【作者简介】吴元德中国医学科学院基础医学研究所研究员，北京协和医学院基础学院教授、博士生导师；原为其生物物理与结构生物学系主任，所学术委员会、学位委员会委员；曾任中国生物物理学会常务理事，自由基生物学、医学专业委员会委员、副主任；国家自然科学基金委员会生物物理与生物医学工程学科专家评审组成员，副组长、组长。吴教授主要从事自由基生物学、医学，化学致癌作用及机理，肿瘤细胞生物膜特性研究等。曾获得医学科学院科技进步二等奖，国家教育委员会（现教育部）科技进步三等奖。此外，教授协和医学大学八年本科生分子生物物理课程，对其中重要内容之一：水的微观结构和生物学功能的科学含义及研究进展比较熟悉和了解。
    刘亚宁中国人民解放军空军总医院中心实验室主任、主任医师，北京邮电大学生物医学工程中心教授。曾任中国生物物理学会常务理事，光生物学专业委员会主任；中国电子学会电磁兼容分会生物电磁学专业委员会副主任。刘教授在研究生期间，师从中国老一辈着名生物物理科学家林克椿教授，进行水的微观结构与生物功能方面的研究。工作后主要进行电磁辐射生物学效应技术及学科基础方面的研究。研制的超微弱发光测定技术及仪器曾获得国家科技发明三等奖，中国人民解放军内科技进步二等奖。曾主编电磁辐射生物学专着。“骏丰频谱水是普通水经过骏丰频谱公司研制生产的高科技产品——骏丰频谱水治疗保健仪产生特定的电磁振荡频谱处理后，改变了水的物理化学特性，被调制成更适合人体吸收、利用，有利于治疗疾病，促进人体健康的优化水。”要科学地分析、认识骏丰频谱水，首先必须对水有一个科学的认识。
    一、水的科学认知
    水是一种无色、无味、无定形流动的液体，尽人皆知。但要科学地深化对水的认知就不那么简单及广为人知了。水是地球上存在最普遍的物质，但它是生命系统中必须的物质，没有水就没有生命。水有许多独特的宏观化学及物理性质。例如：与同是元素周期表第六族的氢化物比较，随着分子量的减小，碲化氢（H 2Te）、硒化氢（H 2Se）和硫化氢（H 2S）的沸点和熔点顺序降低，在常温下它们都是气体。但分子量更小的水（H2O）的沸点、熔点却明显增高；而与氧的其它化合物（如CO2、SO 2等）相比较，水是偶极子（O-H键之间夹角105°，偶极矩 1.84德拜），这是水分子之间相互作用力（引力）的来源，即：偶极-偶极相互作用。这也是水的比热值最大，对于生命体系温度稳定的贡献最大的原因。水有较大的表面张力和有一定的粘度、密度；水可以溶解许多化合物；不溶于水的一些化合物（疏水物质）也可以在水中存在等等。这些都表明水分子间有很强的相互作用力，目前已经知道这种作用力的基础是水
    有丰富的“氢键”存在。已知水（H 2O）中氧原子形成水分子时采取 SP 3的杂化轨道，其中两个 SP 3轨道与H的1S组成σ键，另外两个 SP 3轨道为两对孤对电子占据（图 1）。整个分子的电子云分布呈一四面体，所以一个水分子可以形成四个氢键，可以分别与另外四个水分子结合。
    温度在0℃时，液态水凝结成固态的冰，冰是一种具有四面体的晶体，相邻水分子间均以氢键形成空间结构关系。随着温度升高，氢键开始断裂，水由冰变成流动的液体。近代水分子的四面体结构图示水微晶中的中心水分子与每一个 SP 3轨道形成一个氢键盘最近的四个水分子的空间关系冰或结晶水中分子的空间结构模式图 3冰或结晶水中分子的空间结构模式物理技术 X射线衍射分析发现，水结构在 15℃时存在 0.27和 0.45纳米的衍射峰，计算出仅有 15%的氢键断裂，说明流动的液态
