Оригинал здесь

¹ Кафедра химической технологии, Индийский технологический институт (IIT) в Бомбее, Adi Shankaracharya Marg, Powai, Mumbai 400 076, Maharashtra, India
² Кафедра биологических наук и биотехнологии, Индийский технологический институт (IIT) в Бомбее, Adi Shankaracharya Marg, Powai, Mumbai 400 076, Maharashtra, India
^* Корреспонденция: Jayesh Ramesh Bellare and Shantaram Govind Kane, Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology (IIT), Bombay, Adi Shankaracharya Marg, Powai, Mumbai 400 076, Maharashtra, India. E-mail: jb@iitb.ac.in, sgkane@gmail.com

Вокруг гомеопатии не утихает полемика, поскольку лекарства в высоких потенциях, таких как 30C и 200C, готовятся с коэффициентом разведения (10⁶⁰ и 10⁴⁰⁰ соответственно), который по своей величине на много порядков превышает число Авогадро, так что теоретически там не должно быть измеримых остатков исходного материала. До сих пор отсутствуют какие-либо гипотезы относительно сохранения свойств исходных материалов и не показано существование какой-либо физической сущности в этих высокопотенцированных лекарствах. Используя рыночные образцы лекарств из металлов, изготовленные имеющими хорошую репутацию производителями, мы впервые с помощью просвечивающего электронного микроскопа (TEM), электронной дифракции и химического анализа с использованием индуктивно связанной плазменной атомно-эмиссионной спектроскопии (ИСП–АЕС) показали присутствие физических объектов в этих высочайших разведениях в виде наночастиц исходных металлов и их агрегатов. Homeopathy (2010) 99, 231–242.

Ключевые слова: гомеопатия, наночастицы, нанокристаллические материалы, просвечивающий электронный микроскоп.

ВВЕДЕНИЕ

Гомеопатия как вид терапии была создана в конце XVIII в. немецким врачом Самуэлем Ганеманом. В ходе своих экспериментов Ганеман изготавливал лекарства из различных природных продуктов. Он понял, что очень высокие разведения этих веществ, приготовляемые пошагово и сопровождаемые энергичным встряхиванием на каждом шаге разведения (что в совокупности называется потенцированием), освобождает в этих разведениях некоторый вид потенциальной активности^1,2. Несмотря на споры и часто высказываемое недоверие научного сообщества относительно эффективности гомеопатии, этот способ лечения выдержал испытание временем и все еще используется во многих странах для излечения различных хронических болезней с помощью лекарств, приготовленных из разнообразных растений, животных, металлов и других минеральных источников.

Однако основным пробелом является отсутствие доказательств физического присутствия исходного материала. Главное затруднение в поиске рационального объяснения связано с тем фактом, что гомеопатические лекарства используются в высочайших разведениях, включая коэффициенты разведения, превышающие по своей величине число Авогадро на несколько порядков, в силу чего в них не ожидается присутствие каких-либо измеримых остатков исходных материалов. В клинической практике рутинно используются гомеопатические потенции 30C и 200C, имеющие коэффициенты разведения 10⁶⁰ и 10⁴⁰⁰ соответственно, намного превышающие число Авогадро, равное 6,023 х 10²³ молекул в одном моле.

Для разъяснения механизма их действия и обоснования его выдвигалось много гипотез. В то время как некоторые гипотезы, такие как теория памяти воды^3–5, формирование клатратов⁶ и эпитаксия⁷ имеют предположительный характер, другие гипотезы, подобно тем, что основаны на рассмотрении квантовых аспектов разведений^8–9, недостаточно проверены либо из-за сложности подтверждения, либо из-за невоспроизводимых результатов. "Кремниевая гипотеза"¹⁰ является единственной моделью, которая предполагает присутствие физических сущностей, таких как силоксаны или силикаты, образующиеся в результате выщелачивания стеклянной тары. Вследствие отсутствия достоверной и проверяемой гипотезы для выявления какой-либо физической сущности, ответственной за лекарственную активность, большинство современных ученых продолжают считать, что гомеопатия в лучшем случае обеспечивает эффект плацебо.

Несмотря на высочайшие разведения потенций 30С и 200С, наш подход состоял в том, чтобы проверить наличие исходного материала в виде наночастиц. Лекарства, полученные на основе металлов, были выбраны так, что металлы содержались в них лишь в виде примесей или загрязнений. Были выбраны три потенции: 6С, 30С и 200С гомеопатических лекарств на основе шести металлов —  золото (Aurum metallicum, или Aurum met), медь (Cuprum metallicum, или Cuprum met), олово (Stannum metallicum, или Stannum met), цинк (Zincum metallicum, или Zincum met), серебро (Argentum metallicum, или Argentum met) и платина (Platinum metallicum, или Platinum met). Коэффициент разведения для 6С — 10¹², что меньше числа Авогадро, в то время как коэффициент разведения для 30С и 200С значительно его выше. Рыночные образцы этих препаратов в 90% растворе этилового спирта были получены от двух известных производителей: SBL, Индия и "Д-р Вильмар Швабе", Индия (WSI).

