は、空間座標上に溶媒分子モデル121を配置する場合の、溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報を記憶する。たとえば、図6で示したように、溶媒分子設定データ601は、酸素原子モデルと、2つの水素原子モデルの位置情報を記憶する。また、溶媒分子設定データ601は、溶媒分子モデル121を覆う面に溶媒分子モデル121の電荷の重心の位置に基づき設定された付加候補点の位置情報を記憶する。たとえば、図6に示したように、溶媒分子設定データ601は、付加候補点p1、p2の位置情報を記憶する。   The solvent molecule setting data 601 stores position information of each atomic model in the solvent molecule model 121 when the solvent molecule model 121 is arranged on spatial coordinates. For example, as shown in FIG. 6, the solvent molecule setting data 601 stores oxygen atom models and positional information of two hydrogen atom models. Further, the solvent molecule setting data 601 stores position information of addition candidate points set on the surface covering the solvent molecule model 121 based on the position of the center of gravity of the charge of the solvent molecule model 121. For example, as illustrated in FIG. 6, the solvent molecule setting data 601 stores position information of addition candidate points p1 and p2.

また、溶媒分子設定データ601は、さらに、溶媒分子モデル121の負電荷の重心および溶媒分子モデル121の正電荷の重心を通る直線と溶媒分子モデル121を覆う面との交点または/および接点の位置情報を記憶する。さらに、溶媒分子設定データ601は、溶媒分子モデル121内の各原子モデルの電荷の値に基づく交点または/および接点における電位の値の正負を特定する情報、を記憶していてもよい。   Further, the solvent molecule setting data 601 further includes the intersection or / and the position of the contact point between the straight line passing through the centroid of the negative charge of the solvent molecule model 121 and the centroid of the positive charge of the solvent molecule model 121 and the surface covering the solvent molecule model 121. Store information. Further, the solvent molecule setting data 601 may store information for specifying the positive / negative of the potential value at the intersection or / and the contact point based on the charge value of each atomic model in the solvent molecule model 121.

溶媒分子モデル121の負電荷の重心および溶媒分子モデル121の正電荷の重心を通る直線と溶媒分子モデル121を覆う面との交点または/および接点は、付加候補点のことである。溶媒分子モデル121の負電荷の重心および溶媒分子モデル121の正電荷の重心を通る直線と溶媒分子モデル121を覆う面との交点または/および接点を、付加候補点と称する。また、付加候補点における電位の値の正負を特定する情報は、たとえば、双極子モーメントである。双極子モーメントは、分子内の、負電荷の重心の位置から正電荷の重心の位置に向かう方向を示す。また、付加候補点における電位の値の正負を特定する情報は、正電荷の重心の位置から負電荷の重心の位置に向かう方向を示すベクトルであってもよい。たとえば、図6で示したように、溶媒分子設定データ601は、付加候補点p1、p2の位置情報と、双極子モーメントを記憶する。   The intersection or / and contact point of the straight line passing through the negative charge centroid of the solvent molecule model 121 and the positive charge centroid of the solvent molecule model 121 and the surface covering the solvent molecule model 121 is an addition candidate point. The intersection or / and the contact point between the straight line passing through the negative charge centroid of the solvent molecule model 121 and the positive charge centroid of the solvent molecule model 121 and the surface covering the solvent molecule model 121 is referred to as an addition candidate point. Further, the information for specifying the sign of the potential value at the additional candidate point is, for example, a dipole moment. The dipole moment indicates the direction in the molecule from the position of the negative charge centroid to the position of the positive charge centroid. Further, the information specifying the positive / negative of the potential value at the addition candidate point may be a vector indicating the direction from the position of the center of gravity of the positive charge toward the position of the center of gravity of the negative charge. For example, as shown in FIG. 6, the solvent molecule setting data 601 stores the position information of the addition candidate points p1 and p2 and the dipole moment.

電位算出部701は、原子情報データ401を参照して、面112に設定された点における電位の値を算出する。たとえば、電位算出部701は、対象分子モデル111内の各原子の電荷によって発生する電位を重ね合わせることにより各点における電位を算出する。また、電位算出部701は、分子軌道計算の計算結果を用いて、各点における電位を算出してもよい。   The potential calculation unit 701 refers to the atomic information data 401 and calculates a potential value at a point set on the surface 112. For example, the potential calculation unit 701 calculates the potential at each point by superposing the potentials generated by the charges of each atom in the target molecule model 111. Further, the potential calculation unit 701 may calculate the potential at each point using the calculation result of the molecular orbital calculation.

また、電位算出部701は、決定部702によって配置点が決定された場合、下記に示す点ごとに、原子情報データ401および溶媒分子モデル121内の各原子モデルの電荷の値を参照して、点における電位の値を算出してもよい。また、点は、対象分子モデル111および配置点に配置された溶媒分子モデル121を覆う面に設定された点群の点となる。溶媒分子モデル121内の各原子モデルの電荷の値は、たとえば、溶媒分子設定データ601に含んでいてもよい。なお、算出された電位の値は、RAM203、磁気ディスク205、光ディスク207などの記憶領域に記憶される。   In addition, when the determination unit 702 determines the arrangement point, the potential calculation unit 701 refers to the atomic information data 401 and the charge value of each atomic model in the solvent molecule model 121 for each point shown below, The potential value at the point may be calculated. Further, the points are points of a point group set on a surface covering the target molecule model 111 and the solvent molecule model 121 arranged at the arrangement point. The charge value of each atomic model in the solvent molecule model 121 may be included in the solvent molecule setting data 601, for example. Note that the calculated potential value is stored in a storage area such as the RAM 203, the magnetic disk 205, or the optical disk 207.

決定部702は、面112に設定された点群の中から、電位算出部701によって算出した点における電位の値に基づいて、対象分子モデル111と溶体モデルを形成する溶媒分子モデル121が結合する配置点を決定する。たとえば、決定部702は、電位の値の絶対値が局所的な最大値となっている点を、配置点として決定してもよい。   The determination unit 702 combines the target molecule model 111 and the solvent molecule model 121 forming the solution model based on the potential value at the point calculated by the potential calculation unit 701 from the point group set on the surface 112. Determine the placement point. For example, the determination unit 702 may determine a point where the absolute value of the potential value is a local maximum value as the arrangement point.

また、決定部702は、面112に設定された点群の中から、点における電位の値の絶対値が最大となる点を、配置点として決定してもよい。たとえば、図1の例では、決定部702は、面112に設定された点群の中から、電位の値の絶対値が最大となる点(1)を配置点として決定する。   In addition, the determination unit 702 may determine, from the point group set on the surface 112, a point where the absolute value of the potential value at the point is the maximum as an arrangement point. For example, in the example of FIG. 1, the determination unit 702 determines, from the point group set on the surface 112, the point (1) having the maximum absolute value of the potential as the arrangement point.

また、決定部702は、抽出部703によって抽出された残余の点の中から、電位算出部701によって算出した点における電位の値に基づいて、他の溶媒分子モデル121が結合する配置点を決定してもよい。他の溶媒分子モデル121は、対象分子モデル111および溶媒分子モデル121と溶体モデルを形成する。なお、溶媒分子モデル121と他の溶媒分子モデル121とは、同一種類の分子モデルであってもよいし、異なる分子モデルであってもよい。たとえば、決定部702は、抽出部703によって抽出された残余の点の中から、点における電位の値の絶対値が最大となる点を他の溶媒分子モデル121が結合する配置点として決定する。   In addition, the determination unit 702 determines an arrangement point to which another solvent molecule model 121 is bonded based on the potential value at the point calculated by the potential calculation unit 701 from the remaining points extracted by the extraction unit 703. May be. The other solvent molecule model 121 forms a solution model with the target molecule model 111 and the solvent molecule model 121. Note that the solvent molecule model 121 and the other solvent molecule model 121 may be the same type of molecular model or different molecular models. For example, the determination unit 702 determines, from among the remaining points extracted by the extraction unit 703, the point where the absolute value of the potential value at the point is the maximum as the arrangement point to which the other solvent molecule model 121 is coupled.

また、決定部702は、下記に示す点群の中から、電位算出部701によって算出された点における電位の値に基づいて、対象分子モデル111および溶媒分子モデル121と溶体モデルを形成する他の溶媒分子モデル121とが結合する配置点を決定してもよい。点群は、対象分子モデル111および配置点に配置された溶媒分子モデル121を覆う面に設定された点群である。なお、配置点として決定された点の識別情報は、RAM203、磁気ディスク205、光ディスク207などの記憶領域に記憶される。   In addition, the determination unit 702 generates other solution models that form a solution model with the target molecule model 111 and the solvent molecule model 121 based on the value of the potential at the point calculated by the potential calculation unit 701 from the following point group. The arrangement point where the solvent molecule model 121 is bonded may be determined. The point group is a point group set on a surface covering the target molecule model 111 and the solvent molecule model 121 arranged at the arrangement point. The identification information of the points determined as the arrangement points is stored in a storage area such as the RAM 203, the magnetic disk 205, and the optical disk 207.

抽出部703は、配置点を決定した場合、点群の中から、配置点における面112の内側に伸びる法線の方向を投影方向として、溶媒分子モデル121を覆う面を面112に投影することにより得られる投影図形に含まれる点を除く残余の点を抽出する。詳細には、図9にて後述する。   When the extraction unit 703 determines the arrangement point, the extraction unit 703 projects the surface covering the solvent molecule model 121 onto the surface 112 from the point group, with the normal direction extending from the surface 112 at the arrangement point as the projection direction. The remaining points excluding the points included in the projection figure obtained by the above are extracted. Details will be described later with reference to FIG.

また、抽出部703は、投影図形を配置点を中心として投影図形の中心点から投影図形の外郭線までの距離に基づいて拡大した拡大図形に含まれる点を除く残余の点を抽出してもよい。投影図形の外郭線とは、投影図形の外側の輪郭を示す線である。たとえば、投影図形が円であれば、抽出部703は、半径の2倍分拡大した拡大図形に含まれる点を除く残余の点を抽出する。また、投影図形の中心から外郭線までの距離が異なる場合、抽出部703は、中心から外郭線までの最小の距離分拡大する。なお、抽出された点の識別情報は、RAM203、磁気ディスク205、光ディスク207などの記憶領域に記憶される。   Further, the extraction unit 703 may extract the remaining points excluding the points included in the enlarged graphic that is enlarged based on the distance from the center point of the projected graphic to the outline of the projected graphic with the projected graphic as the center. Good. The outline of the projected figure is a line indicating the outer contour of the projected figure. For example, if the projected figure is a circle, the extraction unit 703 extracts the remaining points excluding the points included in the enlarged figure enlarged by twice the radius. If the distance from the center of the projected figure to the outline is different, the extraction unit 703 enlarges the minimum distance from the center to the outline. The extracted point identification information is stored in a storage area such as the RAM 203, the magnetic disk 205, and the optical disk 207.