    水中乃广泛存在着由氢键组成的四面体结构，学术上称之谓“微晶”。而水中这种四面体排列范围没有冰中的广泛、均匀和规则，并且氢键的结合和断裂比冰迅速（寿命为 11 -11秒）。这种整体结构的灵活、可变使水有相对较低的粘度和容易流动。另外，水的高介电系数也能说明水是由氢键结合的多聚分子（分子团）组成的。许多因素可以影响水的氢键、结合和断裂，改变水的微观结构。首先是热，温度升高，水分子无规则热运动增加，远程氢键断裂，在 83℃时 X射线衍射水结构，其 0.45纳米的衍射峰消失，水分子团变小。水分子游离的正、负电荷极性区增加，增加了水对某些化合物的溶解度。其他许多因素如特定的电磁振荡、超声等物理因素以及化学因素如盐的正、负离子，非极性的疏水物质，均可对水的氢键有不同的影响而改变水分子团，形成不同的结构模式。如盐溶于水中，提出的结构模式是水分子分成三层，分别称为：初级水区、无结构水区和体积水区，每一区微观水结构是不同的。又如：非极性疏水物质存在水中所致水的结构模式如表示。
    水分子以氢健作用形成一个五角形十二面体的笼形结构，而笼形结构的水分子团又可聚集成为大分子团，如表示。在体内存在的各种小分子及与生命活动相关的大分子周围的水分子也都有特定的结构模式。并且与生物学功能紧密相关。早在三十年前，通过核磁共振波谱技术研究发现肿瘤组织中水的弛豫时间明显超过正常组织，并且随着肿瘤的发展过程
    恶性程度的增高而增加，被认为是细胞内蛋白质分子的极性区阳离子水化作用模型图 5 水分子形成五角形十二面体，成笼状结构包围着一直径为 0.5nm的空腔，内含疏水分子许多笼状结构的水分子团聚集成大分子团周围被吸附的水分子微观结构模式的有序性减小。但由于科学
    技术发展的限制，有关生物组织中微观结构水的变化与生物学功能的关系，以及水或内含物所引起的水的微观结构变化与生物学功能的关系还未获得惊人的进展。这正是现代科学发展所迫切需要注意及研究的问题，骏丰频谱水的出现，可能为此作出新的贡献。
    二、骏丰频谱水的物理化学特性变化
    骏丰频谱水治疗保健仪产生特定的电磁振荡频谱，其能量主要是影响普通水的氢键，改变水或内含物周围水的微观结构。其中微观结构分子团变小这一点，北京大学分析测试中心对比测定了普通水和频谱水的核磁共振谱线，证实前者的半峰宽为113赫兹（HZ），后者变为 63赫兹（HZ）。核磁共振谱线线宽变窄，说明分子的有序度降低，有规则的分子团变小。可能是基于这种改变，频谱水改变了普通水的许多物理化学性质。具体实验测定的结果表现为：
    1、根据中国计量科学研究院测定的“骏丰频谱水与自来水、血浆电导率频谱测定报告”，结果表明： a、骏丰频谱水的电导率随频率的升高而增大，在 200-300HZ范围内变化明显，在 300-1000HZ范围内变化缓慢。b、骏丰频谱水与自来水的电导率频谱明显差异，骏丰频谱水的电导率明显高于处理前的自来水。c、与自来水比较，骏丰频谱水的电导率频谱曲线更接近血浆的电导率频谱曲线。
    2、中国广州分析测试中心测试报告，骏丰频谱水与对照自来水的红外吸收光谱，红外透射光谱，紫外吸收光谱均有差异；北京大学化学与分子工程学院测定这两种水的拉曼光谱峰值和强度亦均有差别，说明水分子的结构和分子键运动发生了改变。
    3、广州暨南大学化学系测定骏丰频谱水的酸碱度发现，由对照未处理的自来水的 pH6.387改变为 pH7.288，说明发生了碱移。
    4、暨南大学化学系进行骏丰频谱水与对照未处理自来水溶解碳酸钙（CaCO 3,大理石）溶解量比较实验表明，由对照水的每百克 CaCO 3溶解量 0.0702克增高至 0.0938克，提高率为40.8%。
    5、根据国家城市供水水质监测网北京监测站的实验报告，骏丰频谱水的溶解氧含量为 8.35mg/L，而对照水溶解氧含量为7.93 mg/L，前者增高含氧量5%。
    6、国家城市供水水质监测网北京监测站检测报告，在水中人为加入氯仿，频谱水由未处理前的 109μg/L下降至74μg/L，清除率为 32%。另外实验测定表明骏丰频谱水治疗保健仪对必需用氯气进行自来水消毒杀菌但产生遗留的有害物质氯仿有一定的清除效果，处理后的自来水氯仿含量降至 1.7μg/L以下，远低于国家规定的不超过 60μg/L的要求。正是由于以上种种骏丰频谱水的物理化学性质改变，水由普通水变成为具有一定辅助防治疾病，促进人体健康的优化水。