Мы исследовали следующие физико-химические аспекты:

1. Наличие физических сущностей в виде наночастиц и их размер — с помощью их визуализации под просвечивающим электронным микроскопом (TEM) на светлом и темном поле. (В режиме "светлого поля" контраст формируется за счет поглощения электронов образцом, т. е. если в исследуемом образце имеются поглощающие свет частицы, свет из конденсора частично поглощается, частично рассеивается, и получается некое изображение. Режим "темного поля" используется для получения изображения неабсорбирующих объектов, которые не видны в светлом поле, и изображение в микроскопе формируется за счет тех элементов, которые имеют отличный от окружающей среды показатель преломления: например, у крупных частиц видны только более светлые края, рассеивающие свет. — Прим. перев.)
2. Их идентификация путем сопоставления образцов, изучаемых с помощью метода электронной дифракции на отобранных участках (SAED), с соответствующими стандартными образцами известных кристаллов из литературных источников.
3. Оценка уровней исходных металлов с помощью 500-кратного концентрирования лекарств и дальнейшего их химического анализа с помощью атомной эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-AES). (Индуктивно-связанная плазма [ICP] — тип газового разряда, возбуждаемого переменным магнитным полем при помощи индукционной катушки. Атомная эмиссионная спектроскопия — совокупность методов, основанных на изучении спектров испускания [эмиссии] атомов и ионов в газовой фазе. Эти методы позволяют определить элементный состав вещества [и примеси в нем] по оптическим линейчатым спектрам атомов и ионов анализируемого образца, возбуждаемых в источнике света. В данном случае источником света служит ICP. — Прим. перев.)

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

МАТЕРИАЛЫ

Гомеопатические препараты, используемые для исследования, были получены от коммерческих авторизованных дистрибьюторов ведущего производителя гомеопатических лекарств в Индии (SBL) и от дочернего индийского отделения многонациональной гомеопатической компании "Д-р Вильмар Швабе". Лекарства из случайных партий были закуплены на рынке, и для получения образцов непосредственно от компании не предпринималось никаких усилий. Поскольку лекарства мы приобретали на рынке, только в некоторых случаях нам удавалось достать их из одной производственной серии. Также не предпринималось никаких усилий для получения лекарств из одной партии. Высокопроизводительный жидкостный хроматограф (HPLC) класса этанола, используемый для ICP-AES анализа, был закуплен у компании Commercial Alcohols Inc., Канада. Сетки для ТЕМ, полученные из Pacific Grid-Tech (США), были изготовлены из меди и покрыты формваром, на который была нанесена углеродная пленка, размер ячеек — 200 меш (т. е. 200 отверстий на 1 линейном дюйме. — Прим. перев.).

МЕТОДЫ

Характеризация наночастиц с помощью TEM / SAED: анализ проводился на микроскопе модели Tecnai G2 120 кВ Cryo-TEM (FEI, Хиллсборо, США). Все образцы были просмотрены при 120 кВ. Для TEM-анализа лекарств одна капля оригинального разведения (без предварительного концентрирования) помещалась на медную сетку, находящуюся в чистой среде, покрытую формаваром и пленкой из углерода. Ожидали, пока капля раствора высохнет, после чего добавляли еще одну каплю. Обычное время сушки каждой капли на воздухе при комнатной температуре составляло примерно 30–60 мин. Эта процедура повторялась 5 раз. После воздушной сушки образца в течение следующих 30–60 мин сетка помещалась под инфракрасную лампу примерно на 20 мин., чтобы обеспечить полное высыхание образца и тем самым предотвратить возможность прилипания молекул растворителя к частицам на сетке. Для отобранных для SAED образцов частиц вычислялось d-расстояние (межплоскостное. — Прим. перев.) с использованием длины камеры (калибрировалась ежедневно с использованием в качестве стандарта коллоидного золота). Кроме того, получали изображения в темном поле, для чего выбирались три участка из двух внутренних колец SAED-образца. Величина d-расстояний для SAED-образцов и размеры кристаллитов на изображениях в темном поле были рассчитаны с использованием программного обеспечения Image-J.

Изучение химического состава с помощью ICP-AES: определение исходных элементов в ультраследовых концентрациях осуществлялось на Ultima 2 (Jobin Yvon Horiba, Япония). Рабочие параметры оборудования для ICP-AES были следующими: расход плазменного газа (аргон): 12 л/мин, вспомогательный расход газа: 0,2 л/мин, стандартное поглощение: 2,5 мл/мин; время интегрирования: 5,0 с, распылительная камера: циклоническая спрей-камера. (Поскольку разряд в плазме недостаточен для диссоциации больших капель, спрей-камера отбирает маленькие капли, которые затем направляются в плазму. В камере указанного выше типа капли распределяются в соответствии с их размером благодаря процессу вращения, наименьшие по размеру капли проходят вместе с газом в центральный канал ICP, а меньшие осаждаются на стенки, стекают вниз и выводятся через дренажные отверстия. —  Прим. перев.) Предел точности прибора составляет 0,00001‰. Для целей ICP-AES анализа образцы были подготовлены с помощью предварительного концентрирования растворов (6С, 30С и 200С потенций) в 500 раз в вакуумном роторном испарителе модели Roteva Model# 8706R (Equitron, Индия) при 45° С и скорости 100 оборотов в минуту.

