專利名稱：用來獲得“i”型(抑制型)活化和“s”型(激發型)活化的結構化水的設備及方法
技術領域：
本發明涉及用來得到“I”型(抑制型)活化和“S”型(激發型)活化的結構化水的設備及方法，這種結構化水可用于醫學、生物學、電化學、生物能學、藥學和化妝品工業、農業等領域。
本發明報道一種用于使自來水結構化(活化)的設備和有關的方法，其作法是在電場作用下將水分離成兩個組分，即供使用右旋誘導組分的生物合成過程用的“I”型(抑制型)活化水和供使用左旋誘導組分的生物合成過程用的“S”型(激發型)活化水。
過去幾十年中對于水的性質和分子結構曾進行了各種研究并作了若干假設。
很多作者都斷定，當水到達蛋白質內或位于其表面上時，尤其是在活細胞的內部時，它會具有另一種結構和另外的功能。這些作者包括J.D.Bernal和R.B.Fowler“Trends in Biochemical Science(生化科學動向)”8，No1，P.20，1983，25；Paula.T.Beall“The Sciences(科學)”21，p.6，1981；Frank.H.Stillinger，“Science(科學)”，209，No.4455，p.451，1980；H.S.Frank和W.J.Wen“Proc.R.Soc.London(倫敦皇家學會會報)”A輯247，p.481，1980；F.M.Richard和T.Richmond“Ciba Symposium(Ciba公司論文集)”60，p.23，1978；F.Franks編“A Treatise on Water(水論文集)”1-7卷，Plenum出版公司，紐約1985。可以設想，在活細胞膜的內部或里面存在著某些以活細胞專有的代謝和生物合成過程所要求的方式將水結構化的機制。
同時，應該提到許多其它作者為發現能得到“A”(酸)型和“B”(堿)型結構化水的多分子結構物的方法所作的努力。例如，羅馬尼亞專利88053提出的用于得到“B”型(堿性)生物學上激發性水的設備和方法以及羅馬尼亞專利88054提出的用于得到“A”型(酸性)生物學上抑制性水的設備和方法，其要點是一個圓柱形和平行六面體形的柱子，柱內同心地或平行地放置兩個圓筒電極三個層狀電極，電極由例如鉑等貴金屬制成，彼此用一個或兩個同樣的圓筒形或層狀多孔膜隔開，從而形成了一個用來將預定在上游結構化的輸入水循環的中央隔室和兩個分別用來收集酸性和堿性結構化水的側隔室。這種用來得到生物學上拮抗的酸性水和生物學上激發的堿性水的方法，是使經過去除離子和其它有機結構物而純化的電導率為1-80μs(微西門子)的水，經受1-2500V的靜電型、50Hz-109Hz的射頻型和50Hz-1.5×106Hz的超聲型幾種協同場的同時作用，從而得到未改變的普通水級分和兩個pH分別為1-5和7-12的具有不同多分子結構的級分。
這些設備有以下缺點使用經過蒸餾或離子交換后電導率為1-80μs的純化過的自來水進行結構化；在結構化裝置中使用三個區域，即一個用于“A”型(酸性)結構化水，另一個用于“B”型(堿性)水，中間區域為中性，從中流出pH未改變的水；效率極低，自140升/時的輸入的純化水中至多可以得到7升/時的“A”型水和7升/時的“B”型水，這意味著損失了126升/時的純化水(數據得自實驗)。
使用貴金屬電極，尤其是鉑電極，對于使用者是非常昂貴和無法得到的；“A”或“B”結構化水每升的功率消耗約為500瓦·小時/升。
“I”型(抑制型)活化水是使用左旋組分的生物合成過程的強阻斷劑。這一現象是由于，源自“I”型(抑制性)活化水的右旋結構物與左旋型生物合成蛋白質的任何偶聯都是右旋型的。