設定部704は、決定した配置点における電位の値の正負と付加候補点における電位の値の正負を特定する情報とに基づいて、付加候補点のうちのいずれかを付加点に設定する。たとえば、設定部704は、配置点における電位の値が負であれば、双極子モーメントの示す方向とは逆方向にあり、電位が正となり、電荷が負となる付加候補点を付加点に設定する。また、設定部704は、配置点における電位の値が正であれば、双極子モーメントの示す方向にあり、電位が負となり、電荷が正となる付加候補点を付加点に設定する。なお、負の電位は正の電荷に相当し、正の電位は負の電荷に相当する。   The setting unit 704 sets one of the additional candidate points as an additional point based on the information specifying the positive / negative of the potential value at the determined arrangement point and the positive / negative of the potential value at the additional candidate point. For example, if the potential value at the arrangement point is negative, the setting unit 704 sets the additional candidate point where the potential is positive and the charge is negative as the additional point in the direction opposite to the direction indicated by the dipole moment. To do. If the potential value at the arrangement point is positive, the setting unit 704 sets an additional candidate point that is in the direction indicated by the dipole moment, has a negative potential, and has a positive charge, as the additional point. Note that a negative potential corresponds to a positive charge, and a positive potential corresponds to a negative charge.

また、設定部704は、決定した配置点における電位の値が0である場合、決定した配置点に最も近い原子モデルの電荷の値の正負と、付加候補点における電位の値の正負を特定する情報と、に基づいて、付加候補点のうちのいずれかを付加点に設定してもよい。たとえば、配置点に最も近い原子モデルの電荷の値が正であれば、設定部704は、双極子モーメントの示す方向とは逆方向にあり、電位が正となり、電荷が負となる付加候補点を付加点に設定する。また、配置点に最も近い原子モデルの電荷の値が負であれば、設定部704は、双極子モーメントの示す方向にあり、電位が負となり、電荷が正となる付加候補点を付加点に設定する。なお、付加点に設定された付加候補点の識別情報は、RAM203、磁気ディスク205、光ディスク207などの記憶領域に記憶される。   In addition, when the potential value at the determined arrangement point is 0, the setting unit 704 specifies whether the charge value of the atomic model closest to the determined arrangement point is positive or negative and the potential value at the additional candidate point is positive or negative. Based on the information, any of the additional candidate points may be set as the additional point. For example, if the charge value of the atomic model closest to the arrangement point is positive, the setting unit 704 is in the opposite direction to the direction indicated by the dipole moment, the potential is positive, and the additional candidate point where the charge is negative. Is set as an additional point. If the charge value of the atomic model closest to the arrangement point is negative, the setting unit 704 is in the direction indicated by the dipole moment, the potential is negative, and the additional candidate point whose charge is positive is the additional point. Set. The identification information of the additional candidate points set as the additional points is stored in a storage area such as the RAM 203, the magnetic disk 205, and the optical disk 207.

位置情報算出部705は、決定した配置点の位置情報と、付加点の位置情報および溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報と、に基づいて、付加点の位置を配置点の位置に設定した場合の溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報を算出する。具体的な算出方法は、図8にて後述する。   The position information calculation unit 705 sets the position of the additional point as the position of the arrangement point based on the position information of the determined arrangement point, the position information of the addition point, and the position information of each atomic model in the solvent molecule model 121. The position information of each atomic model in the solvent molecule model 121 when set is calculated. A specific calculation method will be described later with reference to FIG.

また、位置情報算出部705は、配置点の位置情報といずれかの点の位置情報および溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報に基づいて、いずれかの点の位置を配置点の位置に設定した場合の溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報を算出する。   Further, the position information calculation unit 705 determines the position of any point based on the position information of the arrangement point, the position information of any point, and the position information of each atomic model in the solvent molecule model 121. Position information of each atomic model in the solvent molecule model 121 is calculated.

また、位置情報算出部705は、付加点の位置情報と溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報とに基づいて、溶媒分子モデル121内の各原子モデルにおける付加点からの位置情報を算出してもよい。   Further, the position information calculation unit 705 calculates position information from the addition point in each atomic model in the solvent molecule model 121 based on the position information of the addition point and the position information of each atom model in the solvent molecule model 121. May be.

また、位置情報算出部705は、配置点における法線の方向と正電荷の重心から負電荷の重心に向かう方向とが重なるまで回転させたときの、付加点の位置を配置点の位置に設定した場合の溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報を算出してもよい。このとき、位置情報算出部705は、付加点の電位の値が負である場合、決定した配置点の位置情報と、記憶部に記憶された付加点の位置情報と、溶媒分子モデル121内の各原子モデルにおける付加点からの位置情報とに基づき、付加点を中心として算出する。具体的な算出方法は、図8にて後述する。   In addition, the position information calculation unit 705 sets the position of the additional point as the position of the arrangement point when rotated until the direction of the normal line at the arrangement point and the direction from the positive charge centroid to the negative charge centroid overlap. In this case, position information of each atomic model in the solvent molecule model 121 may be calculated. At this time, if the potential value of the additional point is negative, the positional information calculation unit 705 determines the positional information of the determined arrangement point, the positional information of the additional point stored in the storage unit, and the solvent molecule model 121. Based on the position information from the additional point in each atomic model, calculation is performed with the additional point as the center. A specific calculation method will be described later with reference to FIG.

また、位置情報算出部705は、配置点における法線の方向と、負電荷の重心から正電荷の重心に向かう方向とが重なるまで回転させたときの、付加点の位置を配置点の位置に設定した場合の溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報を算出してもよい。このとき、位置情報算出部705は、付加点の電位の値が正である場合、決定した配置点の位置情報と、記憶部に記憶された付加点の位置情報と、溶媒分子モデル121内の各原子モデルにおける付加点からの位置情報とに基づいて、付加点を中心として算出する。なお、算出された位置情報は、RAM203、磁気ディスク205、光ディスク207などの記憶領域に記憶される。   Further, the position information calculation unit 705 sets the position of the additional point as the position of the placement point when rotated until the direction of the normal line at the placement point and the direction from the negative charge centroid to the positive charge centroid overlap. The position information of each atomic model in the solvent molecule model 121 when set may be calculated. At this time, when the potential value of the additional point is positive, the positional information calculation unit 705 determines the positional information of the determined arrangement point, the positional information of the additional point stored in the storage unit, and the solvent molecule model 121. Based on the position information from the additional point in each atomic model, the calculation is performed with the additional point as the center. The calculated position information is stored in a storage area such as the RAM 203, the magnetic disk 205, or the optical disk 207.

出力部706は、算出した溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報を出力する。出力形式としては、たとえば、ディスプレイ208への表示、I/F209による外部装置への送信がある。また、出力部706は、出力結果を、RAM203、磁気ディスク205、光ディスク207などの記憶領域に記憶することとしてもよい。   The output unit 706 outputs the calculated position information of each atomic model in the solvent molecule model 121. Examples of the output format include display on the display 208 and transmission to an external device using the I / F 209. The output unit 706 may store the output result in a storage area such as the RAM 203, the magnetic disk 205, and the optical disk 207.

図8は、溶媒分子モデルの配置例を示す説明図である。対象分子モデル111は、一様に分極した誘電体を模した誘電体モデル110内にあるとする。初めに、計算支援装置101は、真空中にあると仮定した対象分子モデル111に対して分子軌道計算を行い、計算結果から溶媒配置面データ501を生成する。溶媒配置面データ501の具体的な生成方法として、たとえば、計算支援装置101は、対象分子モデル111を覆う面とする分子軌道計算の計算結果から得られる電子密度の等値面情報を取得する。詳細には、計算支援装置101は、電子密度の値が0.001に最近接の格子点の集合を得る。格子点の集合が、溶媒分子モデル121を配置可能な格子点となる。次に、計算支援装置101は、格子点ごとに、格子点の空間座標、格子点における分子表面の法線ベクトル、計算結果から得られる格子点における電位の値、計算結果から得られる格子点に最近接の原子モデルの電荷を、溶媒配置面データ501として生成する。   FIG. 8 is an explanatory view showing an arrangement example of a solvent molecule model. It is assumed that the target molecule model 111 is in the dielectric model 110 imitating a uniformly polarized dielectric. First, the calculation support apparatus 101 performs molecular orbital calculation on the target molecular model 111 assumed to be in a vacuum, and generates solvent arrangement plane data 501 from the calculation result. As a specific method for generating the solvent arrangement plane data 501, for example, the calculation support apparatus 101 acquires the isosurface information of the electron density obtained from the calculation result of the molecular orbital calculation using the surface covering the target molecule model 111. Specifically, the calculation support apparatus 101 obtains a set of lattice points closest to an electron density value of 0.001. A set of lattice points becomes a lattice point where the solvent molecule model 121 can be arranged. Next, for each lattice point, the calculation support apparatus 101 converts the lattice point spatial coordinates, the molecular surface normal vector at the lattice point, the potential value at the lattice point obtained from the calculation result, and the lattice point obtained from the calculation result. The charge of the nearest atom model is generated as the solvent arrangement plane data 501.

また、計算支援装置101は、溶媒分子設定データ601を読み込んで、円柱モデル122を生成する。円柱モデル122の具体的な生成方法として、たとえば、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121に対して行った分子軌道計算の計算結果から得られる分子を覆う、円柱の半径と高さを設定する。このとき、計算支援装置101は、空間座標上における円柱の向きを、分子軌道計算の結果得られる双極子モーメントの向きに設定する。   Further, the calculation support apparatus 101 reads the solvent molecule setting data 601 and generates the cylindrical model 122. As a specific method for generating the cylinder model 122, for example, the calculation support apparatus 101 sets the radius and height of a cylinder covering a molecule obtained from the calculation result of the molecular orbit calculation performed on the solvent molecule model 121. . At this time, the calculation support apparatus 101 sets the direction of the cylinder on the space coordinates to the direction of the dipole moment obtained as a result of the molecular orbital calculation.

また、計算支援装置101は、円柱モデル122の末端円の中心を付加候補点に設定する。さらに、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121の各原子モデルの空間座標を付加候補点のいずれかの付加候補点からの相対座標に設定する。また、溶媒分子モデル121について、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121ごとにレコードを記憶しており、溶媒分子設定データ601のうち、該当する溶媒分子モデル121に対応するレコードを読み込んで、複数の円柱モデル122を生成する。図8の例では、円柱モデル122は、レコード601−1で示した水分子であるとする。   The calculation support apparatus 101 sets the center of the terminal circle of the cylindrical model 122 as an additional candidate point. Furthermore, the calculation support apparatus 101 sets the spatial coordinates of each atomic model of the solvent molecule model 121 as relative coordinates from any of the additional candidate points. Further, for the solvent molecule model 121, the calculation support apparatus 101 stores a record for each solvent molecule model 121 and reads a plurality of records corresponding to the corresponding solvent molecule model 121 from the solvent molecule setting data 601. The cylindrical model 122 is generated. In the example of FIG. 8, it is assumed that the cylinder model 122 is the water molecule indicated by the record 601-1.