Гомеопатические лекарства были приобретены нами в бутылках емкостью 100 мл или 500 мл. Большинство гомеопатических лекарств производства SBL находилось в бутылках емкостью 500 мл, и лишь некоторые   в бутылках емкостью 100 мл, а все полученные от "Вильмар Швабе, Индия (WSI) Pvt. Ltd." лекарства были в бутылках емкостью 100 мл. В случае лекарств, полученных в бутылках емкостью 500 мл, растворы из 4 бутылок одного и того же лекарства и потенции объединялись для концентрирования вместе, в то время как лекарства, которые были проданы в бутылках емкостью 100 мл, объединялись вместе по 20 бутылок каждого лекарства одной и той же потенции. Концентрирование осуществлялось в чистой колбе с круглым дном, емкость колбы — 50 мл. Использовался роторный вакуумный испаритель. Колба заполнялась раствором (примерно 30–35 мл за один раз), и растворитель выпаривали. После полного испарения растворителя колбу наполняли новой порцией гомеопатического раствора, и процесс повторялся до тех пор, пока весь объем, равный 2000 мл, не был выпарен. Бутылки открывались по одной, чтобы сохранить целостность приобретенных лекарств. Предпринимались все меры для предотвращения загрязнения разведений в бутылках. Остатки Cuprum met, Stannum met и Zincum met подкислялись для растворения частиц содержащихся в них соответствующих исходных металлов с помощью добавления концентрированной азотной кислоты. Аналогично, царская водка (концентрированная азотная кислота и концентрированная соляная кислота в соотношении 1:3) добавлялась к остаткам Aurum met, Argentum met и Platinum met. Для всех образцов, подвергнутых концентрированию, соотношение воды к кислоте поддерживалось как 1:1. Количество кислоты и воды устанавливалось таким образом, чтобы конечный объем составлял 4 мл: таким образом, коэффициент концентрирования равнялся 500. Образцы были отфильтрованы через бумажный фильтр Whatman 40, чтобы устранить остаточные материалы перед анализом. Образцы лекарств из SBL были проанализированы в трех экземплярах, а образцы из WSI в двух. Для отрицательного контроля были также подготовлены образцы в 90% растворе этилового спирта, для которого использовался этанол класса ВЭЖХ и вода марки "Milli-Q". Способ концентрирования этих спиртовых растворов был аналогичен способу, примененному для лекарственных растворов.

Для измерения концентрации металлов были выбраны следующие линии испускания (эмиссии): золото — 242,795 нм, медь  — 324,754 нм, олово — 283,999 нм, цинк — 213,856 нм, серебро —  328,068 нм, платина — 265,945 нм. Необходимое для измерений оборудование калибровалось с помощью упомянутых выше стандартов, используемых для анализа образцов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА И МОРФОЛОГИИ С ПОМОЩЬЮ ТЕМ

Zincum met, Aurum met, Stannum met и Cuprum met в потенциях 30С и 200С были проанализированы с помощью ТЕМ. Результаты приведены в виде микрофотографий (рис. 1(а)—(р)), которые ясно демонстрируют наличие наночастиц и их агрегатов.

Рис. 1 Изображения наночастиц и их агрегатов в светлом поле. Zincum met: (a) 30С (SBL), (b) 200С (SBL), (c) 30С (WSI), (d) 200С (WSI). Aurum met: (e) 30С (SBL), (f) 200С (SBL), (g) 30С (WSI), (h) 200С (WSI). Stannum met: (i) 30С (SBL), (j) 200С (SBL), (k) 30С (WSI), (l) 200С (WSI). Cuprum met: (m) 30С (SBL), (n) 200С (SBL), (o) 30С (WSI), (p) 200С (WSI).

Из-за высокой степени разведения часто видна только одна наночастица или один большой агрегат. В дальнейшем термин "частица" будет применяться и к наночастицам, и к их агрегатам.

Мы отметили высокую полидисперсность (разнообразие) частиц в растворах различных лекарств, имеющих различные потенции, с точки зрения формы и размеров этих частиц. При скрупулезном изучении всего процесса производства этих лекарств ясно, что такая высокая полидисперсность объясняется двумя ключевыми процессами:

1. Разведения в твердом состоянии (до 6Х потенции), включающие тритурацию необработанного материала с лактозой. В процессе такого измельчения, как предполагается, образуются частицы различной формы и размера. Физические характеристики этих частиц зависят от вида сырья и возникшей при растирании скалывающей силы.
2. При разведении с жидкостью важную роль играет процесс встряхивания на каждом шаге потенцирования. При встряхивании жидкой массы, как предполагается, образуются частицы различных форм и размеров, так как действуют три фактора: сила скалывания, возникающая во время ударов контейнера с жидкостью по упругому основанию, свойства исходного материала и различия при встряхивании сосуда, совершаемом разными индивидами. Перестановки и комбинации вышеупомянутых факторов и возможные незначительные различия в производственных процессах, используемых различными производителями, могут объяснить обнаружение полидисперсности между различными лекарствами одного производителя и одним и тем же лекарством разных производителей.

