1、国 家 自 然 科 学 基 金资 助 项 目 进 展 报 告资助类别： 专项基金项目亚类说明： 委主任基金附注说明： 项目名称： 生命分子手性起源负 责 人： 王文清 电话： 010-62755200电子邮件 ： 依托单位： 北京大学联 系 人： 马信 电话： 010-62751449资助金额： 25.0000(万元) 累计拨款： 14.8750 (万元)执行年限： 2005.01-2007.1261039 0填表日期：2006 年 12 月 18 日国家自然科学基金委员会制（2004 年 11 月）项目批准号 20452002申请代码 B0204归口管理部门收件日期国家自然科学基金资助项目进
2、展报告第 1 页关于填报国家自然科学基金资助项目进展报告的说明2004PF一. 项目负责人每年须填报国家自然科学基金资助项目进展报告 （简称进展报告） ，以此作为自然科学基金资助项目跟踪、管理的主要依据。二. 项目负责人应认真阅读自然科学基金项目管理和财务管理有关规定、办法（查阅http:/）, 在年度工作的基础上，实事求是地撰写进展报告 。三. 项目依托单位认真审核, 于每年 1 月 15 日前将本单位受资助项目的进展报告统一报送国家自然科学基金委员会归口管理部门。四. 进展报告由报告正文和附件两部分组成, 报告正文请参照 “进展报告报告正文撰写提纲”撰写，并可根据需要增设栏目，要求层次分明
3、, 内容准确。项目执行过程中的进展或研究成果、计划调整情况等，须在报告中如实反映。五. 国家自然科学基金委员会归口管理部门负责审核项目年度进展报告 、跟踪项目进展与研究成果、核准项目负责人的次年度研究计划和调整要求，确定项目继续资助的情况。对不按要求填报进展报告 ，或项目执行不力，或内容、人员等调整不当而影响项目顺利进展的，视其情节轻重要求负责人和依托单位及时纠正，或给予缓拨资助经费、中止或撤消项目等处理。六. 经费执行情况报表由重大项目的课题和重点项目填报，重大项目每年度填报随进展报告一同报送，重点项目在进行中期检查的年度填报。其他项目无需填报经费执行情况报表 ，只需在进展报告中对经费使用情
4、况和下一年度经费安排做出必要的说明。注：国家自然科学基金强调科学道德和良好的学风，反对弄虚作假和浮躁作风，要求工作认真、填报材料实事求是。部分探索性研究内容，虽经过努力，也可能没获得理想结果或甚至失败，特别是面上项目。如有这种情况，也请在报告中实事求是地反映出来，说明工作状况和发展态势，供国家自然科学基金委员会和专家参考。国家自然科学基金资助项目进展报告第 2 页报 告 正 文 撰 写 提 纲1. 年度计划要点和调整情况。简要说明是否按计划进行, 哪些研究内容根据国内外研究发展状况及项目进展情况做了必要的调整和变动，哪些研究内容未按计划进行，原因何在。2. 研究工作主要进展和阶段性成果。(本部
5、分是进展报告的重要部分,请认真撰写)。请分层次叙述所开展的研究工作、取得的进展或碰到的问题等，给出必要的数据、图表。根据实际情况提供国内外有关研究动态的对比分析及必要的参考文献。本部分亦包括国内外合作与学术交流、研究生培养情况等。3. 下一年度工作计划，包括国内外合作与交流计划。如要求对原研究内容和主要成员作重要调整，需明确要求调整的内容，并说明理由、必要性以及对项目实施的影响。 （注：为保证基金项目顺利进行，研究人员要求稳定，一般不作变更。如确需变更，须按基金项目管理办法规定的要求提出申请，经自然科学基金委归口管理部门核准后方可变更。 ）4. 当年经费使用情况与下一年度经费预算。给出必要的经
6、费使用情况的说明，逐项列出固定资产超过 5 万元的设备的名称、使用情况等有关说明。5. 存在的问题、建议及其他需要说明的情况。说明项目执行中的问题和建议。对部分探索性强的研究，有可能未获得理想结果或甚至失败，请如实地反映，说明原因、工作状况、发展态势和建议等，供基金委管理人员或同行专家参考。6. 附件：给出标注基金资助的已发表和已有录用通知的论文目录、其他成果清单和必要的证明材料复印件等。发表论文按常规文献引用方式列出。国家自然科学基金资助项目进展报告第 3 页国家自然科学基金资助项目进展报告第 4 页报 告 正 文1、年度计划要点和调整情况课题研究基本按照2006年年度计划进行。1）我们在理