次に、計算支援装置101は、円柱モデル122を配置可能な格子点の中から、電位の値の絶対値が最大となる格子点を、円柱モデル122の配置点として決定する。図8では、面112内の電位の値の違いをハッチの濃さにて示している。ハッチが表す電位の値については、図1と同様であるため、説明を省略する。たとえば、計算支援装置101は、図8に示す格子点(1)〜(5)の中から、電位の値の絶対値が最大となる格子点(1)を、円柱モデル122の配置点として決定する。格子点(1)の電位の値は負であり、格子点(1)の座標は、たとえば、(100,10,50)であり、格子点(1)の面112に垂直な方向を表す法線ベクトルが、(1,0,0)であるとする。   Next, the calculation support apparatus 101 determines a grid point with the maximum absolute value of the potential value as a placement point of the cylindrical model 122 from grid points where the cylindrical model 122 can be placed. In FIG. 8, the difference in potential value in the surface 112 is shown by hatching. The value of the potential represented by the hatch is the same as that in FIG. For example, the calculation support apparatus 101 determines the grid point (1) having the maximum absolute value of the potential value from among the grid points (1) to (5) illustrated in FIG. To do. The value of the potential of the grid point (1) is negative, the coordinates of the grid point (1) are, for example, (100, 10, 50), and a method for expressing the direction perpendicular to the plane 112 of the grid point (1). Assume that the line vector is (1, 0, 0).

続けて、計算支援装置101は、円柱モデル122−1の2つの付加候補点のうちのいずれかの付加候補点を、格子点(1)に結合する付加点に設定する。格子点(1)の電位の値が負であり、電荷が正となるため、計算支援装置101は、負電荷側の付加候補点p1を、格子点(1)に結合する付加点に設定する。次に、計算支援装置101は、円柱モデル122−1配置後の付加点p1の座標を、格子点(1)の座標(100,10,50)に設定する。以下、「円柱モデル122−1配置後の」を、単に、「配置後の」と呼称する。   Subsequently, the calculation support apparatus 101 sets one of the additional candidate points of the two additional candidate points of the cylindrical model 122-1 as an additional point that is coupled to the lattice point (1). Since the potential value of the grid point (1) is negative and the charge is positive, the calculation support apparatus 101 sets the additional candidate point p1 on the negative charge side as an additional point that is coupled to the grid point (1). . Next, the calculation support apparatus 101 sets the coordinates of the additional point p1 after the arrangement of the cylindrical model 122-1 to the coordinates (100, 10, 50) of the lattice point (1). Hereinafter, “after arrangement of the cylindrical model 122-1” is simply referred to as “after arrangement”.

さらに、計算支援装置101は、配置点の座標と、付加点に設定されたp1の座標と、溶媒分子モデル121の各原子モデルの位置情報とを用いて、配置後の溶媒分子モデル121の各原子モデルの位置情報を算出する。具体的に、計算支援装置101は、下記(1)式を用いて配置後の溶媒分子モデル121の各原子の位置情報を算出する。   Further, the calculation support apparatus 101 uses the coordinates of the arrangement point, the coordinates of p1 set as the additional point, and the position information of each atomic model of the solvent molecule model 121 to each of the solvent molecule models 121 after the arrangement. Calculate the position information of the atomic model. Specifically, the calculation support apparatus 101 calculates position information of each atom of the solvent molecule model 121 after the arrangement using the following formula (1).

配置後の溶媒分子モデル121の各原子の位置情報=配置点の座標−付加点の座標+溶媒分子モデル121の各原子の位置情報 …(1)   Position information of each atom of the solvent molecule model 121 after arrangement = coordinate of arrangement point−coordinate of additional point + position information of each atom of the solvent molecule model 121 (1)

(1)式は、溶媒分子モデル121の各原子の位置情報を、付加点が移動した値に合わせて、平行移動する式である。計算支援装置101は、たとえば、配置後の溶媒分子モデル121の酸素原子モデルの座標を(1)式を用いて、以下のように算出する。   Formula (1) is a formula that translates the positional information of each atom of the solvent molecule model 121 in accordance with the value obtained by moving the additional point. For example, the calculation support apparatus 101 calculates the coordinates of the oxygen atom model of the solvent molecule model 121 after the arrangement using the equation (1) as follows.

配置後の溶媒分子モデル121の酸素原子モデルの座標=配置点の座標−p1の座標+酸素原子モデルの位置情報
⇔配置後の溶媒分子モデル121の酸素原子モデルの座標=(100,10,50)−(0,0,0)+(0,0,1.4)
⇔配置後の酸素原子モデルの座標=(100,10,51.4)
Coordinates of oxygen atom model of solvent molecule model 121 after arrangement = coordinates of arrangement point−coordinates of p1 + position information of oxygen atom model⇔coordinates of oxygen atom model of solvent molecule model 121 after arrangement = (100, 10, 50 )-(0,0,0) + (0,0,1.4)
Coordinates of the oxygen atom model after ⇔ arrangement = (100, 10, 51.4)

また、計算支援装置101は、格子点(1)での面112に垂直な法線ベクトルの方向と、溶媒分子モデル121の双極子モーメントの方向と(1)式の結果の各原子の位置情報を用いて、配置後の溶媒分子モデル121の各原子モデルの位置情報を算出してもよい。具体的に、計算支援装置101は、下記(2)式を用いて、配置後の溶媒分子モデル121の各原子モデルの位置情報を算出する。   In addition, the calculation support apparatus 101 determines the direction of the normal vector perpendicular to the surface 112 at the lattice point (1), the direction of the dipole moment of the solvent molecule model 121, and the position information of each atom as a result of the expression (1). May be used to calculate the positional information of each atomic model of the solvent molecule model 121 after placement. Specifically, the calculation support apparatus 101 calculates position information of each atomic model of the solvent molecule model 121 after the arrangement using the following equation (2).

配置後の溶媒分子モデル121の各原子の位置情報=配置点の座標+回転行列・((1)式の結果の各原子の位置情報−配置後の付加点の座標) …(2)   Position information of each atom of the solvent molecule model 121 after placement = coordinate of placement point + rotation matrix. (Position information of each atom as a result of the formula (1) −coordinate of additional point after placement) (2)

回転行列は、回転を空間座標上で行う行列である。ここでは、付加点の電位が正となり、電荷が負となるため、法線ベクトルの方向に、双極子モーメントの方向が揃うまで回転を行う。たとえば、Y軸周りに、Z軸をX軸方向にθ回転する回転行列Ry(θ)は、以下(3)式のようになる。 The rotation matrix is a matrix that performs rotation on spatial coordinates. Here, since the potential at the additional point becomes positive and the charge becomes negative, rotation is performed until the direction of the dipole moment is aligned with the direction of the normal vector. For example, a rotation matrix R y (θ) for rotating the Z axis around the Y axis by θ in the X axis direction is expressed by the following equation (3).

Figure 0005942571
Figure 0005942571

格子点(1)の例では、法線ベクトルが(1,0,0)であり、双極子モーメントが(0,0,1.85)であるため、Y軸周りに、Z軸をX軸方向に90度回転することになる。なお、2つのベクトルの回転角を求めるには、2つのベクトルの内積を算出することで求めることができる。計算支援装置101は、たとえば、配置後の溶媒分子モデル121の酸素原子モデルの座標を(2)式、(3)式を用いて、以下のように算出する。   In the example of the lattice point (1), since the normal vector is (1, 0, 0) and the dipole moment is (0, 0, 1.85), the Z axis is set to the X axis around the Y axis. It will rotate 90 degrees in the direction. In addition, in order to obtain | require the rotation angle of two vectors, it can obtain | require by calculating the inner product of two vectors. For example, the calculation support apparatus 101 calculates the coordinates of the oxygen atom model of the solvent molecule model 121 after the arrangement using the equations (2) and (3) as follows.

配置後の酸素原子モデルの座標=配置点の座標+Ry(90度)・((1)式の結果の酸素原子の位置情報−配置後の付加点p1の座標)
⇔配置後の酸素原子モデルの座標=(100,10,50)+Ry(90度)・((100,10,51.4)−(100,10,50))
⇔配置後の酸素原子モデルの座標=(100,10,50)+Ry(90度)・(0,0,1.4)
⇔配置後の酸素原子モデルの座標=(100,10,50)+(1.4,0,0)=(101.4,10,50)
Coordinate of oxygen atom model after arrangement = coordinate of arrangement point + R y (90 degrees) · (position information of oxygen atom as a result of equation (1) −coordinate of additional point p1 after arrangement)
Coordinates of oxygen atom model after arrangement of (= (100, 10, 50) + R y (90 degrees) · ((100, 10, 51.4) − (100, 10, 50))
Coordinates of oxygen atom model after ⇔ arrangement = (100, 10, 50) + R y (90 degrees) · (0, 0, 1.4)
Coordinates of oxygen atom model after ⇔ arrangement = (100, 10, 50) + (1.4, 0, 0) = (101.4, 10, 50)

計算支援装置101は、溶媒分子モデル121内の他の原子モデルについても位置情報を算出する。このように、(1)式、(2)式を実行して、計算支援装置101は、円柱モデル122−1を配置する。続けて、計算支援装置101は、2つ目の円柱モデル122−2を配置する。たとえば、計算支援装置101は、電位の値の絶対値が、格子点(1)に次いで最大となる格子点(2)を、円柱モデル122−2の配置点として決定する。格子点(2)の電位の値は正であるとする。   The calculation support apparatus 101 also calculates position information for other atomic models in the solvent molecule model 121. Thus, the calculation support apparatus 101 arranges the cylindrical model 122-1 by executing the expressions (1) and (2). Subsequently, the calculation support apparatus 101 arranges a second cylindrical model 122-2. For example, the calculation support apparatus 101 determines the grid point (2) in which the absolute value of the potential value is the largest next to the grid point (1) as the arrangement point of the cylindrical model 122-2. It is assumed that the value of the potential at the lattice point (2) is positive.

続いて、計算支援装置101は、円柱モデル122−2の2つの付加候補点のうちのいずれかの付加候補点を、格子点(2)に結合する付加点に設定する。格子点(2)の電位の値が正であるため、計算支援装置101は、正電荷側の付加候補点p2を、格子点(2)に結合する付加点に設定する。以下、計算支援装置101は、円柱モデル122−2内の溶媒分子モデルの各原子モデルの位置を、(1)式、(2)式を用いて算出する。   Subsequently, the calculation support apparatus 101 sets one of the additional candidate points of the two additional candidate points of the cylindrical model 122-2 as an additional point that is coupled to the grid point (2). Since the potential value of the grid point (2) is positive, the calculation support apparatus 101 sets the additional candidate point p2 on the positive charge side as an additional point that is coupled to the grid point (2). Hereinafter, the calculation support apparatus 101 calculates the position of each atomic model of the solvent molecule model in the cylindrical model 122-2 using the equations (1) and (2).

続けて、計算支援装置101は、電位の値の絶対値が、格子点(1)と格子点(2)に次いで最大となる格子点(3)を、円柱モデル122−3の配置点として決定し、円柱モデル122−3を配置する。同様に、計算支援装置101は、電位の値の絶対値が、格子点(1)〜格子点(3)に次いで最大となる格子点(4)を、円柱モデル122−4の配置点として決定し、円柱モデル122−4を配置する。   Subsequently, the calculation support apparatus 101 determines, as the arrangement point of the cylindrical model 122-3, the lattice point (3) in which the absolute value of the potential value is the largest after the lattice point (1) and the lattice point (2). Then, the cylindrical model 122-3 is arranged. Similarly, the calculation support apparatus 101 determines, as the arrangement point of the cylindrical model 122-4, the lattice point (4) in which the absolute value of the potential value becomes the maximum next to the lattice point (1) to the lattice point (3). Then, the cylindrical model 122-4 is arranged.