Кроме того, мы сделали еще одно важное наблюдение относительно наличия на частицах поверхностных неровностей, которые были четко видны из-за контраста оттенков на поверхности этих частиц, а также относительно существенных различий в их размерах при различных исходных материалах. Так, бóльшие агрегаты были найдены в Zincum met (рис. 1, (а)—(d)) и Stannum met (рис. 1(i)—(l)), по сравнению с теми, которые наблюдались в Aurum met (рис. 1(e)—(h)) и Cuprum met (рис. 1(m)—(р)) той же потенции.

Приведенные выше наблюдения могут быть объяснены с помощью механизма кавитации, или образования пузырьков пара, при ультразвуковом облучении (акустическая кавитация) всей жидкой массы в процессе производства лекарства. Мы полагаем, что процесс встряхивания является причиной кавитации. Как изложено в следующем разделе, существующие теории кавитации^11–14 могут в принципе дать объяснение наших результатов.

Агрегационное поведение частиц зависит, по-видимому, от физических свойств исходного металла, в частности, точки плавления. Мы наблюдали, что агрегаты цинка в Zincum met и олова в Stannum met были относительно больше по сравнению с меньшими агрегатами золота и меди в Aurum met и Cuprum met соответственно. Точка плавления объемной массы олова и цинка ∼505 К и ∼692 K соответственно по сравнению с более высокими точками плавления золота и меди (∼1337 K и ∼1357 K соответственно). Снижение точки плавления металлических и полупроводниковых частиц при уменьшении размера также хорошо известно¹⁵. Сочетание чрезвычайно высокой температуры поверхности наряду со снижением точки плавления этих частиц может способствовать образованию обнаруженных нами агрегатов.

Вполне вероятно, что во время процесса встряхивания столкновения частиц вызывают подъем температуры на их поверхности гораздо выше точки плавления олова и цинка, тем самым способствуя их агрегации. Однако температура плавления золота и меди гораздо выше, поэтому плавление и синтез этих частиц встречается относительно реже, чем в олове и цинке.

В целом наши данные для светлого поля ТЕМ не показывают большого различия в размерах и природе частиц в одном лекарстве, если мы повышаем потенцию от 30С до 200С. Поэтому индивидуальные размеры кристаллитов определялись по изображениям, полученным с помощью ТЕМ в темном поле (как показано для Zincum met для обоих производителей на рис. 2, (а)—(d)).

Рис. 2 Изображения наночастиц и их агрегатов, полученные с помощью ТЕМ в светлом и темном поле (соответственно), наблюдаемые в Zincum met: (a) 30c (SBL), (b) 200c (SBL), (c) 30c (WSI), (d) 200c (WSI). Вставлены SAED-образцы соответствующих наночастиц/агрегатов.

Мы наблюдали, что в агрегатах всех исследуемых металлов около половины кристаллитов (примерно 40–50%) имели размеры в диапазоне 5–10 нм и что размеры 70–95% всех кристаллитов были ниже 15 нм (рис. S1 в "Дополнительных материалах"). Таким образом, при использовании ТЕМ с темным полем также не было никаких серьезных отличий в размерах кристаллитов в зависимости от потенций.

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ЧАСТИЦ С ПОМОЩЬЮ SAED

Наночастицы и агрегаты, выявленные с помощью ТЕМ, были проанализированы с помощью метода SAED для подтверждения элементного состава. Мы провели множественные испытания одних и тех же частиц с SAED, фокусируясь на внешних и внутренних кольцах для расчета d-расстояний для соответствующих элементов. SAED-изображения наночастиц и их агрегатов, обнаруженные в гомеопатических лекарствах, полученных из металлов, представлены на рис. 3(а)—(р).

Рис. 3 SAED-изображения наночастиц и их агрегатов, в соответствии с рисунком 1(а) — (p). Zincum met: (a) 30С (SBL), (b) 200С (SBL), (c) 30С (WSI), (d) 200С (WSI). Aurum met: (e) 30С (SBL), (f) 200С (SBL), (g) 30С (WSI), (h) 200С (WSI). Stannum met: (i) 30С (SBL), (j) 200С (SBL), (k) 30С (WSI), (l) 200С (WSI). Cuprum met: (m) 30С (SBL), (n) 200С (SBL), (o) 30С (WSI), (p) 200С (WSI).

