微分子簇水简介.doc

微 分 子 簇 水简 介发明人：Lee H. Lorenzen申请号：984,777提交日：1997-12-4专利号：6,033,678 （美国国家专利局批准号）批准专利日：2000-3-7相关申请：本发明为1994 年美国专利申请208，799号（其已于1998年3月9日授权，专利号为：5，711，357）的继续申请。摘要：从原料水（starting water）生产分子簇水。首先，将原水煮沸以产生蒸汽。然后，使这种蒸汽通过一个磁场，并使之在0oC以上及远红外至紫外的光谱范围内冷凝，从而产生冷凝的蒸汽。向其中加入至少一种硅酸盐稳定剂和一种食物补充剂模板。所述食物补充剂模板的浓度为1或更少。将上述冷凝的蒸汽置于1个大气压以上的压力下；随后降压，产生分子簇水。这种分子簇水能产生不到115赫兹的17ONMR共振信号，导电率至少3.7s/cm，表面张力不到61达因/cm。权 利 要 求 书1一种分子簇水，其由原料水经以下几步连续步骤产生：(a) 使上述原料水沸腾以产生蒸汽；(b) 使上述蒸汽横向穿过一个磁场；（c）在0OC以上、波长范围为远红外至紫外的光照下使上述蒸汽冷凝以产生冷凝的蒸汽；（d1）向上述冷凝蒸汽中加入至少一种稳定剂，其中该稳定剂包含一种硅酸盐；（d2）向上述冷凝过的蒸汽中加入一种食品添加模板，该模板的浓度为1% 或更少；其中步骤 （d1）和（d2）的顺序可替换；（e）使冷凝过的蒸汽暴露于1个以上的大气压下；（f）使上述冷凝过的蒸汽减压，从而产生所述分子簇水，其中所述分子簇水产生不到115赫兹的17O NMR共振信号，其导电率至少3.7s/cm，其表面张力不到61达因/cm。1. 权利要求1的分子簇水，其中产生该分子簇水的方法还包括在减压步骤之前振荡该分子簇水。2. 权利要求1的分子簇水，其中产生该分子簇水的方法还包括稀释该分子簇水。3. 权利要求1的分子簇水，其中将该分子簇水稀释103-1020倍。4. 权利要求1的分子簇水，其中所述原料水为三蒸水。5. 权利要求1的分子簇水，其中所述磁场由具有磁性的物质产生。6. 权利要求6的分子簇水，其中所述物质包含磁铁矿或氧化铁。7. 权利要求1的分子簇水，其中产生该分子簇水的方法还包括将所述水暴露一波长约610nm-1mm范围内的光下。8. 权利要求8的分子簇水，其中所述光为单色光。9. 权利要求9的分子簇水，其中所述单色光波可能为640nm。10. 权利要求1的分子簇水，其中所述冷却液为水。11. 权利要求1的分子簇水，其中所述硅酸盐为硅酸钠或硅酸锂。12. 权利要求1的分子簇水，其中所加稳定剂的浓度在0.1-4ppm的范围内。13. 权利要求1的分子簇水，其中所加入的营养添加剂的浓度为0.1% 或更少。14. 权利要求1的分子簇水，其中所述光由氦-氩激光器产生。15. 权利要求1的分子簇水，其中所述共振信号介于25-70Hz之间。16. 权利要求1的分子簇水，其中所述共振信号介于60-70Hz之间。18权利要求1的分子簇水，其中所述营养添加剂为维生素。19权利要求1的分子簇水，其中所述营养添加剂为植物提取物。20. 权利要求1的分子簇水，其中所述食品添加模板选自维生素、矿物质、酶、酵母、芦荟、辅酶Q、蜜蜂胶、-胡萝卜素等。分 子 簇 水发明领域：本发明主要涉及分子簇水。更具体涉及分子簇水的合成和处理，由此产生在各种环境下具有各种不同有用特性的水。发明背景：众所周知水由单个水分子相互以氢键连接而成。对水的统计力学分析发现，液态水可以看作以氢键相连的分子簇（cluster）和未成键分子的混合物。（见Considini，D.M.，主编，化学百科全书Encyclopedia of Chemistry，Van Nostrand Reinhold Co.，纽约，1984）。此后显示，水有五种：未成键的水分子、分子簇内以4个氢键相连接的水分子；以1，2，或3个氢键与该分子簇连接的表面水分子。即，在正常情况下，水分子只能暂时自然成簇，而且该分子簇的大小无法预计。