次に、計算支援装置101は、電位の値の絶対値が、格子点(1)〜格子点(4)に次いで最大となる格子点(5)を、円柱モデル122−5の配置点として決定する。格子点(5)の電位の値は0であるとする。続けて、計算支援装置101は、円柱モデル122−5の2つの付加候補点のうちのいずれかの付加候補点を、格子点(5)に結合する付加点に設定する。格子点(5)の電位の値が0であるため、計算支援装置101は、格子点(5)に最も近い原子モデルの電荷の正負に基づいて、付加点を設定する。図8の例では、格子点(5)に最も近い原子モデルの電荷は正であるため、負電荷側の付加候補点p1を、格子点(5)に結合する付加点に設定する。以下、計算支援装置101は、円柱モデル122−5内の溶媒分子モデル121の各原子モデルの位置を、(1)式、(2)式を用いて算出する。   Next, the calculation support apparatus 101 determines, as the arrangement point of the cylindrical model 122-5, the lattice point (5) in which the absolute value of the potential value is the second largest after the lattice points (1) to (4). To do. It is assumed that the value of the potential at the lattice point (5) is zero. Subsequently, the calculation support apparatus 101 sets one of the additional candidate points of the two additional candidate points of the cylindrical model 122-5 as an additional point that is coupled to the lattice point (5). Since the value of the potential of the lattice point (5) is 0, the calculation support apparatus 101 sets an additional point based on the sign of the charge of the atomic model closest to the lattice point (5). In the example of FIG. 8, since the charge of the atomic model closest to the lattice point (5) is positive, the additional candidate point p1 on the negative charge side is set as an additional point coupled to the lattice point (5). Hereinafter, the calculation support apparatus 101 calculates the position of each atomic model of the solvent molecule model 121 in the cylindrical model 122-5 using the equations (1) and (2).

図9は、溶媒分子モデル配置後の格子点の抽出方法の一例を示す説明図である。図9では、溶媒分子モデル121を含む円柱モデル122の配置を決定した後に、次の円柱モデル122を配置可能とする点を抽出する処理について説明を行う。面112上では、p11〜p17、p21〜p27、p31という格子点を有する。そして、計算支援装置101が、p31を円柱モデル122−1の配置点に決定したとする。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a method of extracting lattice points after the solvent molecule model is arranged. In FIG. 9, after determining the arrangement of the cylindrical model 122 including the solvent molecule model 121, a process for extracting a point at which the next cylindrical model 122 can be arranged will be described. On the surface 112, there are lattice points p11 to p17, p21 to p27, and p31. Then, it is assumed that the calculation support apparatus 101 determines p31 as the arrangement point of the cylindrical model 122-1.

続けて、計算支援装置101は、格子点p31における面112に垂直な方向で、円柱モデル122−1を覆う面を面112へ投影することにより得られる、投影図形901に含まれる点を除く残余の点を抽出する。また、計算支援装置101は、投影図形901を、配置点を中心に、投影図形901の中心点から投影図形901の外郭線までの距離に基づいて拡大した拡大図形902に含まれる点を除く残余の点を抽出してもよい。たとえば、計算支援装置101は、投影図形901を、円柱モデル122−1の半径rの2倍分拡大した拡大図形902に含まれる点を除く残余の点を抽出する。   Subsequently, the calculation support apparatus 101 obtains the remainder excluding the points included in the projection figure 901 obtained by projecting the surface covering the cylindrical model 122-1 onto the surface 112 in the direction perpendicular to the surface 112 at the lattice point p31. Extract points. Further, the calculation support apparatus 101 removes the projection graphic 901 from the points included in the enlarged graphic 902 that is enlarged based on the distance from the center point of the projected graphic 901 to the outline of the projected graphic 901 centering on the arrangement point The points may be extracted. For example, the calculation support apparatus 101 extracts the remaining points excluding the points included in the enlarged figure 902 obtained by enlarging the projected figure 901 by twice the radius r of the cylindrical model 122-1.

図9の例では、計算支援装置101は、点群p11〜p17、p21〜p27、p31のうち、投影図形901を、投影図形901の半径rの2倍分拡大した拡大図形902に含まれるp14、p23〜p25以外の残余の点を抽出する。   In the example of FIG. 9, the calculation support apparatus 101 includes p14 included in the enlarged figure 902 obtained by enlarging the projected figure 901 by twice the radius r of the projected figure 901 among the point groups p11 to p17, p21 to p27, and p31. , The remaining points other than p23 to p25 are extracted.

図10は、溶媒分子モデルの2層目への配置の一例を示す説明図である。図10では、図8、図9にて示した処理を行って、配置可能な格子点がなくなった後の処理例を示す。このとき、計算支援装置101は、対象分子モデル111と、溶媒分子モデル121−1〜121−5とを新たな対象分子モデルとして、新たな対象分子モデルを覆う面302の情報となる、溶媒配置面データ501を生成する。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of the solvent molecule model in the second layer. FIG. 10 shows an example of processing after the processing shown in FIGS. 8 and 9 is performed and there are no grid points that can be arranged. At this time, the calculation support apparatus 101 uses the target molecule model 111 and the solvent molecule models 121-1 to 121-5 as new target molecule models, and provides a solvent arrangement that becomes information on the surface 302 covering the new target molecule model. Surface data 501 is generated.

新たな対象分子モデルに対応する溶媒配置面データ501の生成方法として、たとえば、計算支援装置101は、新たな対象分子モデルに対して分子軌道計算を行い、計算結果から得られる電子密度の等値面情報から、溶媒配置面データ501を生成してもよい。また、計算支援装置101は、新たな対象分子モデルの各原子モデルのファンデルワールス半径から、面302に最近接の格子点の集合を生成し、面302に最近接の格子点の集合に対する溶媒配置面データ501を生成してもよい。   As a method for generating the solvent arrangement plane data 501 corresponding to the new target molecule model, for example, the calculation support apparatus 101 performs molecular orbital calculation on the new target molecule model, and the electron density equivalent value obtained from the calculation result The solvent arrangement surface data 501 may be generated from the surface information. Further, the calculation support apparatus 101 generates a set of lattice points closest to the surface 302 from the van der Waals radii of each atomic model of the new target molecular model, and a solvent for the set of lattice points closest to the surface 302. The arrangement plane data 501 may be generated.

次に、計算支援装置101は、面302上の点群の中から、電位の値の絶対値が最大となる格子点(6)を、円柱モデル122−6の付加点として決定し、円柱モデル122−6を配置する。   Next, the calculation support apparatus 101 determines a lattice point (6) having the maximum absolute value of the potential value from the point group on the surface 302 as an additional point of the cylindrical model 122-6, and the cylindrical model. 122-6 is arranged.

次に、図8〜図10にて示された動作例を行う計算支援装置101のフローチャートを図11と図12で示す。   Next, FIG. 11 and FIG. 12 show flowcharts of the calculation support apparatus 101 that performs the operation examples shown in FIGS.

図11は、配置処理手順の一例を示すフローチャートである。配置処理は、溶媒分子モデルを対象分子モデルに配置する処理である。計算支援装置101は、対象分子モデル111を設定する(ステップS1101)。次に、計算支援装置101は、利用者の操作により、溶媒配置数を設定する(ステップS1102)。続けて、計算支援装置101は、溶媒分子設定データ601を読み込んで、円柱モデル122を生成する(ステップS1103)。   FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the arrangement processing procedure. The placement process is a process for placing the solvent molecule model on the target molecule model. The calculation support apparatus 101 sets the target molecule model 111 (step S1101). Next, the calculation support apparatus 101 sets the number of solvent arrangements by a user operation (step S1102). Subsequently, the calculation support apparatus 101 reads the solvent molecule setting data 601 and generates the cylindrical model 122 (step S1103).

次に、計算支援装置101は、対象分子モデル111に対して分子軌道計算を実行する(ステップS1104)。続けて、計算支援装置101は、分子軌道計算の計算結果から、溶媒配置面データ501を生成する(ステップS1105)。次に、計算支援装置101は、付加点設定処理を実行する(ステップS1106)。付加点設定処理の詳細は、図12にて後述する。   Next, the calculation support apparatus 101 executes molecular orbital calculation for the target molecule model 111 (step S1104). Subsequently, the calculation support apparatus 101 generates the solvent arrangement surface data 501 from the calculation result of the molecular orbital calculation (step S1105). Next, the calculation support apparatus 101 performs additional point setting processing (step S1106). Details of the additional point setting process will be described later with reference to FIG.

ステップS1106の処理実行後、計算支援装置101は、付加点の電位の値を確認する(ステップS1107)。付加点の電位の値が負である場合(ステップS1107:負)、計算支援装置101は、付加点を中心に配置点での法線ベクトルの方向と溶媒分子モデル121の双極子モーメントの逆方向が重なるまで円柱モデル122を回転させて、溶媒分子モデル121の各原子モデルの位置情報を算出する(ステップS1108)。また、付加点の電位の値が正である場合(ステップS1107:正)、計算支援装置101は、付加点を中心に配置点での法線ベクトルの方向と溶媒分子モデル121の双極子モーメントの方向が重なるまで円柱モデル122を回転させて、溶媒分子モデル121の各原子モデルの位置情報を算出する(ステップS1109)。   After executing the process of step S1106, the calculation support apparatus 101 checks the value of the potential at the additional point (step S1107). When the potential value of the additional point is negative (step S1107: negative), the calculation support apparatus 101 reverses the direction of the normal vector at the arrangement point around the additional point and the dipole moment of the solvent molecule model 121. The cylindrical model 122 is rotated until the two overlap, and the position information of each atomic model of the solvent molecule model 121 is calculated (step S1108). When the potential value of the additional point is positive (step S1107: positive), the calculation support apparatus 101 determines the direction of the normal vector at the arrangement point around the additional point and the dipole moment of the solvent molecule model 121. The cylindrical model 122 is rotated until the directions overlap, and the position information of each atomic model of the solvent molecule model 121 is calculated (step S1109).

ステップS1108またはステップS1109の実行後、計算支援装置101は、位置が決定した溶媒分子モデル121を、法線ベクトルの逆方向に投影することにより得られる投影図形901の拡大図形902に含まれる格子点を、配置可能な格子点から削除する(ステップS1110)。次に、計算支援装置101は、配置した溶媒分子モデルの数が溶媒分子モデルの配置数に一致したか否かを判断する(ステップS1111)。一致しない場合(ステップS1111:No)、計算支援装置101は、対象分子モデルと配置した溶媒分子モデルとを、新たな対象分子モデルに設定する(ステップS1112)。次に、計算支援装置101は、ステップS1104の処理に移行する。ステップS1112後のステップS1104では、計算支援装置101は、新たな対象分子モデルに対して、分子軌道計算を実行する。   After execution of step S1108 or step S1109, the calculation support apparatus 101 includes lattice points included in the enlarged figure 902 of the projected figure 901 obtained by projecting the solvent molecule model 121 whose position is determined in the direction opposite to the normal vector. Are deleted from the lattice points that can be arranged (step S1110). Next, the calculation support apparatus 101 determines whether or not the number of arranged solvent molecule models matches the number of arranged solvent molecule models (step S1111). If they do not match (step S1111: No), the calculation support apparatus 101 sets the target molecule model and the arranged solvent molecule model as a new target molecule model (step S1112). Next, the calculation support apparatus 101 proceeds to the process of step S1104. In step S1104 after step S1112, the calculation support apparatus 101 performs molecular orbital calculation on the new target molecule model.

