科學實際地認識駿豐頻譜水

【作者簡介】 吳元德中國醫學科學院基礎醫學研究所研究員,北京協和醫學院基礎學院教授、博士生導師;原為其生物物理與結構生物學系主任,所學術委員會、學位委員會委員;曾任中國生物物理學會常務理事,自由基生物學、醫學專業委員會委員、副主任;國家自然科學基金委員會生物物理與生物醫學工程學科專家評審組成員,副組長、組長。吳教授主要從事自由基生物學、醫學,化學致癌作用及機理,腫瘤細胞生物膜特性研究等。曾獲得醫學科學院科技進步二等獎,國家教育委員會(現教育部)科技進步三等獎。此外,教授協和醫學大學八年本科生分子生物物理課程,對其中重要內容之一:水的微觀結構和生物學功能的科學含義及研究進展比較熟悉和瞭解。 劉亞寧中國人民解放軍空軍總醫院中心實驗室主任、主任醫師,北京郵電大學生物醫學工程中心教授。曾任中國生物物理學會常務理事,光生物學專業委員會主任;中國電子學會電磁相容分會生物電磁學專業委員會副主任。劉教授在研究生期間,師從中國老一輩著名生物物理科學家林克椿教授,進行水的微觀結構與生物功能方面的研究。工作後主要進行電磁輻射生物學效應技術及學科基礎方面的研究。研製的超微弱發光測定技術及儀器曾獲得國家科技發明三等獎,中國人民解放軍內科技進步二等獎。曾主編電磁輻射生物學專著。“駿豐頻譜水是普通水經過駿豐頻譜公司研製生產的高科技產品——駿豐頻譜水治療保健儀產生特定的電磁振盪頻譜處理後,改變了水的物理化學特性,被調製成更適合人體吸收、利用,有利於治療疾病,促進人體健康的優化水。”要科學地分析、認識駿豐頻譜水,首先必須對水有一個科學的認識。 
 

一、水的科學認知

水是一種無色、無味、無定形流動的液體,盡人皆知。但要科學地深化對水的認知就不那麼簡單及廣為人知了。水是地球上存在最普遍的物質,但它是生命系統中必須的物質,沒有水就沒有生命。水有許多獨特的宏觀化學及物理性質。例如:與同是元素週期表第六族的氫化物比較,隨著分子量的減小,碲化氫(H 2Te)、硒化氫(H 2Se)和硫化氫(H 2S)的沸點和熔點順序降低,在常溫下它們都是氣體。但分子量更小的水(H2O)的沸點、熔點卻明顯增高;而與氧的其它化合物(如CO2、SO 2等)相比較,水是偶極子(O-H鍵之間夾角105°,偶極矩 1.84德拜),這是水分子之間相互作用力(引力)的來源,即:偶極-偶極相互作用。這也是水的比熱值最大,對於生命體系溫度穩定的貢獻最大的原因。水有較大的表面張力和有一定的粘度、密度;水可以溶解許多化合物;不溶于水的一些化合物(疏水物質)也可以在水中存在等等。這些都表明水分子間有很強的相互作用力,目前已經知道這種作用力的基礎是水。 

有豐富的“氫鍵”存在。已知水(H 2O)中氧原子形成水分子時採取 SP 3的雜化軌道,其中兩個 SP 3軌道與H的1S組成σ鍵,另外兩個 SP 3軌道為兩對孤對電子佔據(圖 1)。整個分子的電子雲分佈呈一四面體,所以一個水分子可以形成四個氫鍵,可以分別與另外四個水分子結合。 

溫度在0℃時,液態水凝結成固態的冰,冰是一種具有四面體的晶體,相鄰水分子間均以氫鍵形成空間結構關係。隨著溫度升高,氫鍵開始斷裂,水由冰變成流動的液體。近代水分子的四面體結構圖示水微晶中的中心水分子與每一個 SP 3軌道形成一個氫鍵盤最近的四個水分子的空間關係冰或結晶水中分子的空間結構模式圖 3冰或結晶水中分子的空間結構模式物理技術 X射線衍射分析發現,水結構在 15℃時存在 0.27和 0.45納米的衍射峰,計算出僅有 15%的氫鍵斷裂,說明流動的液態 。 