在本文中，通过处理使微水分子簇更加有序和稳定的水称为“微分子簇”水。例如，当氯化钠溶于水时，水分子围绕钠离子和氯离子形成水合离子。所产生的水分子的几何形状不同于前面提到的以氢键连接的水分子簇。这些水分子在结构上变得更加有序和规则。向分子簇水中加入氯化钠可产生同样的结果。因此，可以称氯化钠是这种变化的“模板”。本文中，“模板”指与分子簇水一起使用，以便在分子簇水中产生符合特定需要的分子结构的任何物质。 分子簇化学研究大都集中于金属的离子化和小金属簇族的形成，其中小金属簇族的形成可导致化学特性的显著改变。(Weiller, B. H., Bechtold, P. S., Parko, E. K., et al., The Reactions of Iron Clusters with Water. Journal of Chemical Physics, Vol. 91, Note. 8:4714-27; Oct. 15, 1989; and Yang, X. L., Castleman, A. W., Large Protonated Water Clusters, Journal of The American Chemical Society, Vol. III, Note 17:6845-46 ; Aug. 16, 1989).但现有分子簇技术还涉及各种溶质的相互作用，这些溶质包括蛋白质、核酸和细胞物质。发明简述：本发明提供一种由液态原料（优选为水）制备分子簇液体的方法，该方法包括使液态原料沸腾以产生原料蒸汽，使这种原料蒸汽横向通过一个磁场，然后曝光，最后冷凝该原料蒸汽，产生分子簇水，并加入至少一种稳定剂。优选至少加入一种模板，且将这种分子簇水置于超过1个大气压的压力环境下。在一个优选的实施方案中，使所述分子簇水振荡、减压、并用水稀释103-1020倍。优选用具有磁性的物质，如磁铁矿或氧化铁产生磁场，而所用光线为波长610nm-1mm的单色光。稳定剂优选包含硅酸盐化合物如硅酸钠或硅酸锂，且浓度为0.1ppm-4ppm。优选模板的浓度为1.0或更小，更优选0.1。本发明还提供用上述方法产生的分子簇水。本发明还提供一种在生物活体内治疗异常状态的药物的生产方法，该方法包括用上述方法产生分子簇水，其中所用模板具有治疗上述异常状态的活性。所得的模板化分子簇水可应用于生物活体。本发明还提供由纯水生产分子簇水的装置，该装置包括一个用于煮沸纯水以产生蒸汽的能源，一个供上述蒸汽通过的蒸馏柱，一个在蒸汽通过上述蒸馏柱时在柱内产生磁场的磁场源，一个使通过蒸馏柱的蒸汽冷凝柱，一个给冷凝柱内的蒸汽提供光能的光源。优选该仪器还包括一个能给冷凝柱中流出的冷凝液体加压的耐压容器，其中所述磁场源包含具有磁性的物质如磁铁矿或氧化铁。优选将这些物质装入冷凝柱内一个玻璃管中。优选光源包括一个单色光源如氦-氩激光器，还包括一个绕在冷凝柱外的冷却盘管。本发明还提供能稳定产生不到115赫兹（优选25-70Hz，更优选60-70Hz）的17ONMR共振信号的分子簇水。优选使所述水模板化，且其导电率至少3.7s/cm，表面张力不到61达因/cm。本发明还提供：其生产方法包括用上述方法产生下列具有医疗和保健的分子簇水，其中所用模板含有芦荟以及维生素E，可促进烧伤痊愈的药物；其中所用模板含有一种鸦片肽，这是缓解疼痛的药物；其中所用模板含有铬离子，它可减少成年型糖尿病患者对胰岛素的需求；其中所用模板含有酵母培养物或抗病毒药物，它可治疗病毒感染，它们是有利于生物活体的生长的药物；其中所用模板含有酵母培养物，和一种化学催化剂，包括用上述方法产生分子簇水；其中所用模板含有一种无机催化剂或酶。 本发明还提供一种合成分子簇水的方法，该分子簇水由包含3-15个分子的环以及它们的络合物组成。将这种溶液在回流室内蒸馏并在电离室内冷凝，使产物与一种模板混合，在特定温度、气体环境、以及压力下进行处理。这种分子簇水可作为医疗、制药、农业上的载体溶液使用，也可作为促进化学反应的载体溶液使用。