    三、骏丰频谱水有益健康，辅助防治疾病的原理分析及相关生物学实验
    人体是由大约 100亿个各类细胞组成的整体，各类细胞分别行使各种生理功能，最后协调统一，维持人体健康的生命活动。保证细胞的正常新陈代谢非常重要，它既要保证细胞从外界环境中摄取氧分子和各种营养物质，经过改造转化，提供维持细胞在生长中建造自身结构所需要的原料和能量；又要保证细胞内的分解产物（废物）能及时排出胞外。细胞内、外环境发生任何变化影响了细胞正常生长，引发的功能改变就会导致疾病发生。人体细胞绝大部分不直接与大气环境（外环境）接触，仅与大气环境接触的皮肤细胞表面还存在一层角化层，少量没有皮肤覆盖的部分，如肺泡、粘膜等也都有一薄层液体覆盖在细胞表面。生命最初出现在海洋中，在进化过程中出现了复杂的多细胞组合的生物体，直至最后人类的诞生。在此过程中大部分细胞已不可能直接与海水接触，因此就出现了细胞外液，形成了血液、组织液以及相关的循环系统。这些细胞外液的基本成分是与远古的海水相似的盐溶液。它一方面作为细胞直接
    生活的外环境，同时又是人体与外环境进行物质交换的媒介。人体除细胞外液体，还有更多的液体（约为细胞外液的两倍）存在于细胞内部为细胞内液，此乃是细胞维持生存，进行各种生化反应的基本条件。另外，为保证细胞中许多生命大分子如蛋白质等最大效率地发挥生物学功能，细胞必须处于相对稳定的环境中，如体温 37℃，温度升高，蛋白质变性，细胞死亡。细胞内、外液合称体液，约占人体总重量的 60%以上。体液中最重要的成分还是水，由此可见，水是维持细胞生存，发挥功能最关键的因素。细胞要成为一个实体，外围有一层细胞膜。水迅速通过细胞膜出入细胞是保证细胞正常新陈代谢的关键，但细胞膜的结构不利于水的自由出入。早期生理学家已知膜上存在一些孔道便于水的出入，但直到 1992年才发现膜上存在由蛋白质组成的运输水的“水通道”。到目前为止，水通道的许多问题及与疾病发生的关系仍然是科学研究的前沿。有些对通道研究的结果已获得诺贝尔科学奖。除通道的改变能影响细胞内外水的交换外，水分子团的结构、形态也可能极大地影响
    水分子出入细胞的速率，分子团越小，水分子进出细胞的速度可能就越快。骏丰频谱水在常温下测定表现出的分子团变小表明，其在生理条件下适于机体利用；理化特性改变表现出的化合物的溶解度增加表明，细胞营养物质及代谢废物的运输量和速度加快，有利于促进细胞的新陈代谢；理化特性改变表现出的含氧量增加，在保证机体正常生命活动及动物、人类运动中具有重要意义。已知生命机体最基本的特性之一是对能量的需要，要有能量才能维持生命活动，才能生存。一类机体（主要是植物）可以靠吸收太阳能直接获得能量（称光养生物），另一类机体（主要是动物）是通过氧化预先已合成的有机分子来获取能量（称化养生物）。所以，氧的存在是后一类机体获得能量的基本要素。骏丰频谱水含氧量增加，饮用后，水中的高氧可能通过肠道吸收，使血液中也富氧，输送到各器官、细胞，可更好地满足细胞生物氧化途径对氧的需求，产生更多的能量。人体运动时，肌肉细胞如果得到丰富的氧供给，将产生更多的能量以保证肌肉处于更佳的运动状态。当剧烈运动时，氧的供应不足，肌细胞进行缺氧糖酵解获取能量，最终造成乳酸堆积。运动后如能有富氧的血液供应，将能使积累在肌细胞、扩散到血液和进入肝脏的乳酸再氧化成为丙酮酸，最后通过肝脏中的葡萄糖生成途径重新形成可利用的葡萄糖，迅速解除疲劳。骏丰频谱水表现出的对氯仿的清除效果表明，经骏丰频谱仪处理后，水中的一些有害的非极性（疏水性）化合物溶解量极大下降，有利于环境保护，提高饮水质量。其机理可能是电磁振荡能量使这些化合物的化学键发生断裂，分子成为气体逸出 ;也可能是能量使包绕在这些合化物分子外围由水中氢键组成的笼形结构破裂，而使其析出。以上种种频谱水改善的优化条件，均可保证并促进细胞健康的生存、生长，发挥正常的生理功能。这可能就是骏丰频谱水促进人体健康、防治疾病发生的基本原理。应用频谱水开展了一系列生物学实验，结果也充分证明了骏丰频谱水具有促进细胞正常新陈代谢表现出来各种优越的生理功能：