水中乃廣泛存在著由氫鍵組成的四面體結構,學術上稱之謂“微晶”。而水中這種四面體排列範圍沒有冰中的廣泛、均勻和規則,並且氫鍵的結合和斷裂比冰迅速(壽命為 11 -11秒)。這種整體結構的靈活、可變使水有相對較低的粘度和容易流動。另外,水的高介電係數也能說明水是由氫鍵結合的多聚分子(分子團)組成的。許多因素可以影響水的氫鍵、結合和斷裂,改變水的微觀結構。首先是熱,溫度升高,水分子無規則熱運動增加,遠端氫鍵斷裂,在 83℃時 X射線衍射水結構,其 0.45納米的衍射峰消失,水分子團變小。水分子游離的正、負電荷極性區增加,增加了水對某些化合物的溶解度。其他許多因素如特定的電磁振盪、超聲等物理因素以及化學因素如鹽的正、負離子,非極性的疏水物質,均可對水的氫鍵有不同的影響而改變水分子團,形成不同的結構模式。如鹽溶于水中,提出的結構模式是水分子分成三層,分別稱為:初級水區、無結構水區和體積水區,每一區微觀水結構是不同的。又如:非極性疏水物質存在水中所致水的結構模式如表示。 

水分子以氫健作用形成一個五角形十二面體的籠形結構,而籠形結構的水分子團又可聚集成為大分子團,如表示。在體內存在的各種小分子及與生命活動相關的大分子周圍的水分子也都有特定的結構模式。並且與生物學功能緊密相關。早在三十年前,通過核磁共振波譜技術研究發現腫瘤組織中水的弛豫時間明顯超過正常組織,並且隨著腫瘤的發展過程。 

惡性程度的增高而增加,被認為是細胞內蛋白質分子的極性區陽離子水化作用模型圖 5 水分子形成五角形十二面體,成籠狀結構包圍著一直徑為 0.5nm的空腔,內含疏水分子許多籠狀結構的水分子團聚集成大分子團周圍被吸附的水分子微觀結構模式的有序性減小。但由於科學。
 

技術發展的限制,有關生物組織中微觀結構水的變化與生物學功能的關係,以及水或內含物所引起的水的微觀結構變化與生物學功能的關係還未獲得驚人的進展。這正是現代科學發展所迫切需要注意及研究的問題,駿豐頻譜水的出現,可能為此作出新的貢獻。

二、駿豐頻譜水的物理化學特性變化 

駿豐頻譜水治療保健儀產生特定的電磁振盪頻譜,其能量主要是影響普通水的氫鍵,改變水或內含物周圍水的微觀結構。其中微觀結構分子團變小這一點,北京大學分析測試中心對比測定了普通水和頻譜水的核磁共振譜線,證實前者的半峰寬為113赫茲(HZ),後者變為 63赫茲(HZ)。核磁共振譜線線寬變窄,說明分子的有序度降低,有規則的分子團變小。可能是基於這種改變,頻譜水改變了普通水的許多物理化學性質。具體實驗測定的結果表現為: 