附图简述：（不公开）图1是分子簇合成仪的前位视图。图2是部分透视、前立视图，显示本发明一个优选实施方案中的压力处理柱。发明详述本人发现，将各种物质如大分子物质或细胞物质与分子簇水混合，用适当稳定剂处理后，可导致水分子结构的持久改变（如下）。特定的大分子物质或细胞物质可作为模板行使，导致分子簇水发生特定改变的能力。所用的模板不同对水产生的影响不同。但通常使分子簇水变为可在医疗，农业及其它工业领域应用。参见图1。图上标记10表示本发明一个实施方案中的分子簇合成装置。该实施方案将原料水放入普通容器2内，使用适当的加热源1使水沸腾。原料水可以是自来水，蒸馏水，或双蒸水，但优选三蒸水。水的纯度越低，产生的分子簇越不稳定。 加热源可以是各种常规加热源，如导电线圈。容器2与蒸馏柱3相连，但可拆卸。有一个沿蒸馏柱3纵向伸展长度不及的二级柱4。这个二级柱4两端均为锥形并封闭，内含产生磁场的物质。优选这种物质为磁铁矿和氧化铁的混合物。此外，二级柱4的直径足以使蒸馏柱3中的蒸汽不受限制地通过。因此，在这一优选实施方案中，蒸馏柱3内径为2.5cm，二级柱4外径为1.75cm。二级柱4是由非常薄的玻璃（如普通毛细管玻璃）形成的直壁柱体，或为盘旋壁以增加柱4的表面积。这个二级柱4用玻璃固定物如玻璃接头20悬挂在柱3的内侧，从而使水蒸汽的流动不受明显影响。 蒸馏柱4与桥30连接，此处的桥30用于使蒸汽转移至蒸馏柱5（见下文）。在这个优选实施方案中，桥30为玻璃弧形管，它可与蒸馏柱4封闭式连接。桥30与冷凝柱5相连的末端为锥形，它的小出口40使蒸汽流向光源6（见下文）。在这个优选实施方案中，玻璃容器2、玻璃柱3和玻璃柱5可以是普通玻璃蒸馏装置如“Pyrex”牌的。而玻璃管4是非常薄的玻璃，如普通毛细管所用。冷凝柱5为一个冷凝室，其中的冷凝水暴露于光源6之下，该光源6优选为单色光源。在实施方案中，光源6为荧光管，优选其激发波长在远红外至紫外的范围内，更优选远红外至红光。因此，更优选的波长范围为610nm-1mm。对大多数应用而言，最优选波长为640nm。光源可以是内含惰性气体的管，它的能量足以发射优选波长范围内的光。或者，光源可以是一个激光器，如能发射较宽波长范围的单色光的氦-氩激光器。使用激光器作为光源时，优选该激光器的形状可以使发射的单色光平行冷凝柱5并穿过整个柱长。冷凝柱5外绕冷却套7，此套中有冷却液体连续流过，从而使通过冷凝柱5的蒸汽冷凝。冷却液体优选为水，更优选为高度纯化的水如三蒸水。蒸汽通过冷凝柱5后凝结的水为分子簇水。收集这种分子簇水，装在可拆式容器8中。收集了所有冷凝产物后，将其转移至如图2所示压力柱9。现参见图2，柱9为一个带有可拆除的梭状盖的耐压容器。将容器8的产物置于有玻璃内衬的小室内，并将梭状盖50盖紧。在一个优选实施方案中，上述盖50在盖紧的同时也被旋进小室12顶部的梭内。为了稳定已形成簇的水，向小室12内的冷凝产物中加入稳定剂如盐离子复合物。优选的稳定剂包括锂、钠、钾、该、镁、锌、镍、铬、铁、钴、铜、镓、锗、钼、铌、银和金的硅酸盐。最优选硅酸钠或硅酸锂。必要时，可使用其它化合物如缩醛磷脂以进一步稳定分子簇。还向小室12内的冷凝产物中添加一种模板基质，其将在下文详述。小室12中加入分子簇水、稳定剂和模板基质后，将其关闭，从底部放气阀11向内注入压缩气体并渗入小室12的内含物中。当气体由小室12底部注入时，上部排气阀11a关闭。柱体9上附有压力指示器可读取压力。连续向小室12内注入气体直至达到适当压力。可单独使用或联合使用，给小室造成压力的气体贝克空气、氧气、氦气、氮气、二氧化碳、或惰性气体。释放气体前，将主体9旋转90O至水平位置，在控温环境下于摇床上使水-模板-稳定剂-气体混合物振荡。振荡时间应足以保证模板的再生和合成。在一个优选实施方案中，这一振荡过程持续10分钟至24小时。为了优化振荡时间，可取出样品并使用诸如分析指定活性的体外试验分析其活性。完成振荡步骤后，将柱体9转回垂置位置，气体通过上部排气阀11a缓慢释放。可使用适当防腐剂如醇类保存这种以经过振荡的混合物。