7、论上修正了Salam提出的相变温度(250K)，在实验中加以证明。（比热和直流磁化率测定出第一相变温度为270K, 第二相变温度为 11K） 。并认为可能用于解释氨基酸的手性均一性。2）排除了Salam预言的在250K，D氨基酸晶体相变为L 晶体的可能性。3）由于超流相变不可能在250K发生, 我们重点做了液氦温度下（ 220K ）的D-/L-丙氨酸晶体的比热测定，结果发现D-/L-丙氨酸晶体在 11K左右存在玻色峰（en pairing） ，并且测出 D-/L-丙氨酸晶体在玻色峰的能量差别。与2005年 Caldas 和Mota提出的不对称费米子体系配对的理论值11.6K 一致。4）进行了D
8、-/L-丙氨酸晶体 2330K的直流磁化率测定，结果发现正, 反磁场（H= 1T）下, D-/L-丙氨酸晶体中的质子（N +H, -C-H）自旋相反的行为，并证明第一相变温度为270K,与差分绝热比热测定结果一致。(3) (4)两项是极其重大的发现。为了得到国际学术界的承认，我们必须进行更为严格细致的验证。调整情况: 重点研究D-/L-丙氨酸晶体的直流磁化率测定，及D-/L-丙氨酸偏振拉曼光谱特征峰(N +H)的测定。甘氨酸晶体的拉曼光谱特征峰(N +H 3145 cm1, NH3+ 490 cm1，CO 2 rock 503 cm1, CO2 bend 695cm1, CH2 bend 14
9、55 cm1 Bg, 1439 cm1Ag, CH2 twist 1324 cm1 , CH2 rock 922 cm1 , CH2 asy stretch 3007 cm1) 在温度90-400K的测定2、研究工作主要进展和阶段性成果2.1 研究工作（1）2006 年 1 月-2006 年 12 月，D-/L- 丙氨酸晶体、D-/L- 缬氨酸晶体、 / 甘氨酸晶体的三次重结晶的初步晶种。（2）2006 年 3 月-2006 年 6 月，测定 D-/L-丙氨酸晶体的偏振拉曼光谱（Jobin Yvon T6400） ；（3）20006 年 7 月-2006 年 12 月，测定、D-/L- 缬氨酸
10、晶体、 / 甘氨酸晶体的拉曼光谱（Renishaw Invia） ；重复验证 D-/L-丙氨酸晶体偏振拉曼光谱特征峰(N +H)的测定成果。（4）2006 年 7 月-2006 年 12 月，测定 D-/L-缬氨酸晶体的直流磁化率（MPMS-5 ） ，国家自然科学基金资助项目进展报告第 5 页重复验证 D-/L-丙氨酸直流磁化率测定成果， Meissner 效应, 及 D-/L-丙氨酸, D-/L-缬氨酸，甘氨酸电导（conductivity）测定2.2 主要进展和阶段性成果通过2005 年12月到2006年11月这一年来的努力，我们的科研工作已完成了原定指标,在国内、国际学术刊物上发表 2篇
11、科学论文，在国际、国内学术大会的报告论文1篇（请见附件） ，并取得了如下进展和成果：本人及课题组通过 15 年来对 Salam 相变假说的实验研究认为 :Salam 的贡献1. Salam 预言在氨基酸晶体中的氢原子以 N H 和 -CH 模式表现类碱金属原子特性。在宇宙进化阶段（cosmic stage） ，宇宙诞生 10-12 秒之后,电弱力相变为电磁力和弱力，温度为 250Gev，Z 0 粒子获得质量（ acquired mass） 。在高密度条件下（如中子星，密度大约与原子核中物质的密度相同 1014 g/cm3） ，有可能实现不对称超流相变(e-n pairing), 但他未推导出不