    1、频谱水对大鼠的细胞粘附和微循环的影响（刘育英等，中华实用医药杂志，2002，2（6）：16-18，中国人民解放军总医院病理生理研究室，广东骏丰频谱实业有限公司）。大鼠静脉内注入内毒素造成白细胞粘附和微循环障碍模型。通过肠系膜微循环观察，计数细静脉相同面积内白细胞粘附数量和微循环变化结果发现，饮用自来水的对照大鼠 60天后，细静脉血管内的白细胞粘附增多，贴壁滚动的白细胞变形性下降，白细胞流出血管外，血流减慢，内皮细胞明显水肿，间隙增大，有内皮细胞损伤出血。饮用频谱水的实验组大鼠 60天后，细静脉内有少数白细胞贴壁滚动，比对照组明显减少（P<0.01）。红细胞在毛细血管内快速通过，有轻度红细胞聚集和血小板聚集，未见血栓形成，静脉管壁内皮细胞间连接紧密，管腔内表面平滑。结论为：频谱水能够减轻及改善内毒素引起的循环障碍，能显着降低白细胞粘附。
    2、频谱水对正常大鼠微循环和血液流变学的影响（刘育英等，中国人民解放军总医院病理生理研究室）。结果发现：实验组饮用频谱水与对照组比较：a：微血管血流速度增快6.86%;b：微血管白细胞粘附减少 60.4%;c：全血粘度减少7.49%，血浆粘度减少16.98%;d：红细胞变形指数增加2.67%;e：红细胞电泳速度增加 17.11%;f：肠系膜微循环观察发现实验组与对照组相比较，红细胞粘附减少 20%，红细胞聚集减少10%，内皮细胞间隙增大降低 30%，血小板粘附降低 10%，
    血管出血下降 20%;结果显示：饮用骏丰频谱水有改善血液流变学、血液循环的作用，有促进机体新陈代谢的潜在效果。
    3、频谱水对疲劳耐受力的影响（刘育英等，中国人民解放军总医院病理生理研究室）。SD大鼠和 NIH小鼠随机分为实验组（饮用频谱水 30天）和对照组（饮用自来水 30天），观察记录小鼠游泳疲劳时间；SD大鼠 30分钟以后以 MFLLab 200心功能软件记录左心室内压力变化最大速率（±dp/dtmax）；以 PIM11激光多普勒血流量仪测定骨骼肌血流量的变化，并测定乳酸，脱氢酶（LDH），肌酸激酶（CK）活性和乳酸含量的变化。结果显示：实验组小鼠游泳时间延长。实验组大鼠
    游泳后心肌收缩与舒张功能改善。骨骼肌血流量增加。实验组和对照组血浆 LDH和 CK活性差异无显着性；大鼠游泳 30分钟后骨骼肌细胞膜 ATP酶活性低于对照组，实验说明频谱水可以增强动物游泳疲劳耐力。其机制可能与心功能和骨骼肌血液供应改善和细胞内 ATP消耗减少有关。
    4、频谱水对大鼠胃肠电位及蠕动功能的影响（刘育英等，中国人民解放军总医院病理生理研究室）。实验对饮用频谱水的大鼠胃、空肠、结肠电位快、慢波的波幅、频率，胃肠运动张力，胃排空，小肠及对标记物（碳黑）推进速度，胃肠血流量进行了测定。结果显示：频谱水对胃肠收缩有双重调节功能。空腹状态下，减少胃肠的基本节律电位，使胃肠运动减少，减少胃粘膜相互摩擦，从而起到保护胃粘膜的作用。胃内有实物刺激胃粘膜时，胃肠电位增强，胃肠平滑肌蠕动频率波幅增加。
    促进胃内食物排出，加强小肠内食物移动有利于胃肠对食物的消化、吸收和排出。
    5、频谱水提高小鼠抗氧化功能的实验（南方医科大学实验动物中心），以频谱水饲养小鼠并每天泡浴频谱水（37℃）40分钟，40天后测定小鼠血中脂质过氧化产物丙二醛（MDA）和抗氧化酶、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）的活性。结果发现，MDA含量在实验组为 5.41±2.41nmol/ml,显着低于对照组的 8.87.±2.26nmol/ML（p<0.01）；SOD酶活性在实验组为 136.21±21.70 U/ML，