可根据产物的最终用途，使用容器8内未经处理的分子簇纯水和/或三蒸水稀释这种已经过振荡的混合物，从而优化生物学/化学效力。现在概述可形成模板化分子簇水产物的方法。将自来水或蒸馏水等水（优选三蒸水）倒入容器2。如上述，原料水纯度越高分子簇相互聚集的能力越强。为容器2提供了一个传统的火焰型热源或电热源，用于煮沸其中的水使之蒸发为蒸汽。蒸汽一但进入蒸馏柱3，就暴露在二级柱4内所含物质形成的磁场中。在一个优选实施方案中，由二级柱4内磁铁矿和氧化物质所产生的磁场的强度随温度的升高而增强。蒸汽穿过桥30，在冷却水包绕的冷凝柱5中冷凝。出口40将蒸汽导入该冷凝柱内的光源6。水在冷凝的同时暴露在该光源的光照之下。冷却溶液可以是水，它可冷却到接近0oC，优选2oC。经此过程获得的分子簇水收集在容器8中。这种分子簇水随后被转移至加压室9中的小室12内。向上述分子簇水中加入至少一种稳定剂。该稳定剂浓度为0.1-4ppm。更优选3-4ppm。还向小室12中混合物内加入一种模板。如上述，模板物质可以是无机的或有机的。事实上，模板物质可以是任何溶质，包括细胞或细胞物质。所加模板的浓度为分子量、水溶性、以及所要获得的结果的函数。但通常所加模板的浓度为1或更小。加细胞性模板时，我们发现模板浓度最好小于0.5，而大多数其它模板的浓度优选小于0.1。加入模板和稳定剂后，将混合物加压至1个大气压以上。此时模板具有医用活性，所得分子簇水可以按治疗剂量给生物活体（如小生物，人类以及动物）使用，用于治疗特定异常状态。例如，模板为芦荟和维生素E时，经过上述处理的水可用于治疗烧伤。模板为鸦片肽时，经过上述处理的水可用于治疗疼痛。被病毒感染的个体可用酵母培养物（如来自苏维埃格鲁吉亚高加索山脉的酵母细胞）或抗病毒制剂所处理的水治疗。模板为铬离子时，经过上述处理的水可减少成人型糖尿病患者对胰岛素的需求。其它治疗性模板物质包括，但不限于，辅酶Q、维生素C、维生素E、蜜蜂胶和-胡萝卜素。由上述实施例清晰可见，模板可以是多种多样，并可根据具体患者的需要作适当调整以使治疗最优化。治疗生物活体是时可以应用的方法包括，但不限于，局部用药，非胃肠道用药和口服用药。同样，模板为煤焦油时，用这种模板处理过的水可作为汽油添加剂使用，从而减少烃类排放。通常，用原料水（优选三蒸水）将上述处理水稀释。常将分子簇水稀释103-1020倍。如此稀释的原因是一般所得到的分子簇水浓度太高，不适于应用。有时，对同样的模板化分子簇水而言，较高浓度可能有害或比低浓度效力下降。故，为了确定适用于治疗的最佳稀释度，可使用磁共振分析。磁共振分析仪(MRA)可测量类似于常规皮肤电感应的感应现象；但MRA更灵敏。MRA可检测机体发出的以极高频皮肤电感应来计算的波形式。MRA的例子有美国加州Thousand Oaks的磁共振诊断有限公司生产的磁共振仪。为了确定用于治疗的模板化分子簇水的理想稀释系数，首先进行系列稀释，如10倍(10)系列稀释。如上述，对大多数用于治疗的模板而言，最佳稀释度在103-1020的范围内。通常的正常输出为约100千兆赫（GHz）。在手部皮肤上施用生物活性溶液后，通常2秒钟内便可测量到这种感应的一个变化。具有有益作用的生物活性溶液可使阻抗降低，而具有负面作用的生物活性溶液使阻抗增加。例如，将乳糖溶液加在不能耐受乳糖的实验对象的手上，在2秒钟内即使该实验对象没有任何不适感也能测量到阻抗的增加。故，为了测试针对用于治疗的模板化分子簇水的感应，首先使患者身体的一部分（如手）接触MRA，并测定高频皮肤电感应。用于测试的模板化分子簇水用适于治疗的物质模板化，然后对患者进行测试，方法是将不同的系列稀释加在患者手部皮肤上（每次一个系列稀释），并在MRA上测量阻抗。使阻抗降至最低的溶液的稀释系数为优选的稀释系数。已知模板化的分子簇在极度稀释的浓度下仍具有显著的生物学活性和化学活性。该模板使分子簇水的分子结构重新排列，所得的水可提供有利的共振频率。产物的共振频率可根据所使用的模板物质来预测。