分子建模是当下研究分子体系物理化学性质最重要的理论工具之一,被广泛应用于生物学、物理学、化学、材料科学等众多学科领域,可用于解释实验现象或预测体系的理化性质以指导实验研究。构建合理可靠的分子模型是分子建模过程中的关键步骤。然而,分子体系初始构型的构建仍然是一项繁琐的任务,尤其对于分子生物学体系来说,更是一个充满挑战的过程。目前,分子建模社区研究者开发了诸多手动或者自动的初始构型构建软件,在很大程度上方便了该领域的研究人员。其中,VMD是一款基于Tcl/Tk开发的功能强大、易扩展的交互式分子可视化软件,为分子体系初始构型构建、动力学过程演示、后分析处理提供了一体化平台。Packmol是一款基于Fortran语言开发的初始构型自动构建的软件,用户可以根据需要,给定约束条件生成囊泡、生物膜等复杂生物模型体系。但无论使用Packmol还是VMD构建初始构型,都要求研究者熟练掌握软件的内置语法,并且操作繁琐耗时。此外,Packmol缺乏可视化界面更加降低了用户建模效率。综上所述,VMD和Packmol对初始构型构建虽然提供了必要的技术支撑,但对初学者并不友好,即便对经验丰富的用户来说也充满了繁琐耗时的命令行操作。因此,基于Tcl/Tk工具箱的强大整合性和灵活性,本文在VMD平台上开发了名为Packmol-GUI和Molcontroller的两款用户图形界面插件,为分子体系初始构型的构建提供了一套交互式图形化解决方案。Packmol-GUI凝练了用户需求,提供了通用参数设置、分子位置和堆积形状几何约束、输入文件生成、运行状态及结果输出等交互式图形界面,并且能够将分子的几何约束可视化,提高了用户的体验度。Molcontroller提供了 VMD分子平移、旋转、合并等图形界面操控方式,并且能够便捷直观地获取分子的大量标识符,解决了 VMD原先命令行操作不方便的问题。通过这两款软件的结合,本文开发的图形界面插件极大地降低了初学者的学习门槛,提高了用户分子体系初始构型的构建效率,并丰富了分子建模领域的软件工具箱。