一致する場合(ステップS1111:Yes)、計算支援装置101は、配置した溶媒分子モデル121の各原子モデルの位置情報を出力する(ステップS1113)。ステップS1113の処理終了後、計算支援装置101は、配置処理を終了する。配置処理を実行することにより、計算支援装置101は、相互作用しやすい位置に溶媒分子モデルを配置するため、物性値の計算精度を向上させることができる。   If they match (step S1111: Yes), the calculation support apparatus 101 outputs position information of each atomic model of the arranged solvent molecule model 121 (step S1113). After the process of step S1113 is completed, the calculation support apparatus 101 ends the arrangement process. By executing the placement process, the calculation support apparatus 101 places the solvent molecule model at a position where interaction is likely to occur, so that the calculation accuracy of the physical property value can be improved.

なお、溶体モデル内に、2種類以上の溶媒分子モデルがある場合、計算支援装置101は、ステップS1106〜ステップS1110の対象となる溶媒分子モデルとして、2種類以上の溶媒分子モデルのうちの、ランダムで選択された溶媒分子モデルにしてもよい。または、計算支援装置101は、2種類以上の溶媒分子モデルのうちの、双極子モーメントが大きい溶媒分子モデルから順に、対象となる溶媒分子モデルに選択してもよい。または、計算支援装置101は、2種類以上の溶媒分子モデルのうちの、溶体モデル内の混合比の大きい溶媒分子モデルから順に、対象となる溶媒分子モデルに選択してもよい。   When there are two or more types of solvent molecule models in the solution model, the calculation support apparatus 101 selects a random one of the two or more types of solvent molecule models as the target solvent molecule model in steps S1106 to S1110. The solvent molecule model selected in (1) may be used. Alternatively, the calculation support apparatus 101 may select a target solvent molecule model in order from a solvent molecule model having a large dipole moment among two or more types of solvent molecule models. Or the calculation assistance apparatus 101 may select the solvent molecule model used as an object in order from the solvent molecule model with a large mixing ratio in a solution model among two or more types of solvent molecule models.

図12は、付加点設定処理手順の一例を示すフローチャートである。付加点設定処理は、円柱モデル122の付加候補点のうち、対象分子モデル111を覆う面112に結合する付加点を設定する処理である。   FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of an additional point setting process procedure. The additional point setting process is a process of setting an additional point that is coupled to the surface 112 covering the target molecule model 111 among the additional candidate points of the cylindrical model 122.

計算支援装置101は、配置可能な格子点の中から、静電ポテンシャルの値の絶対値が最大となる配置点を決定する(ステップS1201)。次に、計算支援装置101は、双極子モーメントの大きさが0か否かを判断する(ステップS1202)。双極子モーメントの大きさが0である場合(ステップS1202:Yes)、無極性分子であるため、計算支援装置101は、円柱モデル122の付加候補点を付加点に設定する(ステップS1203)。   The calculation support apparatus 101 determines an arrangement point that maximizes the absolute value of the electrostatic potential from among the arrangementable lattice points (step S1201). Next, the calculation support apparatus 101 determines whether the magnitude of the dipole moment is 0 (step S1202). When the magnitude of the dipole moment is 0 (step S1202: Yes), since it is a nonpolar molecule, the calculation support apparatus 101 sets an additional candidate point of the cylindrical model 122 as an additional point (step S1203).

双極子モーメントの大きさが0でない場合(ステップS1202:No)、計算支援装置101は、決定した配置点の電位の値を確認する(ステップS1204)。電位の値が0である場合(ステップS1204:0)、続けて、計算支援装置101は、決定した配置点に最も近い原子モデルの電荷の値を確認する(ステップS1205)。   When the magnitude of the dipole moment is not 0 (step S1202: No), the calculation support apparatus 101 checks the value of the potential at the determined arrangement point (step S1204). When the potential value is 0 (step S1204: 0), the calculation support apparatus 101 confirms the charge value of the atomic model closest to the determined arrangement point (step S1205).

電位の値が負である場合(ステップS1204:負)、または、電荷の値が正である場合(ステップS1205:正)、計算支援装置101は、円柱モデル122の付加候補点のうち、双極子モーメントが示す方向とは逆方向にある付加候補点を付加点に設定する(ステップS1206)。また、電位の値が正である場合(ステップS1204:正)、または、電荷の値が負である場合(ステップS1205:負)、計算支援装置101は、円柱モデル122の付加候補点のうち、双極子モーメントが示す方向にある付加候補点を付加点に設定する(ステップS1207)。   When the potential value is negative (step S1204: negative) or the charge value is positive (step S1205: positive), the calculation support apparatus 101 uses the dipole among the additional candidate points of the cylindrical model 122. An additional candidate point in a direction opposite to the direction indicated by the moment is set as an additional point (step S1206). When the potential value is positive (step S1204: positive) or the charge value is negative (step S1205: negative), the calculation support apparatus 101 includes the additional candidate points of the cylindrical model 122. An additional candidate point in the direction indicated by the dipole moment is set as an additional point (step S1207).

ステップS1203、ステップS1206、ステップS1207のうちのいずれかの処理終了後、計算支援装置101は、選択した溶媒分子モデルの付加点の位置を、配置点の位置に設定する(ステップS1208)。ステップS1208の処理終了後、計算支援装置101は、付加点設定処理を終了する。付加点設定処理を実行することにより、計算支援装置101は、配置点における電位の値に適した付加点を選択することができる。   After completion of any one of steps S1203, S1206, and S1207, the calculation support apparatus 101 sets the position of the additional point of the selected solvent molecule model as the position of the arrangement point (step S1208). After the process of step S1208 ends, the calculation support apparatus 101 ends the additional point setting process. By executing the additional point setting process, the calculation support apparatus 101 can select an additional point suitable for the potential value at the arrangement point.

以上説明したように、計算支援装置101によれば、溶媒内の対象分子の物性値を計算する際に、対象分子モデル111を覆う面112の各点の電位の値を用いて溶媒分子モデル121を配置する配置点を決定する。これにより、相互作用が起きやすい位置に溶媒分子モデル121を配置できるため、計算支援装置101は、配置した結果を用いた分子軌道計算の計算結果となる物性値の計算精度を、利用者の経験に基づいて配置される場合より向上させることができる。   As described above, according to the calculation support apparatus 101, when calculating the physical property value of the target molecule in the solvent, the solvent molecule model 121 is used by using the potential value of each point on the surface 112 covering the target molecule model 111. Determine the placement point to place. As a result, the solvent molecule model 121 can be arranged at a position where the interaction is likely to occur. Therefore, the calculation support apparatus 101 determines the calculation accuracy of the physical property value that is the calculation result of the molecular orbital calculation using the arrangement result by the user's experience. This can be improved as compared with the case of being arranged based on the above.

また、計算支援装置101によれば、溶媒分子モデル121の付加点の位置を、配置点の位置に設定し、溶媒分子モデル121の各原子モデルの位置情報を算出してもよい。これにより、計算支援装置101は、相互作用が起きやすい位置の原子モデルの位置を取得できるため、計算精度を向上させることができる。また、計算支援装置101は、相互作用が起きやすい位置に配置した溶媒分子モデル121の各原子モデルを、たとえばディスプレイ208に表示できる。また、各原子モデルの位置を算出して溶媒分子モデル121を配置することにより、利用者が実際に各溶媒分子を配置したい座標に移動する処理を行わなくともよく、煩雑な操作から解放される。   Further, according to the calculation support apparatus 101, the position of the additional point of the solvent molecule model 121 may be set to the position of the arrangement point, and the position information of each atomic model of the solvent molecule model 121 may be calculated. Thereby, since the calculation support apparatus 101 can acquire the position of the atomic model at a position where the interaction is likely to occur, the calculation accuracy can be improved. In addition, the calculation support apparatus 101 can display each atomic model of the solvent molecule model 121 arranged at a position where interaction is likely to occur, for example, on the display 208. Also, by calculating the position of each atomic model and arranging the solvent molecule model 121, the user does not have to perform a process of moving to the coordinates at which each solvent molecule is actually arranged, and is free from complicated operations. .

また、計算支援装置101によれば、溶媒分子モデル121の電荷の重心によって設定された正電荷側の付加候補点と負電荷側の付加候補点のうち、配置点の電位の値の符号に基づいて、対象分子モデル111と結合する付加点を設定してもよい。これにより、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121の上下を、実際に結合される向きで配置することができるため、物性値の計算精度を向上させることができる。   Further, according to the calculation support apparatus 101, based on the sign of the potential value of the arrangement point among the additional candidate points on the positive charge side and the additional candidate points on the negative charge side set by the center of charge of the solvent molecule model 121. Thus, an additional point that binds to the target molecule model 111 may be set. Thereby, since the calculation support apparatus 101 can arrange | position the upper and lower sides of the solvent molecule | numerator model 121 in the direction actually couple | bonded, it can improve the calculation accuracy of a physical-property value.

また、計算支援装置101によれば、配置点の電位の値が0である場合、配置点に最も近い原子モデルの電荷の値の正負に基づいて、対象分子モデル111と結合する付加点を設定してもよい。これにより、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121の方向を、実際に結合される方向に配置することができるため、物性値の計算精度を向上させることができる。また、溶媒分子モデル121の方向を考慮して溶媒分子モデル121を配置することにより、利用者が実際に各溶媒分子を配置したい座標に移動した後に、方向を合わせる処理を行わなくともよく、煩雑な操作から解放される。   Further, according to the calculation support apparatus 101, when the potential value of the arrangement point is 0, an additional point that binds to the target molecule model 111 is set based on the sign of the charge of the atomic model closest to the arrangement point. May be. Thereby, since the calculation assistance apparatus 101 can arrange | position the direction of the solvent molecule | numerator model 121 in the direction actually couple | bonded, it can improve the calculation accuracy of a physical-property value. Further, by arranging the solvent molecule model 121 in consideration of the direction of the solvent molecule model 121, it is not necessary to perform the process of adjusting the direction after the user has moved to the coordinates where the solvent molecules are actually to be arranged. Freed from messy operations.

また、計算支援装置101によれば、付加点の電位の値が負である場合、付加点を中心として配置点における法線の方向と双極子モーメントの逆方向が重なるまで回転させたときの、溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報を算出してもよい。具体例としては、図8において、配置点の電位が正となる格子点(2)に溶媒分子モデル121−2を配置する場合である。このとき、溶媒分子モデル121−2の付加点の電位は負である。これにより、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121の傾きを、実際に結合される方向に配置することができるため、物性値の計算精度を向上させることができる。   Further, according to the calculation support apparatus 101, when the potential value of the additional point is negative, when the rotation is performed with the additional point as the center until the normal direction at the arrangement point and the opposite direction of the dipole moment overlap. Position information of each atomic model in the solvent molecule model 121 may be calculated. As a specific example, the solvent molecule model 121-2 is arranged at the lattice point (2) where the potential of the arrangement point is positive in FIG. At this time, the potential at the addition point of the solvent molecule model 121-2 is negative. Thereby, since the calculation support apparatus 101 can arrange | position the inclination of the solvent molecule | numerator model 121 in the direction actually couple | bonded, it can improve the calculation precision of a physical-property value.

