15、分子量子相似性：算法、指标与物理意义

分子量子相似性：算法、指标与物理意义

在分子研究领域，分子量子相似性是一个重要的概念，它涉及到多种算法、指标以及与物理性质的关联。下面将详细介绍相关内容。

1. 分子对齐技术

分子对齐技术主要分为基于总电子密度和拓扑几何两类。
- TGSA算法 ：TGSA算法最近扩展到包含构象自由度，在拓扑几何上对齐分子表现良好。其产生的对齐结果比基于总电子密度的MaxiSim或QSSA方法更符合化学直觉。不过，TGSA的主要局限性在于，要有效工作，它要求参与的分子之间至少有一些结构相似性。
- 对齐技术比较 ：
- MaxiSim和QSSA方法通常依赖总电子密度。
- TGSA等拓扑技术在化学上更直观，但与分子量子相似性的联系不如QSSA和MaxiSim紧密。不过，它能产生更合理的化学对齐结果。
- 当QSSA使用价电子密度时，产生的对齐结果与TGSA对齐结果相当，这为拓扑几何对齐在分子量子相似性框架内提供了更坚实的基础。QSSA算法还可以通过改变电子密度类型产生不同类型的对齐，并且能基于HOMO密度、福井函数或任何部分密度函数进行对齐。

分子量子相似性矩阵Z的一致性也很重要。对于一组分子，特定对齐技术为给定分子对产生的MQSM不应与其他分子对计算的MQSM矛盾。可以通过计算欧几里得距离来检查一致性，其公式为：
[d_{AB} = \sqrt{Z_{AA} + Z_{BB} - 2Z_{AB}}]
同时，距离度量的基本要求（如三角不等式）必须成立：
[d_{AB} \leq d_{AC} + d_{CB}]

MaxiSi