因為“I”型(抑制型)活化水的多分子結構物是右旋的，所以它們通過阻斷復制DNA所需的某些因子、尤其是蛋白因子，對抑制性要素起作用，以便使RNA(核糖核酸)朝蛋白質合成過程的核糖體發展，這從RNA-氨基酸類偶聯開始，接著是在多核糖體水平上引發蛋白質合成，肽鏈延伸，它們的釋放等。由于對某些細胞繁殖過程有阻斷性質，“I”型(抑制性)活化水的多分子結構物表明自身是那些機制的強制動劑或阻斷劑。
“S”型(激發型)活化水在對于信息傳遞和蛋白質合成重要的所有機制中都作為激發因子起作用。
在對生物合成機制的了解中應該知道，“I”型(抑制型)和“S”型(激發型)活化水結構物由于它們極端的擇形過程(分別左旋和右旋)而是能量載體。
根據本發明，用于得到“I”型(抑制型)活化和“S”型(激發型)活化的結構化水的裝置消除了上述所有的缺點，因為它使用了一個或幾個串聯的結構化槽，槽則放在化學上中性的平行六面體柱中，柱子支承在四腳支架上，頂部用蓋封閉；每個結構化槽由一對活化器和工作區域構成，即兩個用于自來水供入的區域，兩個產生“I”型(抑制型)活化水的區域，兩個收集和排放“I”型(抑制型)活化水的區域，和一個收集和排放“S”型(激發型)活化水的區域，活化器牢固地裝在平行六面體柱中，由兩個不氧化的多層電極(網狀、絲狀等)組成，水由電極中穿過，兩個電極分別置于能耐受pH2-14溶液的化學上惰性的多孔膜夾層的兩邊；利用一些塑料間隔片，將第一結構化槽中收集和排放“I”型(抑制型)活化水的區域內的正電極與電壓為40-800V的直流發電器的正極相連，收集和排放“S”型(激發型)活化水的區域內的負極則與第二個結構化槽的正電極相連，第二個結構化槽的負電極則與第三個結構化槽的正電極相連，依此類推，最后一個結構化槽的負電極則連接到直流發電器的負極上，結構化槽的數目取決于為完成結構化過程所需的電極之間靜電場強的數值，于是，進入置于各區域底部的連接件中的自來水在供入區域內逐漸升高，由于透過膜還充滿了各區域并在電極之間形成的靜電場作用下進行結構化過程，結果是通式為R-H+(其中R是一個聚合物基團)的結構物朝向產生“I”(抑制)型活化水的區域內的正電極遷移，作為“I”型(抑制型)活化水匯集在收集區域內并經由安置在平行六面體柱中部的連接件排放掉，而通式為R+(OH)-n的結構物則朝向產生“S”(激發)型活化水的區域內的負電極遷移，以激發型活化水的形式匯集在收集區域內并經由安置在平行六面體柱頂部的連接件排放掉。
根據本發明使用上述設備得到“I”型(抑制型)活化和“S”型(激發型)活化的結構化水的方法，其要點是使用電導為250-450μs、pH為7-7.50、流速120升/小時的自來水進行結構化，電極之間靜電場的數值接近100V；水進入容積約100升的平行六面體柱，柱內只裝有一個帶有兩個活化器的結構槽；在產生“S”型(激發型)活化水的區域內發生一個復雜的過程，由于存在一個150V的靜電場，提供了某些排列作用、極化作用和為使分子在多分子聚集體中通過氫和羥基橋接而與基團(R+)結合所需的能量，結果形成pH為10-12、電導率為600-2500μs的“S”(激發)型活化水，它匯集在收集區域內并經由連接件以約60升/小時的流速排放；在產生“I”(抑制)型活化水的區域，也發生一個復雜過程，由于電極之間靜電場作用的結果，提供了排列、極化和為使多分子聚集體中的水通過氫鍵與基團(R-)相結合所需的能量，產生了pH為2-4、電導率為500-3000μs的“I”(抑制)型活化水，它匯集在收集區域內并且以約60升/小時的流速經由連接件排放；對于“n”個結構化槽，靜電場值約為n·100V，輸入流速約為n·120升/小時，平行六面體柱容積為n·100升。
