中文摘要：

生命体仅由L-型氨基酸和D-型核酸组成，几乎不含D-型氨基酸和L-型核酸。这种现象叫生命分子对称性破缺。理论物理学家萨拉姆预言，氨基酸分子可能通过发生某种相变而导致生物手性现象。我们前期通过研究萨拉姆相变假说，发现D-/L-丙氨酸晶体相变确实存在，而且在相变点D-和L-丙氨酸存在相变差别。理论研究方面，我们发现的氢键不对称双阱模型理论应该是解释氨基酸分子这一对称性破缺的突破口。本项目计划通过利用偏振拉曼光谱、X-射线晶体衍射、低温差分比热、量子直流磁化率等手段，对于D-/ L-丙氨酸、D-/L-缬氨酸、D-/L-丝氨酸、D-/L-天冬氨酸四对晶体系统研究，排除偶然性。重点研究晶体中不对称氢键与晶体相变差异的关系。在理论研究方面，我们试图利用氨基酸晶体分子中氢键不对称双阱模型结合修正后的萨拉姆相变假说，探索解决生物分子进化过程中，D-/L-氨基酸如何从对称性破缺到均一选择L型氨基酸的机理。

结论摘要：

地球上的生命体蛋白质中20种氨基酸，除甘氨酸没有手性外，其他19种全都是L型；而构成RNA、DNA中的核糖全都是D型，这种现象叫做生命现象的手性对称破缺。对于生命对L型的选择，其中原因至今仍是一个谜。1991年A.Salam预言D型氨基酸可以向L型氨基酸进行转变，而此预言已经被大多数研究者证明此现象不可能发生。本研究采用X衍射、直流磁化率、比热、旋光、拉曼光谱、核磁共振、高斯计算等多种方法对D-/L-缬氨酸在分子水平上进行了大量的对比性研究。首次发现（1）D-/L-缬氨酸单晶中确实存在着二级相变，比热数据显示D-/L-缬氨酸之间的热焓差为6.7385(J/mol)，在270K附近出现相变峰；（2）偏振拉曼光谱测试数据显示在270K左右，氨基酸中氨基的剪切振动发生相反趋势的位移；（3）核磁共振数据更加深入的证明了在氨基酸分子中α-H原子核对分子自旋弛豫时间影响较大，在量子物理角度证明了氨基酸相变的发生与原子核中粒子的自旋性质有直接关系；（4）提出了氨基酸单晶中二级相变的根本原因很有可能是由于类超流相变；（5）直流磁化率实验发现氨基酸单晶在特定的条件下具有顺磁性；（6）利用高斯计算软件对实验进行了理论性验证。我们试图利用量子物理的知识对实验数据进行理论性的分析，分别得到晶体中氢键在二级相变中重要作用、否定了D型氨基酸断键转变成L型氨基酸的可能、两个手性中心、两个相变区间、自旋-轨道分离理论及电子自旋翻转在氨基酸晶体中的不对称相变等。为手性宇称破缺及手性放大机制理论的研究提供大量的理论依据。