经过模板处理的水样品可通过常规的核磁共振（NMR）分析来检测。我已发现，17O NMR可很好地指示水的分子簇形式。通过使用17O NMR，用模板处理的终产物的共振频率为25-140赫兹（Hz）和更高。但通常这些产物的共振频率为45-75Hz。这些频率显著区别于原料水所测得的共振频率。通常测得自来水的共振频率为140Hz，蒸馏水的为130Hz，三蒸水的为115Hz。即使不经模板处理，本发明的分子簇水的共振频率也显著低于高度纯化的三蒸原料水。能稳定产生低至25Hz的共振频率的分子簇水可用本文所述方法制备。用于治疗生物活体时，优选共振频率在25-70Hz的分子簇水，更优选为60-70Hz。 可进一步验证模板化分子簇水是否具有有序排列的分子簇结构，方式是取样进行常规X-线衍射指纹图分析。通过其它检验还可显示分子簇水的导电性和表面张力的变化。因此，我在20oC5oC和恒定湿度的洁净室内环境中，用本领域技术人员已知的技术，经激光折射同，对各种模板化分子簇水的这些参数进行了物理测量。结果见表1. 表1：模板化分子簇水对纯水的导电性和表面张力模板PH导电性（S/cm）表面张力（达因/cm）纯水7.02.8370.0肉碱9.25.1650.1锌8.75.1452.0CIO28.06.2158.5垂体6.85.7346.8抗坏血酸6.55.4348.5Kmtm7.25.4555.0髂骨6.64.8548.3维生素B126.65.8260.3phycotene6.55.5351.5EDTA7.14.6651.6氧7.03.7454.4amica6.86.2957.5肌浆球蛋白6.57.4952.7果胶6.64.3250.2酵母培养7.66.2853.7由表1可见，所有模板化水的导电性和表面张力均显著高于纯水的。Herbert Frohlich博士在“活性生物系统中的粘连刺激”，Springer-Verlag：Berlin, FRG（1985）一书中预测，活细胞可将化学能转化为高频电谐振荡，这可用拉曼（Raman）激光光谱分析证实。据认为由细胞借代谢能产生的协同双极振荡是共振，尤其能产生电荷波动的振荡式化学反应的主要成因。HAPohl在“双向电泳：物质在非单一电场中的行为”，剑桥大学出版社（1978）一书中假定，在反应过程的离子阶段，如果阳离子向外运动的速度不能准确与阴离子同步，就会产生电荷。据认为电荷可沿有丝分裂纺锤体、内质网（ER）壁、线粒体嵴的片层、叶绿体的基粒、细胞器内部界面的离子双层而传导。Drost-Hansen，W.和J.S.Clegg在“细胞相关性水”，学院出版社，纽约（1979）一书中推理，微梁格（MTL）中肌动蛋白聚合的能量可能是共振能量的关键。 分子簇水和模板复合物在促进细胞化学反应和刺激细胞能量的共振转移方面具有独特的潜力。因此认为本文所述方法应用于活体系统时几乎没有限制，故在以下工业应用中均可使用这些方法：用具有药理活性的模板制备的医/药产品；用具有皮肤保护活性的表面制备的化妆品/皮肤护理品；用具有肥料、杀虫剂、除草剂或驱虫剂效应的模板制备的农用产品；用无机催化剂、酶、或其它有机催化剂作为模板制备的无机/有机化学催化剂。因此，本发明的方法应用广泛。我认为，本文所述的分子簇水技术实质上可应用任何模板，以便将该模板的特点赋予由此产生的分子簇水。因此，通过选择正确的模板，可获得能在制药、农业、生物学、或化学领域的几乎任何应用中使用的分子簇水。我认为本发明的大多数实施方案产生3-15个分子的分子簇和它们的模板复合物溶液。我认为由5-7个分子组成的分子簇更有效。更大的分子簇生物医学效应较低。我认为本文所述方法可在除水以外的任何极性溶液中使用。因此，可制备极性分子簇溶剂，如短链醇类。本领域技术人员可作某些修改。上述内容仅为举例，并非限制。本发明的要旨和范畴仅由所附权利要求书限定。有关参考文献Chemical Abstracts, vol. 84. 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