本發明有以下優點使用自來水進行結構化，而不用蒸餾純化的自來水，隨后又夾雜離子；使用不受食物氧化的電極代替貴金屬電極，例如鉑；通過去掉中性的中央區域并用收集“S”型(激發型)活化水的區域代替，將未結構化水的損失減至零；以很高的效率產生“I”型(抑制型)和“S”型(激發型)活化水從120升/小時的輸入自來水中得到60升/小時的“I”型(抑制型)和60升/小時的“S”型(激發型)活化水；每升“S”型(抑制型)和“S”型(激發型)活化水的能量消耗從約500瓦/升降低到30瓦/升。
本發明發展了一種制造“I”型(抑制型)和“S”型(激發型)活化水的設備及得到活化水的有關方法，它們具有明顯較高的結構化效率，并且使用低價的原料。
圖1表示所述設備的橫截面和視圖。
下面就本發明研制出的設備和圖1給出一個實施例。
用于產生“I”型(抑制型)和“S”型(激發型)活化水的設備包括一個塑料的化學上中性的平行六面體柱1，該柱支撐在四腳支架2上，頂部用蓋板3封閉，柱內只裝一個結構化槽，該槽由兩個活化器4和9個工作區域構成兩個供入區域5，兩個用于產生“I”型(抑制型)活化水的區域6，兩個用于產生“S”型(激發型)活化水的區域7，兩個用于收集和排放“I”型(抑制型)活化水的區域8，和一個用于收集和排放“S”型(激發型)活化水的區域9。
各活化器通過包裝10牢固地裝在平行六面體柱內，活化器由兩個不氧化的多層電極11構成，水能穿過電極流過，兩個電極借助一些塑料間隔件13分別放在化學上惰性的編織膜夾層12的兩邊，該膜能耐受pH2-14的溶液。各活化器4的膜夾層12構成了供入區域5，經由連接件14進入自來水，流入收集“I”型(抑制型)活化水的區域8并經由連接件15排放掉該活化水，流入收集“S”型(激發型)活化水的區域9并經由連接件16排放該活化水。水結構化隔室6和7、用于收集和排放“I”型(抑制型)活化水的區域8和用于收集和排放“S”型(激發型)活化水的區域9用塑料蓋板3封住頂部，蓋板上有孔17、18、19和20用來按照靜電場發生器的電極極性的正負連接電極11，這在圖1未畫出。
另外，還給出了得到“I”型(抑制型)和“S”型(激發型)活化水的實例。電導率為250-450μs、pH為7-7.50的自來水經由連接件14進入供入區域5，流速為120升/小時，送入到用來收集“I”型(抑制型)和“S”型(激發型)活化水的區域8和9中。在用來產生“S”型(激發型)活化水的區域7中發生一個復雜過程，由于存在著由約100V的直流發電器產生的靜電場，提供了排列和極化作用以及為使水分子在多分子聚集體中通過氫鍵與羥基橋接與基團(R+)相結合所需的能量，產生了pH為10-12、電導率為600-2500μs的“S”型(激發型)活化水。將“S”型(激發型)活化水收集在區域9中，以60升/小時的流速經由連接件16排放。在用于產生“I”型(抑制型)活化水的區域6中，也發生一個復雜過程，由于電壓約100V的直流發電器產生的靜電場的作用，提供了排列、極化和為使水分子在多分子聚集體中通過氫橋與不同長度的基團(R-)相結合所需的能量，產生了pH為2-3、電導率為500-3000μs的“I”型(抑制型)活化水。“I”型(抑制型)活化水收集在區域8內，經由連接件15以約60升/小時的流速排放。
應該指出，可以用任何水溶液代替自來水。