1、根據中國計量科學研究院測定的“駿豐頻譜水與自來水、血漿電導率頻譜測定報告”,結果表明: a、駿豐頻譜水的電導率隨頻率的升高而增大,在 200-300HZ範圍內變化明顯,在 300-1000HZ範圍內變化緩慢。b、駿豐頻譜水與自來水的電導率頻譜明顯差異,駿豐頻譜水的電導率明顯高於處理前的自來水。c、與自來水比較,駿豐頻譜水的電導率頻譜曲線更接近血漿的電導率頻譜曲線。 
2、中國廣州分析測試中心測試報告,駿豐頻譜水與對照自來水的紅外吸收光譜,紅外透射光譜,紫外吸收光譜均有差異;北京大學化學與分子工程學院測定這兩種水的拉曼光譜峰值和強度亦均有差別,說明水分子的結構和分子鍵運動發生了改變。 
3、廣州暨南大學化學系測定駿豐頻譜水的酸鹼度發現,由對照未處理的自來水的 pH6.387改變為 pH7.288,說明發生了堿移。 
4、暨南大學化學系進行駿豐頻譜水與對照未處理自來水溶解碳酸鈣(CaCO 3,大理石)溶解量比較實驗表明,由對照水的每百克CaCO 3溶解量 0.0702克增高至 0.0938克,提高率為40.8%。 
5、根據國家城市供水水質監測網北京監測站的實驗報告,駿豐頻譜水的溶解氧含量為 8.35mg/L,而對照水溶解氧含量為7.93 mg/L,前者增高含氧量5%。 
6、國家城市供水水質監測網北京監測站檢測報告,在水中人為加入氯仿,頻譜水由未處理前的 109μg/L下降至74μg/L,清除率為 32%。另外實驗測定表明駿豐頻譜水治療保健儀對必需用氯氣進行自來水消毒殺菌但產生遺留的有害物質氯仿有一定的清除效果,處理後的自來水氯仿含量降至 1.7μg/L以下,遠低於國家規定的不超過 60μg/L的要求。正是由於以上種種駿豐頻譜水的物理化學性質改變,水由普通水變成為具有一定輔助防治疾病,促進人體健康的優化水。

三、駿豐頻譜水有益健康,輔助防治疾病的原理分析及相關生物學實驗 

人體是由大約 100億個各類細胞組成的整體,各類細胞分別行使各種生理功能,最後協調統一,維持人體健康的生命活動。保證細胞的正常新陳代謝非常重要,它既要保證細胞從外界環境中攝取氧分子和各種營養物質,經過改造轉化,提供維持細胞在生長中建造自身結構所需要的原料和能量;又要保證細胞內的分解產物(廢物)能及時排出胞外。細胞內、外環境發生任何變化影響了細胞正常生長,引發的功能改變就會導致疾病發生。人體細胞絕大部分不直接與大氣環境(外環境)接觸,僅與大氣環境接觸的皮膚細胞表面還存在一層角化層,少量沒有皮膚覆蓋的部分,如肺泡、粘膜等也都有一薄層液體覆蓋在細胞表面。生命最初出現在海洋中,在進化過程中出現了複雜的多細胞組合的生物體,直至最後人類的誕生。在此過程中大部分細胞已不可能直接與海水接觸,因此就出現了細胞外液,形成了血液、組織液以及相關的循環系統。這些細胞外液的基本成分是與遠古的海水相似的鹽溶液。它一方面作為細胞直接。

生活的外環境,同時又是人體與外環境進行物質交換的媒介。人體除細胞外液體,還有更多的液體(約為細胞外液的兩倍)存在於細胞內部為細胞內液,此乃是細胞維持生存,進行各種生化反應的基本條件。另外,為保證細胞中許多生命大分子如蛋白質等最大效率地發揮生物學功能,細胞必須處於相對穩定的環境中,如體溫 37℃,溫度升高,蛋白質變性,細胞死亡。細胞內、外液合稱體液,約占人體總重量的 60%以上。體液中最重要的成分還是水,由此可見,水是維持細胞生存,發揮功能最關鍵的因素。細胞要成為一個實體,週邊有一層細胞膜。水迅速通過細胞膜出入細胞是保證細胞正常新陳代謝的關鍵,但細胞膜的結構不利於水的自由出入。早期生理學家已知膜上存在一些孔道便於水的出入,但直到 1992年才發現膜上存在由蛋白質組成的運輸水的“水通道”。到目前為止,水通道的許多問題及與疾病發生的關係仍然是科學研究的前沿。有些對通道研究的結果已獲得諾貝爾科學獎。除通道的改變能影響細胞內外水的交換外,水分子團的結構、形態也可能極大地影響 。