    显着高于对照组的 105.23±11.04 U/ML（p<0.05）；GSH-PX酶活性在实验组为 283.18±19.62活力单位，显着高于对照组217.97±14.66活力单位（p<0.05）。据中华人民共和国卫生部“保健品食品检验与评价技术规范”中抗氧化功能检验方法判定该受试样品抗氧化功能动物实验结果阳性。说明饮、泡频谱水有提高机体抗氧化的功能。
    6、频谱水对腹腔巨噬细胞吞噬功能和血清溶菌酶的影响（中山医科大学公共卫生学院）。以频谱水及自来水饲养 SD大鼠，90天后测定腹腔巨噬细胞吞噬率。结果显示：实验组为37.35±12.81，对照组为22.88±5.84，提高64.99%。（p ≤0.01）。血清溶菌酶含量分别为93.00±20.00mg/L，69.00±6.68，提高了 34.78%（p ≤ 0.01），说明频谱水对喂养 90天大鼠有提高免疫功能的作用。
    7、频谱水对肺癌细胞株 HePG2细胞、大肠癌细胞株LOVO细胞杀伤实验（中国人民解放军第一军医大学）。结果显示，以频谱水配置的 RPMI-1640培养液进行 HePG2T和LOVO体外培养，频谱水对癌细胞有杀灭作用，LOVO细胞 72小时后出现死亡，92-120小时后全部死亡。预示频谱水可能有抑制癌肿生长的效果。
    8、频谱水对淋巴细胞增殖和细胞因子分泌的影响（中国航天员科研训练中心，航天细胞分子生物学实验室），实验结果表明频谱水配制的培养基处理的小鼠脾淋巴细胞与正常对照水配制的培养基培养的细胞相比，增殖能力提高了 27%（p<0.01，n=3）；淋巴细胞分泌因子，IFN-γ比对照组升高58%（p<0.01，n=3）；IL-2分泌有升高趋势。
    9、频谱水的安全性毒理评价（广州市卫生防疫站）。结果表明 :a、鼠伤寒沙门氏菌回变实验（Ames实验），未发现有直接和间接的致突变作用；b、骨髓微核实验：对骨骼嗜多染红细胞微核实验为阴性；c、精子畸形试验：对小鼠精子畸形试验为阴性；d、急性经口毒性实验：LD50>15000mg/kg，属无毒级；e、90天喂养存活试验：对实验大鼠生长发育、血液系统、肝、肾组织及生化指标未观察到损伤作用，指标包括体重，GPT，BUN，HB，WBC，肝，肾、睾丸的大体形态及组织切片镜检。应用细胞或动物进行相关的生物实验，对评价频谱水的临床应用意义非常重要，它可以为开发临床应用范围提供线索和科学依据。骏丰频谱水在临床试用方面也做了大量的调查研究及总结工作。
    四、骏丰频谱水临床应用观察
    1、中山医科大学附属第一医院对频谱水临床应用观察报告。
    该院在口腔科、中医科、外科等科室进行了临床应用观察，主要针对慢性咽炎、扁桃体炎、便秘、口腔溃疡、泌尿结石等疾病。治疗期间停止药物及其它局部治疗，每名患者每天饮用频谱水1000-3000ML，连续饮用 1-2个疗程，并进行复查记录。结果表明：a、慢性咽炎及扁桃体炎痊愈率达 42%，显效率为 100%。b、1998年 7月至 10月第一次临床观察泌尿结石排出痊愈率达 25%，总有效率为 90%，1998年 12月至 1999年 5月第二次临床观察，泌尿结石痊愈率 28.60%，总有效率90.50%;c、便秘痊愈率达 60%，总有效率 95%;d、口腔溃疡痊愈率达80.95%，总有效率95.23%。
    2、广州红十字会医院应用的观察报告。
    结果显示：a、对泌尿结石总有效率达 94.70%;b、慢性咽炎和扁桃体炎痊愈率为 73.30%，总有效率达 96.70%;c、口腔溃疡和慢性便秘总有效率达100%。骏丰频谱水治疗保健仪调制生成的频谱水具有良好的生物学及医学效应，其作用及原理研究涉及到多种学科：包括物理学、电子学、化学、生物物理学、生物化学及分子生物学、医学等诸多方面，许多还是一些学科研究的前沿问题。因此，要深入了解它对生物体（包括人体）的广泛作用产生的良好效应和科学效应原理，还必须做更多的研究和开发工作，让我们不断地努力实践探索，使频谱技术、频谱水为保证人类健康及防治疾病做出更大的新贡献。