分子动力学模拟是一种被广泛认可的、准确度较高的分子体系计算机模拟技术。仿生矿化是模拟体内生理环境合成类生物矿物的无机物的过程,其中广泛存在于人体骨、牙齿等部位的磷酸钙类晶体的仿生矿化引起了浓厚的研究兴趣。本论文利用分子动力学模拟技术,借助模拟软件NAMD和可视化软件VMD,从“分子-离子-原子”层面探究Na+、Ca2+、HPO42-、PO43-、OH-、柠檬酸根和水分子等在水溶液中特定的理化条件下粒子之间的相互作用,采用模拟轨迹、粒子种类与距离统计、径向原子对分布函数、平均回旋半径、均方根偏差等多种方法表征溶液中粒子所形成团簇的成分、形状、尺寸和结构,从而详细研究了溶液中磷酸钙类晶体成核早期阶段各粒子间的物理吸附和化学反应过程。研究发现,三个HPO42-离子与Ca2+结合时,会形成类似于羟基磷灰石晶体中平行于c轴的“磷等腰三角形”结构的聚集体,该聚集体结构十分稳定,基本不会受柠檬酸根等其他强负电基团的影响,因此有存留在聚集体中直到晶核形成甚至晶体长成的可能;六个HPO42-(或PO43-)离子与Ca2+结合时,能得到大小、尺寸与Posner模型相近的较稳定的团簇体,且在六个PO43-离子与Ca2+形成的团簇体中,发现了结构非常特殊的“循环四边形”结构;HPO42-和PO43-与Ca2+结合形成聚集体的过程,是组成短程链条状结构,接着首尾相扣形成环状面状结构,最后不断翻转演变形成立体结构。