また、計算支援装置101によれば、付加点の電位の値が正である場合、付加点を中心として配置点における法線の方向と双極子モーメントの方向が重なるまで回転させたときの、溶媒分子モデル121内の各原子モデルの位置情報を算出してもよい。具体例としては、図8において、配置点の電位が負となる格子点(1)に溶媒分子モデル121−1を配置する場合である。このとき、溶媒分子モデル121−1の付加点の電位は正である。これにより、計算支援装置101は、溶媒分子モデル121の傾きを、実際に結合される方向に配置することができるため、物性値の計算精度を向上させることができる。   Further, according to the calculation support apparatus 101, when the potential value of the additional point is positive, the solvent when rotated until the direction of the normal line and the direction of the dipole moment at the arrangement point overlap with each other about the additional point. The position information of each atomic model in the molecular model 121 may be calculated. As a specific example, in FIG. 8, the solvent molecule model 121-1 is arranged at the lattice point (1) where the potential at the arrangement point is negative. At this time, the potential at the addition point of the solvent molecule model 121-1 is positive. Thereby, since the calculation support apparatus 101 can arrange | position the inclination of the solvent molecule | numerator model 121 in the direction actually couple | bonded, it can improve the calculation precision of a physical-property value.

このように、計算支援装置101が溶媒分子モデル121の向きを考慮して溶媒分子モデル121を配置することにより、利用者が実際に各溶媒分子を配置したい座標に移動させて、向きを合わせる処理を行わなくともよくなり、煩雑な操作から解放される。具体的に、配置可能な位置がn個あった場合、利用者は、溶媒分子モデル121を適切な位置に移動させ、そして適切な向きへの回転調整を行っていたため、最低でも2n回以上の煩雑な操作を伴っていた。本実施の形態にかかる計算支援装置101は、利用者をこのような煩雑な操作から解放させることができる。   As described above, the calculation support apparatus 101 arranges the solvent molecule model 121 in consideration of the direction of the solvent molecule model 121, so that the user moves to the coordinates where the solvent molecules are actually arranged and aligns the directions. This frees you from complicated operations. Specifically, when there are n positions that can be arranged, the user has moved the solvent molecule model 121 to an appropriate position and adjusted the rotation in an appropriate direction. This involved complicated operations. The calculation support apparatus 101 according to the present embodiment can release the user from such a complicated operation.

また、計算支援装置101によれば、対象分子モデル111を覆う面112における電位の値の絶対値が最大となる点を、配置点として決定してもよい。これにより、計算支援装置101は、相互作用が最もしやすい箇所に、溶媒分子モデル121を配置することができる。   Further, according to the calculation support apparatus 101, a point at which the absolute value of the potential value on the surface 112 covering the target molecule model 111 is maximized may be determined as the arrangement point. Thereby, the calculation support apparatus 101 can arrange | position the solvent molecule | numerator model 121 in the location where interaction is the easiest.

また、計算支援装置101によれば、配置点を決定した場合、配置点における面112の内側に伸びる法線の方向を投影方向として、円柱モデル122を面112に投影することにより得られる投影図形901に含まれる点を除く残余の点を抽出してもよい。これにより、計算支援装置101は、既に配置した溶媒分子モデル121に重ならない、実際に配置可能な位置に、次に配置される溶媒分子モデル121の配置点を決定できるため、実際に起こり得る可能性が高い状態の物性値を算出することができる。   Further, according to the calculation support apparatus 101, when the arrangement point is determined, the projection figure obtained by projecting the cylindrical model 122 onto the surface 112 with the direction of the normal line extending inside the surface 112 at the arrangement point as the projection direction. The remaining points excluding the points included in 901 may be extracted. As a result, the calculation support apparatus 101 can determine the arrangement point of the solvent molecule model 121 to be arranged next at a position where it can be actually arranged without overlapping the already arranged solvent molecule model 121. It is possible to calculate a physical property value in a state where the property is high.

また、計算支援装置101によれば、投影図形901を配置点を中心として投影図形901の中心点から投影図形901の外郭線までの距離に基づいて拡大した拡大図形902に含まれる点を除く残余の点を抽出してもよい。たとえば、円柱モデル122が配置された場合、他の円柱モデル122の中心が配置できる点は、円柱モデル122の中心から、円柱モデル122の半径の2倍の円の外となる。このように、拡大図形を除く残余の点を抽出することにより、計算支援装置101は、実際に配置可能な点に、次の溶媒分子モデル121を配置することができるため、実際に起こり得る可能性が高い状態の物性値を算出することができる。   Further, according to the calculation support apparatus 101, the remaining figure excluding the points included in the enlarged figure 902 that is enlarged based on the distance from the center point of the projected figure 901 to the outline of the projected figure 901 with the projected figure 901 as the center. The points may be extracted. For example, when the cylinder model 122 is arranged, the point at which the center of another cylinder model 122 can be arranged is outside the circle twice the radius of the cylinder model 122 from the center of the cylinder model 122. In this way, by extracting the remaining points excluding the enlarged figure, the calculation support apparatus 101 can place the next solvent molecule model 121 at a point where it can actually be placed. It is possible to calculate a physical property value in a state where the property is high.

また、計算支援装置101によれば、配置点を決定した場合、対象分子モデル111と溶媒分子モデル121を新たな対象分子モデルとして、電位の値を算出し、新たな対象分子モデルを覆う面上に、新たな溶媒分子モデル121が結合する配置点を決定してもよい。これにより、計算支援装置101は、新たな対象分子モデルを覆う面上にて、最も相互作用が発生しやすい点を検出することができるため、より物性値の計算精度を向上させることができる。   Further, according to the calculation support apparatus 101, when the arrangement point is determined, the potential value is calculated using the target molecule model 111 and the solvent molecule model 121 as the new target molecule model, and the new target molecule model is covered. In addition, the arrangement point to which the new solvent molecule model 121 is bonded may be determined. Thereby, since the calculation support apparatus 101 can detect the point where the interaction is most likely to occur on the surface covering the new target molecule model, the calculation accuracy of the physical property value can be further improved.

なお、本実施の形態で説明した計算支援方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。本計算支援プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また本計算支援プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。   The calculation support method described in this embodiment can be realized by executing a program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. The calculation support program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, and a DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer. The calculation support program may be distributed via a network such as the Internet.

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。   The following additional notes are disclosed with respect to the embodiment described above.

(付記1)コンピュータに、
空間座標上に配置される第1の分子モデルを覆う面に設定された点群の点ごとに、前記第1の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値を記憶する記憶部を参照して、前記点における電位の値を算出し、
前記点群の中から、算出した前記点における前記電位の値に基づいて、前記第1の分子モデルと溶体モデルを形成する第2の分子モデルが結合する配置点を決定する、
処理を実行させることを特徴とする計算支援プログラム。
(Supplementary note 1)
For each point of the point group set on the surface covering the first molecular model arranged on the spatial coordinates, refer to the storage unit that stores the charge value of each atomic model in the first molecular model , Calculate the potential value at the point,
From the point group, based on the value of the potential at the calculated point, determine a placement point where the first molecular model and a second molecular model that forms a solution model are combined.
A calculation support program characterized by causing processing to be executed.

(付記2)前記記憶部は、前記点群の点ごとの位置情報と、前記空間座標上に前記第2の分子モデルを配置する場合の、前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報と、前記第2の分子モデルを覆う面に前記第2の分子モデルの電荷の重心の位置に基づき設定された付加点の位置情報と、を記憶しており、
前記コンピュータに、
決定した前記配置点の位置情報と、前記記憶部に記憶された前記付加点の位置情報および前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報と、に基づいて、前記付加点の位置を前記配置点の位置に設定した場合の前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出し、
算出した前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を出力する、
処理を実行させることを特徴とする付記1に記載の計算支援プログラム。
(Additional remark 2) The said memory | storage part is the position information for every point of the said point group, and the position of each atomic model in the said 2nd molecular model when arrange | positioning the said 2nd molecular model on the said space coordinate Information and the position information of the additional point set based on the position of the center of gravity of the charge of the second molecular model on the surface covering the second molecular model,
In the computer,
Based on the position information of the determined arrangement point, the position information of the additional point stored in the storage unit, and the position information of each atomic model in the second molecular model, the position of the additional point is determined. Calculating position information of each atomic model in the second molecular model when set to the position of the arrangement point;
Outputting positional information of each atomic model in the calculated second molecular model;
The calculation support program according to appendix 1, wherein the processing is executed.

(付記3)前記記憶部は、さらに、前記第2の分子モデルの負電荷の重心および前記第2の分子モデルの正電荷の重心を通る直線と前記第2の分子モデルを覆う面との交点または/および接点の位置情報と、前記第2の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値に基づく前記交点または/および接点における電位の値の正負を特定する情報と、を記憶しており、
前記コンピュータに、
決定した前記配置点における前記電位の値の正負と前記交点または/および接点における電位の値の正負を特定する情報とに基づいて、前記交点または/および接点のうちのいずれかの点を前記付加点に設定する処理を実行させ、
前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出する処理は、
前記配置点の位置情報と、前記記憶部に記憶された前記いずれかの点の位置情報および前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報と、に基づいて、前記いずれかの点の位置を前記配置点の位置に設定した場合の前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出することを特徴とする付記2に記載の計算支援プログラム。
(Additional remark 3) The said memory | storage part is further the intersection of the straight line which passes through the gravity center of the negative charge of the said 2nd molecular model, and the gravity center of the positive charge of the said 2nd molecular model, and the surface which covers the said 2nd molecular model Or / and the position information of the contact and the information specifying the positive / negative of the potential value at the intersection or / and the contact based on the charge value of each atomic model in the second molecular model,
In the computer,
Based on the determined positive / negative of the potential value at the arrangement point and the information specifying the positive / negative of the potential value at the intersection or / and the contact point, any one of the intersection point and / or the contact point is added. Execute the process to set the point,
The process of calculating the position information of each atomic model in the second molecular model is
Based on the position information of the arrangement point, the position information of any one of the points stored in the storage unit, and the position information of each atomic model in the second molecular model, The calculation support program according to appendix 2, wherein the position information of each atomic model in the second molecular model when the position is set to the position of the arrangement point is calculated.

(付記4)前記記憶部は、さらに、前記点群の点ごとに前記第1の分子モデル内の各原子モデルのうちの前記点に最も近い原子モデルの電荷の値を特定する情報を記憶しており、
前記設定する処理は、
決定した前記配置点における前記電位の値が0である場合、決定した前記配置点に最も近い原子モデルの電荷の値の正負と、前記交点または/および接点における電位の値の正負を特定する情報と、に基づいて、前記交点または/および接点のうちのいずれかの点を前記付加点に設定することを特徴とする付記3に記載の計算支援プログラム。
(Additional remark 4) The said memory | storage part further memorize | stored the information which pinpoints the value of the electric charge of the atomic model nearest to the said point among each atomic model in the said 1st molecular model for every point of the said point group. And
The setting process is as follows:
When the value of the potential at the determined arrangement point is 0, the information specifying the positive / negative of the charge value of the atomic model closest to the determined arrangement point and the positive / negative of the potential value at the intersection or / and contact point The calculation support program according to attachment 3, wherein any one of the intersection and / or the contact point is set as the additional point based on the above.