12、对称超流相变温度 。AsyCT2. Salam 运用 BCS 超导理论，用 GinzburgLandau 方程推导出 e-e pairing，即电子自旋和反电子自旋，使耦合常数 geff为正值(即吸引)时的超导临界温度 Tc 250K。3. 在 1991 年，Salam 就预言顶夸克的存在，并预言 。到 1995Gevm20年 Abacki 等人发现顶夸克 , 证实 。）（）（ sytsta194. 我们认为 Salam 是世界上第一个科学家 , 预言冷氢原子可能在氨基酸晶格中, 以 N H 或 -CH 模式, 实现 BCS 类超流相变渡越到玻色凝聚 (BCS superfluidity to
13、 BEC crossover), 但有待 Messiner 效应和电阻为零的证据。我们的贡献：1. Salam 在公式推导中，使用了 、 （ 1 4sin2） 、 geff、 等参数。我们对其公式作了修正，T C 值变化范围可以为 0.030K290K 。因此,必须用实验来证明 TC 的具体值。2.由于 Salam 预言在250K 可能引起类超导（e e ） 、类超流（en）的二级相变（可能包括 D 氨基酸L 氨基酸的转变） 。15 年来我们已进行了如下实验：国家自然科学基金资助项目进展报告第 6 页1）1995 年在中国科学技术大学杨宏顺、陈兆甲实验室, 用差分绝热量热计，变温比热测定方法证
14、明:在 270K，D 和 L丙氨酸存在二级相变。2005 年在中科院物理所用 PPMS220 再次证明 270K 的确存在二级相变。并在 2-20K 温区，又测到了“超流”相变的玻色峰， 为11K。AsyCT2）用变温 X 衍射（200K、250K、270K）测定 D 和 L丙氨酸（在日本 Rikagu RAXIS-RAPID imaging plate diffracmeter） 、D 和 L缬氨酸（在北大 Nonius Kappa CCD diffractomer，温度 173K、223K、270K 和 293K） ，均未排除构象变化。 3. D 和 L丙氨酸的中子衍射测定（60K、295
15、K）,在英国 ISIS Facility, CLRL Rufherfold Appleton 实验室, 由 Chick C. Wilson 进行。D丙氨酸（300K、260K、250K、240K）在法国（VIVALDI Neutron beam line，Institute Laue-Langevin, Grenoble）由 Dean Myles 测定。可惜 L丙氨酸在中子衍射实验过程中散裂，未得到实验数据, 只有 D丙氨酸中子衍射实验数据。4加强了对相关理论的研究。2.3 国外合作与学术交流（1）2006 年 9 月 1517 日参加了在北京航空航天大学举行的航空宇航科学与技术全国博士生学术
16、论坛。2.4 研究生培养（1）博士生龚于 2006 年 6 月顺利通过博士毕业论文答辩，2006 年 7 月进入清华大学生物科学与技术系做博士后。（2）已经培养了本科生闵玮、姚楠、刘轶男、李晨、白凡、张淼、梁智、张熙博、蒋洪玉、孙琳、陈渝、李宗升等人。（3）2005 级博士生沈新春正式进入实验室接受训练、指导。（4）与首都师范大学方炎教授课题组合作，共同培养、指导硕士生厉桂华、徐永芝。3、下一年度工作计划3.1 研究内容（1）2007 年 1 月2007 年 4 月，D/L/DL丙氨酸晶体、D/L/DL 缬氨酸国家自然科学基金资助项目进展报告第 7 页晶体、 / 甘氨酸晶体的三次重结晶；（2）
17、 20007 年 3 月2007 年 4 月，用 X 射线衍射确定 D/L/DL丙氨酸晶体、D/L/DL 缬氨酸晶体、 / 甘氨酸晶体的晶面，打磨并抛光；（3）2007 年 5 月2007 年 9 月，用拉曼光谱研究甘氨酸晶体，重点研究 N H 以及CH 2上的 ortho，para H 行为；（4）2007 年 6 月2007 年 10 月，重新研究 DL丙氨酸晶体、DL缬氨酸晶体和甘氨酸晶体的导电和比热（PPMS-220）行为；（5）20007 年 8 月2007 年 12 月，测定 D/L /DL丙氨酸晶体、D/L/DL 缬氨酸晶体、 / 甘氨酸晶体的拉曼光谱；（6）20007 年 9