水分子出入細胞的速率,分子團越小,水分子進出細胞的速度可能就越快。駿豐頻譜水在常溫下測定表現出的分子團變小表明,其在生理條件下適於機體利用;理化特性改變表現出的化合物的溶解度增加表明,細胞營養物質及代謝廢物的運輸量和速度加快,有利於促進細胞的新陳代謝;理化特性改變表現出的含氧量增加,在保證機體正常生命活動及動物、人類運動中具有重要意義。已知生命機體最基本的特性之一是對能量的需要,要有能量才能維持生命活動,才能生存。一類機體(主要是植物)可以靠吸收太陽能直接獲得能量(稱光養生物),另一類機體(主要是動物)是通過氧化預先已合成的有機分子來獲取能量(稱化養生物)。所以,氧的存在是後一類機體獲得能量的基本要素。駿豐頻譜水含氧量增加,飲用後,水中的高氧可能通過腸道吸收,使血液中也富氧,輸送到各器官、細胞,可更好地滿足細胞生物氧化途徑對氧的需求,產生更多的能量。人體運動時,肌肉細胞如果得到豐富的氧供給,將產生更多的能量以保證肌肉處於更佳的運動狀態。當劇烈運動時,氧的供應不足,肌細胞進行缺氧糖酵解獲取能量,最終造成乳酸堆積。運動後如能有富氧的血液供應,將能使積累在肌細胞、擴散到血液和進入肝臟的乳酸再氧化成為丙酮酸,最後通過肝臟中的葡萄糖生成途徑重新形成可利用的葡萄糖,迅速解除疲勞。駿豐頻譜水錶現出的對氯仿的清除效果表明,經駿豐頻譜儀處理後,水中的一些有害的非極性(疏水性)化合物溶解量極大下降,有利於環境保護,提高飲水品質。其機理可能是電磁振盪能量使這些化合物的化學鍵發生斷裂,分子成為氣體逸出 ;也可能是能量使包繞在這些合化物分子週邊由水中氫鍵組成的籠形結構破裂,而使其析出。以上種種頻譜水改善的優化條件,均可保證並促進細胞健康的生存、生長,發揮正常的生理功能。這可能就是駿豐頻譜水促進人體健康、防治疾病發生的基本原理。應用頻譜水開展了一系列生物學實驗,結果也充分證明了駿豐頻譜水具有促進細胞正常新陳代謝表現出來各種優越的生理功能: 