J.D.Bernal和F.B.Fowler在“Trends in Biochemical Science(生化科學動態)”8，No.1，p.20，1983關于水本質的理論中指出，只要缺少有序的電場，就會在水中形成(H3O+)和(OH-)類結構物之間的平衡。如果極化電場穿過水，則(H2O+)和(OH2-)類結構開始各自獨立地運動，它們之間的平衡破裂。另外，很多蛋白質(如絲氨酸蛋白酶)在其結構中含有某種配位體結構形式的穩定的水基團。
Paula T.Beall在“The Science(科學)”21，p.6，1981中借助一些很復雜的測定技術(電子自旋共振、核磁共振、同位素擴散、撓性電子散射、介電松弛等)發現，活細胞內的水性質和行為與外部水不同。在這方面，該作者提到，在細胞內部，水保持其結構的時間較長，而且這些水結構的運動自由度是高度變化的，意味著變慢。這些數據導致了活細胞內水結構與細胞外水結構不同的設想。
另外，已知Frank H.Stillinger根據最新的實驗數據提出了關于水結構的詳盡的分子理論。該作者指出，量子力學研究的結果支持H.S.Frank和W.J.Wen的設想(“Proc.R.Soc.London(倫敦皇家學會會報)，A輯247，p.481，150)，根據該設想，水中的氫鍵是“協同”式的。在形成第一個氫鍵之后，參與的單體之間的電荷分布有了變化，于是納氫體分子變成可能比先前更好的供氫體。因此，該分子由于第一個鍵的存在而能形成第二個更強的鍵。類似地，質子供體由于已經形成的鍵而具有更高的接受質子的能力。這種相互強化使得分子形成氫鍵的鏈，它具有比簡單的二聚體更高的平均能量和較小的平均鍵長。
據推測，當化合物形成時，蛋白質基團由于配位體作用而發生的重排會改變活性位中的水分子數，從而改變上述的排列。大分子的水化自由能很高，接近150千卡/每摩爾溶酶體或者2.5千卡/100A2蛋白質面積。例如，在表面水排列中發現了小的變化，I.M.Richards和T.Richmond(A Treatise on Water(水論文集)1-7卷，Planum，NewYork，1985)斷定，與活性位毗連的水必定存在特殊的性質。在蛋白質水化和核酸水化之間的差別似乎完全在最后階段，即，在飽和了帶電與極性部位后的水化過程完成階段。核酸需要更多的水，因為它們的表面水具有多層或緊密得多的排列。考慮到關于細胞內水的本質的爭論，對于細胞膜和活體基元的水化的研究是很重要的。除了上面提到的這些之外，還應當包括在Felix Franks 7卷論文集中可以找到的關于水的大量材料。
用于制造“I”型(抑制型)活化和“S”型(激發型)活化的結構化水的設備及產生水的有關方法可以用傳統的生產技術實際建立，以低價使用常用的材料，并且可以安裝在用來得到在醫學、生物學、電化學、生物能學、藥學和化妝品工業、農業等等中使用的組分和產物的任何工廠或研究所中。
權利要求
1.用來得到可用在醫學、生物學、電化學、生物能學、藥學和化妝品工業、農業等等中的“I”型(抑制型)活化和“S”型(激發型)活化的結構化水的設備，其特征在于，它由一個或幾個串聯的結構化槽構成，這些槽放在化學上中性的平行六面體柱(1)中，柱子支撐在四腳支架(2)上，用蓋板(3)封住頂部，每個結構化槽由一對活化器(4)和9個工作區域組成，即兩個用于自來水供入的區域(5)，兩個用于生產“I”(抑制)型活化水的區域(6)，兩個用于生產“S”(激發)型活化水的區域(7)，兩個用于收集和排放“I”型(抑制型)活化水的區域(8)，和一個用于收集和排放“S”型(激發型)活化水的區域(9)；活化器(4)借助包裝(10)牢固地安放在平行六面體柱(1)內，它由兩個不氧化的多層電極(11)組成，水穿過電極(網，絲等)流過，兩個電極通過一些塑料間隔片(13)安裝在化學上惰性的、能耐受pH2-14溶液的多