18、月2007 年 12 月，测定 D/L /DL丙氨酸晶体、D/L/DL 缬氨酸晶体、 / 甘氨酸晶体的直流磁化率（ MPMS-7） ；3.2 合作与交流（1） 与首都师大方炎 教授合作，我方协助对方指导二名硕士生，对方免收我方拉曼光谱测试费用。（2）争取与巴西Universidade Federal de Sao Joao del Rey 大学的Heron Caldas和A. L. Mota教授合作理论研究。4、当年经费使用情况与下一年度经费预算本年拨款 85000.00 元，本年支出 9378.60 元，累计余额 123388.22 元。今年是本项目开展研究的第二年，进行了一些部分实验工作。
19、2006 年进行的电导、比热测试费用（150200 元/小时） 、直流磁化率实验（ 150 元/ 小时）和拉曼光谱实验（300 元/小时）等测试费尚未全部结算。2007 年度本研究项目的主要支出有：支付 2006 年测试费、采购氨基酸试剂（D-氨基酸价格昂贵） 、2007 实验测试费等。希望自然科学基金委仍按照原计划拨款。5、存在的问题、建议及其他需要说明的情况由于我们的课题研究需要高分辨拉曼光谱、PPMS-220和原子力显微镜等多种先国家自然科学基金资助项目进展报告第 8 页进物理测试仪器，而这些仪器的测试费用很贵。如T64000 拉曼光谱测试费（中科院物理所）每小时400元, 一次实验测定
20、48小时，就花了接近两万元，但实验需重复三次。PPMS测试比热、磁化率和电阻等实验的费用200元 /小时（物理所） ，通常进行低温、变温试验，每次都要超过20小时，测试费用每次都需500010000元，感到经费不足。而且使用外单位仪器常常要排很长时间的队，影响工作进度。6、附件6.1 已经发表的论文1、龚,王文清.DL- 丙氨酸晶体粉末的拉曼光谱研究, 光谱学和光谱分析 . 2006, 26(1):9093 (SCI收录)2、李宗升,龚 ,王文清等.D-丙氨酸单晶低温变温光学性质的研究, 光谱学和光谱分析 . ,2006,.26(2):244247 (SCI收录)3、Gong Y (龚), W
21、ang WQ (王文清). A Raman spectroscopic temperature study of -NH3+, -CO2-, C-H motion related to the hydrogen bonding dynamics of D-and L-alanine, Origins o fLife and Evolution of the Biosphere. 2006, 36 (3): 287-288,6.2 待发表的论文4、Wenqing Wang*, Yan Gong and Xinchun Shen. Experimental Tests of the Salam P
22、hase Transition Hypothesis in Amino Acid Crystals国家自然科学基金资助项目进展报告第 9 页项目负责人签字及部门审核意见表项目负责人承诺：我所承担的项目（编号： 20452002 名称： 生命分子手性起源） 进展报告内容实事求是，数据详实。我在下一步研究中将认真工作并及时报告重大情况变动等。项目负责人（签章）：日期：项目依托单位科研管理部门审查和对今后工作的意见：经办人（签章）： 单位公章： 日期： 科学处审核意见：1计划完成情况（在内打 ，例 ） 2.经费拨款情况（在内打）： 按原计划完成任务 按计划拨款 基本按原计划完成任务 暂缓拨款 未完成原计划任务 中止拨款3. 其它意见：负责人（签章）：日期：科学部核准意见（对重点、重大、国家杰出青年科学基金等及拨款情况发生变化的项目）：负责人（签章）：日期：