1、頻譜水對大鼠的細胞粘附和微循環的影響(劉育英等,中華實用醫藥雜誌,2002,2(6):16-18,中國人民解放軍總醫院病理生理研究室,廣東駿豐頻譜實業有限公司)。大鼠靜脈內注入內毒素造成白細胞粘附和微循環障礙模型。通過腸系膜微循環觀察,計數細靜脈相同面積內白細胞粘附數量和微循環變化結果發現,飲用自來水的對照大鼠 60天后,細靜脈血管內的白細胞粘附增多,貼壁滾動的白細胞變形性下降,白細胞流出血管外,血流減慢,內皮細胞明顯水腫,間隙增大,有內皮細胞損傷出血。飲用頻譜水的實驗組大鼠 60天后,細靜脈內有少數白細胞貼壁滾動,比對照組明顯減少(P<0.01)。紅細胞在毛細血管內快速通過,有輕度紅細胞聚集和血小板聚集,未見血栓形成,靜脈管壁內皮細胞間連接緊密,管腔內表面平滑。結論為:頻譜水能夠減輕及改善內毒素引起的迴圈障礙,能顯著降低白細胞粘附。 
2、頻譜水對正常大鼠微循環和血液流變學的影響(劉育英等,中國人民解放軍總醫院病理生理研究室)。結果發現:實驗組飲用頻譜水與對照組比較:a:微血管血流速度增快6.86%;b:微血管白細胞粘附減少 60.4%;c:全血粘度減少7.49%,血漿粘度減少16.98%;d:紅細胞變形指數增加2.67%;e:紅細胞電泳速度增加 17.11%;f:腸系膜微循環觀察發現實驗組與對照組相比較,紅細胞粘附減少 20%,紅細胞聚集減少10%,內皮細胞間隙增大降低 30%,血小板粘附降低 10%,血管出血下降 20%;結果顯示:飲用駿豐頻譜水有改善血液流變學、血液迴圈的作用,有促進機體新陳代謝的潛在效果。
3、頻譜水對疲勞耐受力的影響(劉育英等,中國人民解放軍總醫院病理生理研究室)。SD大鼠和 NIH小鼠隨機分為實驗組(飲用頻譜水 30天)和對照組(飲用自來水 30天),觀察記錄小鼠游泳疲勞時間;SD大鼠 30分鐘以後以MFLLab 200心功能軟體記錄左心室內壓力變化最大速率(±dp/dtmax);以 PIM11鐳射多普勒血流量儀測定骨骼肌血流量的變化,並測定乳酸,脫氫酶(LDH),肌酸激酶(CK)活性和乳酸含量的變化。結果顯示:實驗組小鼠游泳時間延長。實驗組大鼠 游泳後心肌收縮與舒張功能改善。骨骼肌血流量增加。實驗組和對照組血漿 LDH和 CK活性差異無顯著性;大鼠游泳 30分鐘後骨骼肌細胞膜 ATP酶活性低於對照組,實驗說明頻譜水可以增強動物游泳疲勞耐力。其機制可能與心功能和骨骼肌血液供應改善和細胞內 ATP消耗減少有關。 
4、頻譜水對大鼠胃腸電位及蠕動功能的影響(劉育英等,中國人民解放軍總醫院病理生理研究室)。實驗對飲用頻譜水的大鼠胃、空腸、結腸電位快、慢波的波幅、頻率,胃腸運動張力,胃排空,小腸及對標記物(碳黑)推進速度,胃腸血流量進行了測定。結果顯示:頻譜水對胃腸收縮有雙重調節功能。空腹狀態下,減少胃腸的基本節律電位,使胃腸運動減少,減少胃粘膜相互摩擦,從而起到保護胃粘膜的作用。胃內有實物刺激胃粘膜時,胃腸電位增強,胃腸平滑肌蠕動頻率波幅增加。促進胃內食物排出,加強小腸內食物移動有利於胃腸對食物的消化、吸收和排出。 
5、頻譜水提高小鼠抗氧化功能的實驗(南方醫科大學實驗動物中心),以頻譜水飼養小鼠並每天泡浴頻譜水(37℃)40分鐘,40天后測定小鼠血中脂質過氧化產物丙二醛(MDA)和抗氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)的活性。結果發現,MDA含量在實驗組為 5.41±2.41nmol/ml,顯著低於對照組的 8.87.±2.26nmol/ML(p<0.01);SOD酶活性在實驗組為 136.21±21.70 U/ML,顯著高於對照組的 105.23±11.04 U/ML(p<0.05);GSH-PX酶活性在實驗組為 283.18±19.62活力單位,顯著高於對照組217.97±14.66活力單位(p<0.05)。據中華人民共和國衛生部“保健品食品檢驗與評價技術規範”中抗氧化功能檢驗方法判定該受試樣品抗氧化功能動物實驗結果陽性。說明飲、泡頻譜水有提高機體抗氧化的功能。 
6、頻譜水對腹腔巨噬細胞吞噬功能和血清溶菌酶的影響(中山醫科大學公共衛生學院)。以頻譜水及自來水飼養 SD大鼠,90天后測定腹腔巨噬細胞吞噬率。結果顯示:實驗組為37.35±12.81,對照組為22.88±5.84,提高64.99%。(p ≤0.01)。血清溶菌酶含量分別為93.00±20.00mg/L,69.00±6.68,提高了 34.78%(p ≤ 0.01),說明頻譜水對餵養 90天大鼠有提高免疫功能的作用。 
7、頻譜水對肺癌細胞株 HePG2細胞、大腸癌細胞株LOVO細胞殺傷實驗(中國人民解放軍第一軍醫大學)。結果顯示,以頻譜水配置的 RPMI-1640培養液進行 HePG2T和LOVO體外培養,頻譜水對癌細胞有殺滅作用,LOVO細胞 72小時後出現死亡,92-120小時後全部死亡。預示頻譜水可能有抑制癌腫生長的效果。 
8、頻譜水對淋巴細胞增殖和細胞因數分泌的影響(中國太空人科研訓練中心,航太細胞分子生物學實驗室),實驗結果表明頻譜水配製的培養基處理的小鼠脾淋巴細胞與正常對照水配製的培養基培養的細胞相比,增殖能力提高了 27%(p<0.01,n=3);淋巴細胞分泌因數,IFN-γ比對照組升高58%(p<0.01,n=3);IL-2分泌有升高趨勢。
9、頻譜水的安全性毒理評價(廣州市衛生防疫站)。結果表明 :a、鼠傷寒沙門氏菌回變實驗(Ames實驗),未發現有直接和間接的致突變作用;b、骨髓微核實驗:對骨骼嗜多染紅細胞微核實驗為陰性;c、精子畸形試驗:對小鼠精子畸形試驗為陰性;d、急性經口毒性實驗:LD50>15000mg/kg,屬無毒級;e、90天餵養存活試驗:對實驗大鼠生長發育、血液系統、肝、腎組織及生化指標未觀察到損傷作用,指標包括體重,GPT,BUN,HB,WBC,肝,腎、睾丸的大體形態及組織切片鏡檢。應用細胞或動物進行相關的生物實驗,對評價頻譜水的臨床應用意義非常重要,它可以為開發臨床應用範圍提供線索和科學依據。駿豐頻譜水在臨床試用方面也做了大量的調查研究及總結工作。

