国家自然科学基金进展报告

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：[phone]电子邮件：[e-mail]依托单位：北京大学联系人：马信电话：[phone]资助金额：25.0000(万元)累计拨款：14.8750(万元)执行年限：2005.01-2007.12610390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）,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,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（2～20K）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（enpairing），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-/L-丙氨酸晶体2～330K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+H3145cm1,NH3+490cm1，CO2rock503cm1,CO2bend695cm1,CH2bend1455cm1Bg,1439cm1Ag,CH2twist1324cm1,CH2rock922cm1,CH2asystretch3007cm1)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（JobinYvonT6400）；（3）20006年7月-2006年12月，测定、D-/L-缬氨酸晶体、－/－甘氨酸晶体的拉曼光谱（RenishawInvia）；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4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α-CH模式表现类碱金属原子特性。在宇宙进化阶段（cosmicstage），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，Z0粒子获得质量（acquiredmass）。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1014g/cm3），有可能实现不对称超流相变(e-npairing),但他未推导出不对称超流相变温度AsyCT。2.Salam运用BCS超导理论，用Ginzburg－Landau方程推导出e-epairing，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Gevm200。到1995年Abacki等人发现顶夸克,证实Gevm）（）（＝syststat22199。4.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α-CH模式,实现BCS类超流相变渡越到玻色凝聚(BCSsuperfluiditytoBECcrossover),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、（1－4sin2θ）、geff、σ等参数。我们对其公式作了修正，TC值变化范围可以为0.030K～290K。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（e－n）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5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PPMS－220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，AsyCT为～11K。2）用变温X衍射（200K、250K、270K）测定D和L－丙氨酸（在日本RikaguRAXIS-RAPIDimagingplatediffracmeter）、D和L－缬氨酸（在北大NoniusKappaCCDdiffractomer，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、295K）,在英国ISISFacility,CLRLRufherfoldAppleton实验室,由ChickC.Wilson进行。D－丙氨酸（300K、260K、250K、240K）在法国（VIVALDINeutronbeamline，InstituteLaue-Langevin,Grenoble）由DeanMyles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15～17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－缬氨酸晶体、－/－甘氨酸晶体的三次重结晶；国家自然科学基金资助项目进展报告第6页（2）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－CH2－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UniversidadeFederaldeSa˜oJoa˜odelRey大学的HeronCaldas和A.L.Mota教授合作理