Анализ всех образцов с помощью метода SAED показал наличие исходных материалов. В частности, Aurum met и Cuprum met от обоих поставщиков (SBL и WSI) проиндексированы относительно содержания золота и меди соответственно. Табл. 1 показывает значения d-расстояний, рассчитанных по диаметрам колец на изображениях частиц, наблюдаемых в образцах Aurum met. Аналогично, у Stannum met от SBL, наблюдаемые изображения проиндексированы по α-Sn, в то время как образцы от WSI — по β-Sn. (Олово [Sn] существует в виде двух аллотропных модификаций — α и β. β-олово — это обычное белое олово, которое может существовать в обычных условиях при комнатной температуре, но при температуре 33° ниже нуля оно переходит в α-олово; α-олово — серый мелкокристаллический порошок, имеющий, вероятно, свойства неметалла. — Прим. перев.) У Zincum met в образцах от обоих поставщиков мы не наблюдали чистого металлического цинка, но SAED-изображения были проиндексированы по гидроксиду цинка, который как соединение цинка можно было ожидать обнаружить в этом анализе (данные о d-расстояниях для цинка, олова и меди представлены в "Дополнительных материалах", табл. S2–S5).

Табл. 1   Картина электронной дифракции: сравнение d-расстояний для Aurum met в 30C и 200С потенциях

Все значения d-расстояний представлены в А-единицах. Данные о d-расстояниях, выделенные жирным шрифтом, взяты из JCPDS#04–0784, остальные данные о d-расстояниях — из Edington¹⁶.

(Кристалл можно рассматривать как совокупность параллельных плоскостей, заполненных атомами и расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Такое семейство плоскостей будет иметь свое межплоскостное расстояние d — кратчайшее расстояние между плоскостями по нормали — и свой символ (hkl): h, k, l называются индексами Миллера. Индексы Миллера связаны с отрезками, отсекаемыми выбранной плоскостью на трех осях кристаллографической системы координат, и показывают пропорциональное отношение этих отрезков. Таким образом, набор чисел d, h, k, l служит пространственной характеристикой кристалла. — Прим. перев.)

Подтвержденное наличие кристаллических разновидностей исходных материалов или производных от них (как видно на дифракционных SAED-картинах), несмотря на сверхвысокие разведения, такие как 30С и 200С, было поразительным, и это доказывает, что исходные материалы сохранились даже в очень высоких разведениях.

Значения d-расстояний для отдельных элементов хорошо подтверждаются данными из "Стандартов (JCPDS) Совместного комитета по порошковой дифракции" (с точностью ±2%). Однако для некоторых d-расстояний для нескольких плоскостей в кристалле значения отличаются приблизительно на ±4%. Различия в некоторых значениях d-расстояний для каждого металла может быть объяснено на основе индукции незначительной пластической деформации в кристаллах. Процесс начального растирания, при котором возникает высокая скалывающая сила, вместе с процессом встряхивания, включающим столкновения наночастиц на высоких скоростях, способствуют генерации ударной волны, вызванной взрывной кавитацией, что могло приводить к незначительной пластической деформации металлических кристаллов. (Движущиеся с большой скоростью наночастицы вызывают понижение давления на некоторых участках, что приводит к образованию кавитации, т. е. образованию пузырьков, заполненных паром. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением, кавитационный пузырек схлопывается, образуя при этом ударную волну. —  Прим. перев.)

На нескольких SAED-картинах частиц, анализируемых с целью обнаружения металлов, также отмечалось наличие рассеянного кольца, подобно образам на дифракционных картинах аморфных материалов. Вероятная причина наличия аморфных фаз на поверхности наночастиц и агрегатов описывается далее в этой статье. В целом данные SAED показали, что частицы исходных материалов представлены даже в таких потенциях гомеопатических лекарств, как 30С и 200С. Для того чтобы определить точное количество исходных металлов в ультравысоких потенциях, мы провели ICP-AES анализ этих лекарств.

ООЦЕНКА КОНЦЕНТРАЦИЙ ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОМОЩЬЮ ICP-AES

ICP-AES является признанной методикой оценки металлов и других элементов. Наше оборудование обеспечивало точность измерения на уровне 10 ppb (0,00001‰), поэтому было необходимо концентрирование гомеопатических разведений, чтобы при используемом оборудовании абсолютно исключить возможность случайных значений при определении величины искомых металлов. (Точность 10 ppb соответствует 10 нг/г, поэтому при анализе исходного гомеопатического лекарства, возможно содержащего металл в количестве, меньшем 10 нг, обнаружить его было бы невозможно. — Прим. перев.)

Анализ лекарств, полученных на основе металлов, выполненный после концентрирования растворов, привел к поразительным результатам. Исходные металлы были обнаружены во всех потенциях (6С, 30С и 200С) при концентрации порядка пикограмм/мл (пг/мл). Значения измеренных концентраций представлены в табл. 2.

Табл. 2   Расчетные значения концентрации исходных металлов в различных потенциях, полученные с помощью ICP–AES (пг/мл)

Выделенные жирным шрифтом числа напротив пары образцов в строке для данного производителя и потенции указывают на их принадлежность к одной производственной партии. Предел обнаружения (LOD) оборудования составляет 10 нг/мл, т. е. соответственно 20 пг/мл в оригинальных разведениях. Все концентрации ниже этого значения были представлены как "не обнаружен" или "нет данных" (ND).
*Данные показывают, что бутылки, используемые для получения необходимого количества (2000 мл) раствора для концентрирования, были из одной производственной партии.