(付記5)前記記憶部は、さらに、前記点群の点ごとに前記点における前記第1の分子モデルを覆う面の外側に伸びる法線の方向を表す情報を記憶しており、
前記コンピュータに、
前記付加点の位置情報と前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報とに基づいて、前記第2の分子モデル内の各原子モデルにおける前記付加点からの位置情報を算出する処理を実行させ、
前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出する処理は、
設定した前記付加点の電位の値が負である場合、決定した前記配置点の位置情報と、前記記憶部に記憶された前記付加点の位置情報と、算出した前記第2の分子モデル内の各原子モデルにおける前記付加点からの位置情報とに基づいて、前記付加点を中心として、前記配置点における法線の方向と、前記正電荷の重心から前記負電荷の重心に向かう方向とが重なるまで回転させたときの、前記付加点の位置を前記配置点の位置に設定した場合の前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出することを特徴とする付記3または4に記載の計算支援プログラム。
(Additional remark 5) The said memory | storage part has further memorize | stored the information showing the direction of the normal line extended on the outer side of the surface which covers the said 1st molecular model in the said point for every point of the said point group,
In the computer,
A process of calculating position information from the additional point in each atomic model in the second molecular model based on the positional information of the additional point and the positional information of each atomic model in the second molecular model. Let it run
The process of calculating the position information of each atomic model in the second molecular model is
When the potential value of the set additional point is negative, the position information of the determined arrangement point, the position information of the additional point stored in the storage unit, and the calculated second molecular model Based on the position information from the additional point in each atomic model, the direction of the normal line at the arrangement point and the direction from the positive charge centroid to the negative charge centroid overlap with the additional point as a center. Appendix 3 or 4, wherein the position information of each atomic model in the second molecular model is calculated when the position of the additional point is set to the position of the arrangement point when rotated to The calculation support program described.

(付記6)前記記憶部は、さらに、前記点群の点ごとに前記点における前記第1の分子モデルを覆う面の外側に伸びる法線の方向を表す情報を記憶しており、
前記コンピュータに、
前記付加点の位置情報と前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報とに基づいて、前記第2の分子モデル内の各原子モデルにおける前記付加点からの位置情報を算出する処理を実行させ、
前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出する処理は、
設定した前記付加点の電位の値が正である場合、決定した前記配置点の位置情報と、前記記憶部に記憶された前記付加点の位置情報と、算出した前記第2の分子モデル内の各原子モデルにおける前記付加点からの位置情報とに基づいて、前記付加点を中心として、前記配置点における法線の方向と、前記負電荷の重心から前記正電荷の重心に向かう方向とが重なるまで回転させたときの、前記付加点の位置を前記配置点の位置に設定した場合の前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出することを特徴とする付記3または4に記載の計算支援プログラム。
(Additional remark 6) The said memory | storage part has further memorize | stored the information showing the direction of the normal line extended on the outer side of the surface which covers the said 1st molecular model in the said point for every point of the said point group,
In the computer,
A process of calculating position information from the additional point in each atomic model in the second molecular model based on the positional information of the additional point and the positional information of each atomic model in the second molecular model. Let it run
The process of calculating the position information of each atomic model in the second molecular model is
When the potential value of the set additional point is positive, the position information of the determined arrangement point, the position information of the additional point stored in the storage unit, and the calculated second molecular model Based on the position information from the additional point in each atomic model, the direction of the normal line at the arrangement point and the direction from the negative charge centroid to the positive charge centroid overlap with the additional point as a center. Appendix 3 or 4, wherein the position information of each atomic model in the second molecular model is calculated when the position of the additional point is set to the position of the arrangement point when rotated to The calculation support program described.

(付記7)前記決定する処理は、
前記点群の中から、前記点における前記電位の値の絶対値が最大となる点を、前記配置点として決定することを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の計算支援プログラム。
(Supplementary note 7)
The calculation support program according to any one of appendices 1 to 6, wherein a point at which the absolute value of the potential value at the point is maximum is determined as the arrangement point from the point group. .

(付記8)前記コンピュータに、
前記配置点を決定した場合、前記点群の中から、前記配置点における前記第1の分子モデルを覆う面の内側に伸びる法線の方向を投影方向として、前記第2の分子モデルを覆う面を前記第1の分子モデルを覆う面に投影することにより得られる投影図形に含まれる点を除く残余の点を抽出し、
抽出した前記残余の点の中から、算出した前記点における前記電位の値に基づいて、前記第1の分子モデルおよび前記第2の分子モデルと前記溶体モデルを形成する第3の分子モデルとが結合する配置点を決定する、
処理を実行させることを特徴とする付記1〜7のいずれか一つに記載の計算支援プログラム。
(Supplementary note 8)
When the arrangement point is determined, a surface that covers the second molecular model from the group of points, with a normal direction extending inside the surface that covers the first molecular model at the arrangement point as a projection direction To extract the remaining points excluding the points included in the projection figure obtained by projecting onto the surface covering the first molecular model,
Based on the calculated value of the potential at the point, the first molecular model, the second molecular model, and the third molecular model forming the solution model are extracted from the extracted remaining points. Determine placement points to be joined,
The calculation support program according to any one of appendices 1 to 7, wherein the program is executed.

(付記9)前記抽出する処理は、
前記配置点を決定した場合、前記点群の中から、前記配置点における前記第1の分子モデルを覆う面の内側に伸びる法線の方向を投影方向として、前記第2の分子モデルを覆う面を前記第1の分子モデルを覆う面へ投影することにより得られる投影図形を前記配置点を中心として前記投影図形の中心点から前記投影図形の外郭線までの距離に基づいて拡大した拡大図形に含まれる点を除く残余の点を抽出することを特徴とする付記8に記載の計算支援プログラム。
(Supplementary note 9) The extraction process is
When the arrangement point is determined, a surface that covers the second molecular model from the group of points, with a normal direction extending inside the surface that covers the first molecular model at the arrangement point as a projection direction To a magnified figure obtained by projecting a projected figure obtained by projecting the first figure onto the surface covering the first molecular model based on the distance from the center point of the projected figure to the outline of the projected figure with the arrangement point as the center The calculation support program according to appendix 8, wherein the remaining points excluding the included points are extracted.

(付記10)前記コンピュータに、
前記配置点を決定した場合、前記第1の分子モデルおよび前記配置点に配置された前記第2の分子モデルを覆う面に設定された点群の点ごとに、前記第1の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値および前記第2の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値を記憶する前記記憶部を参照して、前記点における前記電位の値を算出し、
前記第1の分子モデルおよび前記配置点に配置された前記第2の分子モデルを覆う面に設定された点群の中から、算出した前記点における前記電位の値に基づいて、前記第1の分子モデルおよび前記第2の分子モデルと前記溶体モデルを形成する第3の分子モデルとが結合する配置点を決定する、
処理を実行させることを特徴とする付記1〜9のいずれか一つに記載の計算支援プログラム。
(Supplementary Note 10) In the computer,
When the arrangement point is determined, for each point of the point group set on the surface covering the first molecule model and the second molecule model arranged at the arrangement point, With reference to the storage unit storing the charge value of each atomic model and the charge value of each atomic model in the second molecular model, the value of the potential at the point is calculated,
Based on the value of the potential at the point calculated from the point group set on the surface covering the first molecular model and the second molecular model arranged at the arrangement point, the first molecular model Determining an arrangement point at which a molecular model and the second molecular model and a third molecular model forming the solution model are combined;
The calculation support program according to any one of appendices 1 to 9, wherein the program is executed.

(付記11)空間座標上に配置される第1の分子モデルを覆う面に設定された点群の点ごとに、前記第1の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値を記憶する記憶部を参照して、前記点における電位の値を算出する電位算出部と、
前記点群の中から、前記電位算出部によって算出された前記点における前記電位の値に基づいて、前記第1の分子モデルと溶体モデルを形成する第2の分子モデルが結合する配置点を決定する決定部と、
を有することを特徴とする計算支援装置。
(Additional remark 11) The memory | storage part which memorize | stores the value of the electric charge of each atomic model in the said 1st molecular model for every point of the point group set to the surface which covers the 1st molecular model arrange | positioned on a space coordinate , A potential calculation unit that calculates the value of the potential at the point; and
Based on the value of the potential at the point calculated by the potential calculation unit, an arrangement point where the first molecular model and the second molecular model forming the solution model are combined is determined from the point group. A decision unit to
A calculation support apparatus characterized by comprising:

(付記12)コンピュータが、
空間座標上に配置される第1の分子モデルを覆う面に設定された点群の点ごとに、前記第1の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値を記憶する記憶部を参照して、前記点における電位の値を算出し、
前記点群の中から、算出した前記点における前記電位の値に基づいて、前記第1の分子モデルと溶体モデルを形成する第2の分子モデルが結合する配置点を決定する、
処理を実行することを特徴とする計算支援方法。
(Supplementary note 12)
For each point of the point group set on the surface covering the first molecular model arranged on the spatial coordinates, refer to the storage unit that stores the charge value of each atomic model in the first molecular model , Calculate the potential value at the point,
From the point group, based on the value of the potential at the calculated point, determine a placement point where the first molecular model and a second molecular model that forms a solution model are combined.
A calculation support method characterized by executing processing.