四、駿豐頻譜水臨床應用觀察 
   
1、中山醫科大學附屬第一醫院對頻譜水臨床應用觀察報告。 
該院在口腔科、中醫科、外科等科室進行了臨床應用觀察,主要針對慢性咽炎、扁桃體炎、便秘、口腔潰瘍、泌尿結石等疾病。治療期間停止藥物及其它局部治療,每名患者每天飲用頻譜水1000-3000ML,連續飲用 1-2個療程,並進行複查記錄。結果表明:a、慢性咽炎及扁桃體炎痊癒率達 42%,顯效率為 100%。b、1998年 7月至 10月第一次臨床觀察泌尿結石排出痊癒率達 25%,總有效率為 90%,1998年 12月至 1999年 5月第二次臨床觀察,泌尿結石痊癒率 28.60%,總有效率90.50%;c、便秘痊癒率達 60%,總有效率 95%;d、口腔潰瘍痊癒率達80.95%,總有效率95.23%。 
2、廣州紅十字會醫院應用的觀察報告。

結果顯示:a、對泌尿結石總有效率達 94.70%;b、慢性咽炎和扁桃體炎痊癒率為 73.30%,總有效率達 96.70%;c、口腔潰瘍和慢性便秘總有效率達100%。駿豐頻譜水治療保健儀調製生成的頻譜水具有良好的生物學及醫學效應,其作用及原理研究涉及到多種學科:包括物理學、電子學、化學、生物物理學、生物化學及分子生物學、醫學等諸多方面,許多還是一些學科研究的前沿問題。因此,要深入瞭解它對生物體(包括人體)的廣泛作用產生的良好效應和科學效應原理,還必須做更多的研究和開發工作,讓我們不斷地努力實踐探索,使頻譜技術、頻譜水為保證人類健康及防治疾病做出更大的新貢獻。