Данные, представленные в табл. 2, показывают значения концентрации металлов в оригинальных гомеопатических лекарствах и рассчитаны по результатам анализа концентрированных растворов этих лекарств. Анализ результатов отрицательного контроля 90% этилового спирта не указывал на наличие ни благородных металлов, ни олова, а для таких металлов как медь и цинк показывал гораздо меньшую концентрацию, чем их концентрация в лекарствах.

Мы проанализировали несколько образцов Aurum met, Argentum met и Platinum met на наличие соответствующих исходных металлов. У Aurum met (SBL) в некоторых исследуемых образцах, в том числе высоких потенций, таких как 30С и 200С, обнаружено присутствие примерно 60–100 пг/мл золота, в том время как в растворе этилового спирта в воде, предназначенном для отрицательного контроля, отсутствовали признаки наличия золота. Однако в нескольких образцах Aurum met (SBL) наличия золота не наблюдалось. Наши результаты указывают на значительные изменения концентрации исходного материала в зависимости от партии лекарства. Это, конечно, неудивительно, учитывая, что способ приготовления включает ручные процессы и отсутствуют какие-либо попытки оценить концентрации исходных материалов в конце процесса производств конкретной партии лекарства. Образцы Aurum met (WSI) не показали наличия золота в заметных количествах.

Похожие результаты были получены для образцов Argentum met (SBL), при анализе которых серебро было обнаружено в одном образце потенции 30С и одном образце 200С (30,6 пг/мл и 116 пг/мл соответственно). Концентрации в других образцах были ниже предела обнаружения. Аналогично, мы обнаружили определяемое наличие платины (∼ 40–220 пг/мл) в образцах Platinum met (SBL) во всех потенциях.

Концентрации недрагоценных металлов, таких как медь, олово и цинк, в соответствующих гомеопатических лекарствах, а именно Cuprum met, Stannum met и Zincum met, были выше (в 2–30 раз выше, чем концентрации благородных металлов) и легко обнаруживались. В образцах из растворов Cuprum met (SBL) мы обнаружили ∼500–2500 пг/мл меди. Аналогично, 6С потенции WSI показали высокую концентрацию меди (∼370 и ∼900 пг/мл в двух образцах соответственно). Тем не менее концентрация меди в высоких потенциях, а именно 30С и 200С, была в некоторых образцах очень низкой (∼10–40 пг/мл), а в других ниже предела обнаружения. Аналогично, в образцах Stannum met (SBL) мы обнаружили олово, хотя и с очень высокой вариацией: от ∼70 до 1000 пг/мл. В гомеопатических разведениях Stannum met от WSI были обнаружены низкие концентрации олова в диапазоне ∼20–180 пг/мл. По сравнению с другими образцами неблагородных металлов концентрация цинка в Zincum met была значительно выше. В образцах Zincum met мы обнаружили присутствие цинка с очень высокой вариацией концентраций для различных производителей: от ∼200 до 2700 пг/мл и от ∼1400 до 4000 пг/мл для SBL и WSI соответственно.

Обнадеживает, что имелась хорошая воспроизводимость результатов с точки зрения предполагаемой концентрации исходных материалов в паре образцов одного и того же лекарства, потенции и производственной партии. Мы наблюдали вариацию до 40% в образцах, принадлежащих к одной и той же производственной партии, по сравнению с вариацией до 1550% в образцах из разных партий. Эти результаты ясно показывают следующее:

1. Подтверждение точности нашего метода, включающего предварительное концентрирование лекарств до анализа, на что указывает умеренное изменение характеристик образцов внутри одной партии (соответствующие данные для Cuprum met, Stannum met и Zincum met выделены жирным шрифтом в табл. 2).
2. Высокая вариация между партиями относительно концентрации исходных материалов данного производителя и данной потенции и между производителями.

Для каждой потенции каждого лекарства, полученного на основе металла, расчетные значения отличаются значительно, и эти отличия могут быть связаны с процессом производства лекарства. Посещение известных производителей показало, что первоначальная тритурация с лактозой выполнялась на автоматизированной машине, использующей ступку и пестик. Кроме контроля размеров частиц металлических порошков в потенции 1Х (при котором 80% частиц исходного материала должны быть менее 10 мкм и не должно быть частиц больше 50 мкм)¹⁷, нет дополнительных проверок для распределения металлов в тритурации 6Х, которая является исходным материалом для перехода к этапу жидких встряхиваний. Мы полагаем, что в этом причина таких больших различий.