101 計算支援装置
111 対象分子モデル
112 面
121 溶媒分子モデル
701 電位算出部
702 決定部
703 抽出部
704 設定部
705 位置情報算出部
706 出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Calculation support apparatus 111 Object molecule model 112 Surface 121 Solvent molecule model 701 Electric potential calculation part 702 Determination part 703 Extraction part 704 Setting part 705 Position information calculation part 706 Output part

Claims (11)

コンピュータに、
空間座標上に配置される第1の分子モデルを覆う面に設定された点群の点ごとに、前記第1の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値を記憶する記憶部を参照して、前記点における電位の値を算出し、
前記点群の中から、算出した前記点における前記電位の値に基づいて、前記第1の分子モデルと溶体モデルを形成する第2の分子モデルが結合する配置点を決定する、
処理を実行させることを特徴とする計算支援プログラム。
On the computer,
For each point of the point group set on the surface covering the first molecular model arranged on the spatial coordinates, refer to the storage unit that stores the charge value of each atomic model in the first molecular model , Calculate the potential value at the point,
From the point group, based on the value of the potential at the calculated point, determine a placement point where the first molecular model and a second molecular model that forms a solution model are combined.
A calculation support program characterized by causing processing to be executed.
前記記憶部は、前記点群の点ごとの位置情報と、前記空間座標上に前記第2の分子モデルを配置する場合の、前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報と、前記第2の分子モデルを覆う面に前記第2の分子モデルの電荷の重心の位置に基づき設定された付加点の位置情報と、を記憶しており、
前記コンピュータに、
決定した前記配置点の位置情報と、前記記憶部に記憶された前記付加点の位置情報および前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報と、に基づいて、前記付加点の位置を前記配置点の位置に設定した場合の前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出し、
算出した前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を出力する、
処理を実行させることを特徴とする請求項1に記載の計算支援プログラム。
The storage unit includes positional information for each point of the point group, positional information of each atomic model in the second molecular model when the second molecular model is arranged on the spatial coordinates, The position information of the additional point set based on the position of the center of gravity of the charge of the second molecular model is stored on the surface covering the second molecular model,
In the computer,
Based on the position information of the determined arrangement point, the position information of the additional point stored in the storage unit, and the position information of each atomic model in the second molecular model, the position of the additional point is determined. Calculating position information of each atomic model in the second molecular model when set to the position of the arrangement point;
Outputting positional information of each atomic model in the calculated second molecular model;
The calculation support program according to claim 1, wherein the calculation is executed.
前記記憶部は、さらに、前記第2の分子モデルの負電荷の重心および前記第2の分子モデルの正電荷の重心を通る直線と前記第2の分子モデルを覆う面との交点または/および接点の位置情報と、前記第2の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値に基づく前記交点または/および接点における電位の値の正負を特定する情報と、を記憶しており、
前記コンピュータに、
決定した前記配置点における前記電位の値の正負と前記交点または/および接点における電位の値の正負を特定する情報とに基づいて、前記交点または/および接点のうちのいずれかの点を前記付加点に設定する処理を実行させ、
前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出する処理は、
前記配置点の位置情報と、前記記憶部に記憶された前記いずれかの点の位置情報および前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報と、に基づいて、前記いずれかの点の位置を前記配置点の位置に設定した場合の前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出することを特徴とする請求項2に記載の計算支援プログラム。
The storage unit further includes an intersection or / and a contact point between a negative charge centroid of the second molecular model and a straight line passing through the positive charge centroid of the second molecular model and a surface covering the second molecular model. And the information specifying the positive / negative of the potential value at the intersection or / and contact point based on the charge value of each atomic model in the second molecular model,
In the computer,
Based on the determined positive / negative of the potential value at the arrangement point and the information specifying the positive / negative of the potential value at the intersection or / and the contact point, any one of the intersection point and / or the contact point is added. Execute the process to set the point,
The process of calculating the position information of each atomic model in the second molecular model is
Based on the position information of the arrangement point, the position information of any one of the points stored in the storage unit, and the position information of each atomic model in the second molecular model, The calculation support program according to claim 2, wherein position information of each atomic model in the second molecular model when the position is set to the position of the arrangement point is calculated.
前記記憶部は、さらに、前記点群の点ごとに前記第1の分子モデル内の各原子モデルのうちの前記点に最も近い原子モデルの電荷の値を特定する情報を記憶しており、
前記設定する処理は、
決定した前記配置点における前記電位の値が0である場合、決定した前記配置点に最も近い原子モデルの電荷の値の正負と、前記交点または/および接点における電位の値の正負を特定する情報と、に基づいて、前記交点または/および接点のうちのいずれかの点を前記付加点に設定することを特徴とする請求項3に記載の計算支援プログラム。
The storage unit further stores, for each point of the point group, information for specifying a charge value of an atomic model closest to the point among the atomic models in the first molecular model,
The setting process is as follows:
When the value of the potential at the determined arrangement point is 0, the information specifying the positive / negative of the charge value of the atomic model closest to the determined arrangement point and the positive / negative of the potential value at the intersection or / and contact point 4. The calculation support program according to claim 3, wherein any one of the intersection point and / or the contact point is set as the additional point based on the above.
前記記憶部は、さらに、前記点群の点ごとに前記点における前記第1の分子モデルを覆う面の外側に伸びる法線の方向を表す情報を記憶しており、
前記コンピュータに、
前記付加点の位置情報と前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報とに基づいて、前記第2の分子モデル内の各原子モデルにおける前記付加点からの位置情報を算出する処理を実行させ、
前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出する処理は、
設定した前記付加点の電位の値が負である場合、決定した前記配置点の位置情報と、前記記憶部に記憶された前記付加点の位置情報と、算出した前記第2の分子モデル内の各原子モデルにおける前記付加点からの位置情報とに基づいて、前記付加点を中心として、前記配置点における法線の方向と、前記正電荷の重心から前記負電荷の重心に向かう方向とが重なるまで回転させたときの、前記付加点の位置を前記配置点の位置に設定した場合の前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出することを特徴とする請求項3または4に記載の計算支援プログラム。
The storage unit further stores, for each point of the point group, information indicating the direction of a normal extending outside the surface covering the first molecular model at the point,
In the computer,
A process of calculating position information from the additional point in each atomic model in the second molecular model based on the positional information of the additional point and the positional information of each atomic model in the second molecular model. Let it run
The process of calculating the position information of each atomic model in the second molecular model is
When the potential value of the set additional point is negative, the position information of the determined arrangement point, the position information of the additional point stored in the storage unit, and the calculated second molecular model Based on the position information from the additional point in each atomic model, the direction of the normal line at the arrangement point and the direction from the positive charge centroid to the negative charge centroid overlap with the additional point as a center. 5. The position information of each atomic model in the second molecular model is calculated when the position of the additional point is set to the position of the arrangement point when the position is rotated to 5. The calculation support program described in 1.
前記記憶部は、さらに、前記点群の点ごとに前記点における前記第1の分子モデルを覆う面の外側に伸びる法線の方向を表す情報を記憶しており、
前記コンピュータに、
前記付加点の位置情報と前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報とに基づいて、前記第2の分子モデル内の各原子モデルにおける前記付加点からの位置情報を算出する処理を実行させ、
前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出する処理は、
設定した前記付加点の電位の値が正である場合、決定した前記配置点の位置情報と、前記記憶部に記憶された前記付加点の位置情報と、算出した前記第2の分子モデル内の各原子モデルにおける前記付加点からの位置情報とに基づいて、前記付加点を中心として、前記配置点における法線の方向と、前記負電荷の重心から前記正電荷の重心に向かう方向とが重なるまで回転させたときの、前記付加点の位置を前記配置点の位置に設定した場合の前記第2の分子モデル内の各原子モデルの位置情報を算出することを特徴とする請求項3または4に記載の計算支援プログラム。
The storage unit further stores, for each point of the point group, information indicating the direction of a normal extending outside the surface covering the first molecular model at the point,
In the computer,
A process of calculating position information from the additional point in each atomic model in the second molecular model based on the positional information of the additional point and the positional information of each atomic model in the second molecular model. Let it run
The process of calculating the position information of each atomic model in the second molecular model is
When the potential value of the set additional point is positive, the position information of the determined arrangement point, the position information of the additional point stored in the storage unit, and the calculated second molecular model Based on the position information from the additional point in each atomic model, the direction of the normal line at the arrangement point and the direction from the negative charge centroid to the positive charge centroid overlap with the additional point as a center. 5. The position information of each atomic model in the second molecular model is calculated when the position of the additional point is set to the position of the arrangement point when the position is rotated to 5. The calculation support program described in 1.
前記決定する処理は、
前記点群の中から、前記点における前記電位の値の絶対値が最大となる点を、前記配置点として決定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の計算支援プログラム。
The determining process is as follows:
The calculation support according to any one of claims 1 to 6, wherein a point having the maximum absolute value of the potential at the point is determined as the arrangement point from the point group. program.
前記コンピュータに、
前記配置点を決定した場合、前記点群の中から、前記配置点における前記第1の分子モデルを覆う面の内側に伸びる法線の方向を投影方向として、前記第2の分子モデルを覆う面を前記第1の分子モデルを覆う面に投影することにより得られる投影図形に含まれる点を除く残余の点を抽出し、
抽出した前記残余の点の中から、算出した前記点における前記電位の値に基づいて、前記第1の分子モデルおよび前記第2の分子モデルと前記溶体モデルを形成する第3の分子モデルとが結合する配置点を決定する、
処理を実行させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の計算支援プログラム。
In the computer,
When the arrangement point is determined, a surface that covers the second molecular model from the group of points, with a normal direction extending inside the surface that covers the first molecular model at the arrangement point as a projection direction To extract the remaining points excluding the points included in the projection figure obtained by projecting onto the surface covering the first molecular model,
Based on the calculated value of the potential at the point, the first molecular model, the second molecular model, and the third molecular model forming the solution model are extracted from the extracted remaining points. Determine placement points to be joined,
The calculation support program according to claim 1, wherein the calculation is executed.
前記抽出する処理は、
前記配置点を決定した場合、前記点群の中から、前記配置点における前記第1の分子モデルを覆う面の内側に伸びる法線の方向を投影方向として、前記第2の分子モデルを覆う面を前記第1の分子モデルを覆う面へ投影することにより得られる投影図形を前記配置点を中心として前記投影図形の中心点から前記投影図形の外郭線までの距離に基づいて拡大した拡大図形に含まれる点を除く残余の点を抽出することを特徴とする請求項8に記載の計算支援プログラム。
The extraction process is:
When the arrangement point is determined, a surface that covers the second molecular model from the group of points, with a normal direction extending inside the surface that covers the first molecular model at the arrangement point as a projection direction To a magnified figure obtained by projecting a projected figure obtained by projecting the first figure onto the surface covering the first molecular model based on the distance from the center point of the projected figure to the outline of the projected figure with the arrangement point as the center 9. The calculation support program according to claim 8, wherein remaining points excluding the included points are extracted.
空間座標上に配置される第1の分子モデルを覆う面に設定された点群の点ごとに、前記第1の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値を記憶する記憶部を参照して、前記点における電位の値を算出する電位算出部と、
前記点群の中から、前記電位算出部によって算出された前記点における前記電位の値に基づいて、前記第1の分子モデルと溶体モデルを形成する第2の分子モデルが結合する配置点を決定する決定部と、
を有することを特徴とする計算支援装置。
For each point of the point group set on the surface covering the first molecular model arranged on the spatial coordinates, refer to the storage unit that stores the charge value of each atomic model in the first molecular model A potential calculation unit for calculating a value of the potential at the point;
Based on the value of the potential at the point calculated by the potential calculation unit, an arrangement point where the first molecular model and the second molecular model forming the solution model are combined is determined from the point group. A decision unit to
A calculation support apparatus characterized by comprising:
コンピュータが、
空間座標上に配置される第1の分子モデルを覆う面に設定された点群の点ごとに、前記第1の分子モデル内の各原子モデルの電荷の値を記憶する記憶部を参照して、前記点における電位の値を算出し、
前記点群の中から、算出した前記点における前記電位の値に基づいて、前記第1の分子モデルと溶体モデルを形成する第2の分子モデルが結合する配置点を決定する、
処理を実行することを特徴とする計算支援方法。
Computer
For each point of the point group set on the surface covering the first molecular model arranged on the spatial coordinates, refer to the storage unit that stores the charge value of each atomic model in the first molecular model , Calculate the potential value at the point,
From the point group, based on the value of the potential at the calculated point, determine a placement point where the first molecular model and a second molecular model that forms a solution model are combined.
A calculation support method characterized by executing processing.
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