孔膜夾層的兩邊；第一活化槽中用來收集和排放“I”(抑制)型活化水的區域(8)內的正電極(11)連接到電壓為40-800V的直流發電器的正極，而用來收集和排放“S”(激發)型活化水的區域(9)中的負電極(11)則連接到第二個結構化槽的正電極(11)，第二結構化槽的負電極(11)連接到第三結構化槽的正電極(11)，以此類推，最后一個結構化槽的負電極連接到直流發電器的負極，結構化槽的數目取決于為完成結構化過程所需要的電極之間靜電場強數值，于是，進入安裝在區域(9)底部的連接件(14)中的自來水上升到供入區域(5)，由于它穿過膜(12)，所以還充滿區域(8)和(9)，并且在電極(11)之間形成的靜電場作用下進行結構化過程，結果是具有通式R-H+(其中R是一個聚合的基團)的結構物遷移到用于產生“I”型(抑制型)活化水的區域(6)中的正電極，以“I”型(抑制型)活化水的形式收集在用于收集的區域(8)內并經由安裝在平行六面體柱(1)中部的連接件(15)排放，具有通式R+(OH)n-的結構物則遷移到用于產生“S”型(激發型)活化水的區域(7)中的負電極(11)，以“S”型(激發型)活化水的形式收集在區域(9)中并經由裝在平行六面體柱(1)頂部的連接件(16)排放。
2.用權利要求1的設備得到“I”型(抑制型)活化和“S”型(激發型)活化的結構水的方法，其特征在于，該方法包括使用電導率為250-450μs、pH為7-7.50的自來水進行結構化，流速為120升/小時，電極(11)之間的靜電場值為約100V；水進入容積為100升的平行六面體柱(1)，柱中只裝有一個帶兩個活化器(4)的結構化槽，在用于產生“S”型(激發型)活化水的區域(7)內發生一個復雜過程，由于存在靜電場的結果，提供了排列和極化作用以及為使多分子聚集體中的水分子通過氫和羥基橋接而與基團(R+)結合所需的能量，結果形成pH為10-12、電導率為600-2500μs的“S”型(激發型)活化水，將它收集在收集區域內并以約60升/小時的流速經由連接件排放；在用于產生“I”型(抑制型)活化水的區域內也發生一個復雜過程，由于在電極之間存在靜電場的結果，提供了排列和極化作用以及為使多分子聚集體中的水分子通過氫鍵與基團(R-)結合所需的能量，產生了pH為2-3、電導率為500-3000μs的“I”型(抑制型)活化水，將其收集在區間(8)內并以約60升/小時的流速經由連接件(15)排放，對于“n”個結構化槽，靜電場值接近n·100V，輸入流速約為n·120升/小時，平行六面體柱的容積約為n·100升，進行結構化的自來水可以用任何水溶液代替，但要遵守電導率250-450μs和pH 7-7.5的限制。
全文摘要
本發明涉及用于得到“I”型(抑制型)活化和“S”型(激發型)活化的結構化水的方法和設備，這種結構化水可用在醫學、生物學、電化學、生物能學、藥學和化妝品工業、農業中。提出了用來將水結構化的方法和設備，其作法是在電場中將自來水分成兩個組分，即供使用右旋誘導組分的生物合成過程用的“I”型(抑制型)活化水和供使用左旋誘導組分的生物合成過程用的“S”型(激發型)活化水。該設備主要由兩個或幾個結構化槽組成，結構化槽牢固地安裝在平行六面體柱(1)中，每個槽中裝有一對活化器(4)和9個工作區域。所述方法的要點是使用自來水進行結構化，形成兩類具有不同pH和電導率的結構化水。
文檔編號A61Q19/00GK1159178SQ95194722
公開日1997年9月10日 申請日期1995年8月15日 優先權日1994年8月22日
發明者I·曼扎托, V·伊尼塔-曼扎托 申請人:S·C·泰曼公司