Жидкие разведения и этапы потенцирования (в том числе встряхивания) выполнялись в процессе производства лекарства вручную, при этом стеклянный сосуд со всей массой жидкости 10 раз ударялся о резиновую основу, а так как встряхивания осуществлял человек, то было неизбежно изменение силы воздействия и соответственно степени кавитации, возникающей при этих встряхиваниях. Наряду с начальной тритурацией с лактозой, встряхивания сами по себе также могут быть важным методом образования наночастиц исходных материалов из-за интенсивного сдвига этих наночастиц к стенам стеклянного сосуда, сдвига в жидкости и, возможно, столкновения частиц в связи с распадом кавитационных пузырьков, создаваемых ультразвуковой волной. Таким образом, разница в силе сдвига во время встряхивания может привести к большой разнице в образовании обломков наночастиц исходных материалов, тем самым отражая вариации между партиями.

После завершения процесса встряхивания вся масса жидкости отстаивается, прежде чем 1% этого разбавления переносится к 99 частям новой порции 90% этилового спирта. Однако время отстаивания разведения не фиксированное. Кроме того, та часть предыдущего разведения, которая помещается в новую порцию растворителя, берется из сосуда случайным образом и вручную. Сочетание всех упомянутых выше факторов, как мы полагаем, создает большие различия в концентрациях исходных материалов в готовых лекарствах, что мы и наблюдали в наших исследованиях.

В нашем анализе мы также отметили эффект плато в концентрациях самих исходных металлов в частном диапазоне концентраций потенций 6С, 30С и 200С, несмотря на то, что 30С и 200С потенции в 10⁴⁸ и 10³⁸⁸ раз соответственно более разбавлены, чем 6С. Интересно отметить, что плато для неблагородных металлов показывает более высокое содержание металлов, чем для благородных металлов. Наши результаты ICP–AES показали, что асимптотическое приближение начинается приблизительно на потенции 6С (рис. 4).

Наши результаты явились продолжением тенденции, отмеченной при низких потенциях Редером и соавт., которые проанализировали концентрации некоторых металлов в нескольких десятичных разведениях от 6Х до 8Х (что соответствует сотенным потенциям от 3С до 4С). Часть "А" на рис. 4 показывает явное снижение в концентрациях по мере роста разведения исходных материалов. Только у Au³⁺ в растворе AuCl₃ действительная выявленная концентрация была меньше ожидаемой (закрашенные кружки — ожидаемая, незакрашенные — расчетная концентрация). Напротив, концентрация Fe³⁺, хотя несколько ниже ожидаемой для потенции 6Х, не уменьшилась, как предполагалось, и была фактически несколько выше в потенциях 7Х и 8Х (закрашенные звездочки — ожидаемая, незакрашенные  — оценочная концентрация). Аналогично, концентрации Hg²⁺ и Zn²⁺ оказались почти на 200% выше, чем ожидалось для потенции 8Х. Скрупулезный параллельный анализ полученных результатов наводит на мысль о расположении асимптоты в непосредственной близости от потенции 8Х (т. е. 4С).

Если сравнить на графике данные части "А" и наши данные (часть "В"), то видно, что эффект плато достигался при потенции 6С.

В то время как плато достигалось для каждого металла, уровень концентрации варьировался от одного металла к другому, а также между производителями. Плато Zincum met (WSI) (закрашенные квадраты) было значительно выше (между 1300 и 4000 пг/мл), чем у Zincum met (SBL) (незакрашенные квадраты), хотя и здесь наблюдалась вариация, упомянутая ранее. Аналогичные тенденции также наблюдались и для всех остальных анализируемых металлов.

ВОЗМОЖНЫЕ КЛЮЧЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВЫСОКИХ РАЗВЕДЕНИЙ

Акустическая кавитация, будучи хорошо изученным феноменом, может объяснить наши результаты, полученные с помощью ТЕМ, относительно неровностей на поверхностях частиц и агрегации частиц. Исследователи наблюдали, что пузырьки пара, порожденные звуковыми волнами с высокой энергией, имели температуру, превышающую несколько тысяч градусов (∼5000 K), при интенсивном давлении (∼1000 атм.). Полученные таким образом пузырьки существовали очень недолго и затем взрывались, создавая мощную ударную волну, в результате действия которой частицы в растворе начинали двигаться на очень высоких скоростях, и их столкновения индуцировали следующие морфологические изменения на поверхности частиц:

1. Если частицы сталкивались фронтально, локализованное плавление происходило на их поверхности в точке контакта с температурой ∼3000 К. Так как окружающая жидкость имела комнатную температуру, расплавленные поверхности мгновенно охлаждались с очень большой скоростью (>10¹⁰ К/с), при этом расплавленные области мгновенно затвердевали, и в точке соприкосновения частицы сливались, образуя агрегаты.

2. Чрезвычайно высокая скорость охлаждения, не допускающая повторную кристаллизацию в точке соприкосновения, приводит к аморфной фазе на поверхности частицы, что видно на диффузных кольцах, полученных на картинах образцов при электронной дифракции (ЭД).

3. Столкновение частиц под определенным углом скольжения ведет к фрагментации поверхности частиц, что может привести к образованию неровностей на их поверхности.

Приведенные выше теории поддерживают наши наблюдения в отношении наличия неровностей на поверхностях, что мы видели с помощью ТЕМ, так как силовые удары стеклянного сосуда во время процесса встряхивания, возможно, способствовали созданию ультразвуковых волн, ответственных за эти неровности.

Другой вопрос, который вытекает из наших наблюдений, касается того, каким образом, несмотря на такие огромные разведения, частицы исходного материала сохраняются даже в потенции 200С? Ответ на этот вопрос может заключаться в самом производственном процессе. Мы видим, что во время процесса встряхивания в результате ударов стеклянного сосуда о резиновую основу образуются многочисленные нанопузырьки¹⁹ как результат захвата воздуха, а также кавитации, связанные с образованием ультразвуковых волн. Частицы исходного материала мгновенно адсорбируются на поверхности этих пузырьков и кавитаций. Это явление может напоминать механизм образования эмульсий Пикеринга^20–22, при котором на этапе эмульгирования пузырьки воздуха или жидкие капли стабилизируются слоем частиц.

Этот комплекс наночастица–нанопузырек поднимается на поверхность и может оставаться в пределах монослоя, общая концентрация металла в котором ощутимо ниже 0,00001‰ (табл. S6 в "Дополнительных материалах"). Именно этот 1% от верхнего слоя раствора собирается и добавляется к следующему сосуду, к 99 частям нового растворителя, и процесс встряхивания повторяется. Эта передача верхнего 1% слоя на каждом шаге будет гарантировать, что как только мы достигнем нижнего предела концентрации, определяемого монослоем, весь исходный материал будет переходить из одного разведения в другое, стремясь к асимптоте, задаваемой 6С.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Используя современные методы (ТЕА, SAED и ICP–AES), мы продемонстрировали присутствие наночастиц исходных материалов и их агрегатов даже в чрезвычайно высоких разведениях. Подтверждение присутствия наночастиц бросает вызов текущим представлениям о роли разведения в гомеопатических лекарствах. Мы обнаружили, что концентрация достигает плато на потенции 6С и несколько выше. Кроме того, мы показали, что несмотря на большие различия в степени разведения потенций от 6С до 200С (от 10¹² до 10⁴⁰⁰), нет никаких существенных различий в природе частиц (форма и размер) исходного материала и их абсолютных концентрациях (в пг/мл).

Вопрос о том, как увеличение потенции отражается на изменении биологической активности, требует дальнейшего изучения. Конкретные свидетельства присутствия частиц, найденные нами, могут помочь гомеопатии сделать шаг вперед в понимании потенцированных лекарств, а также могут положительно изменить восприятие научным сообществом этого способа лечения.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Не имеется никакого ни финансового, ни личного конфликта интересов относительно работы, описанной в данной статье.

БЛАГОДАРНОСТИ

Мы благодарим Отделение наук о Земле и центр Cryo–TEM Индийского технологического института в Бомбее за анализ с помощью ICP–AES и ТЕМ соответственно. Мы также благодарны Фонду Шридхара Шукла, С. Г. Кейну и Промышленному исследовательскому и консультативному центру (IRCC) при Индийском технологическом институте в Бомбее. Мы также благодарим П. Н. Варму за ценную информацию.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Дополнительные материалы, относящиеся к настоящей статье, могут быть найдены в онлайн-версии публикации.

ССЫЛКИ

¹ Khuda-Bukhsh AR. Laboratory research in homeopathy: Pro. Integr Cancer Ther 2006; 5: 320–332.
² Khuda-Bukhsh AR. Towards understanding molecular mechanisms of action of homeopathic drugs: an overview. Mol Cell Biochem 2003; 253: 339–345.
³ Davenas E, Beauvais F, Amara J, et al. Human basophil degranulation triggered by very dilute antiserum against IgE. Nature 1988; 333: 816–818.
⁴ Chaplin MF. The memory of water: an overview. Homeopathy 2007; 96: 143–150.
⁵ Teixeira J. Can water possibly have a memory? A skeptical view. Homeopathy 2007; 96: 158–162.
⁶ Anagnostatos GS. Small water clusters (clathrates) in the homoeopathic preparation process. In: Endler PC, Schulte J (eds). Ultra High Dilution — Physiology and Physics. Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1994, p. 121–128.
⁷ Rao ML, Roy R, Bell IR, Hoover R. The defining role of structure (including epitaxy) in the plausibility of homeopathy. Homeopathy 2007; 96: 175–182.
⁸ Walach H, Jonas WB, Ives J, van Wijk R, Weingärtner O. Research on homeopathy: state of the art. J Altern Complement Med 2005; 11: 813–829.
⁹ Davydov AS. Energy and electron transport in biological systems. In: Ho MW, Popp FA, Warnke U (eds). Bioelectrodynamics and Biocommunication. Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 1994. Chap 17, pp. 411–430.
¹⁰ Anick DJ, Ives JA. The silica hypothesis for homeopathy: physical chemistry. Homeopathy 2007; 96: 189–195.
¹¹ Doktycz SJ, Suslick KS. Interparticle collisions driven by ultrasound. Science 1990; 247: 1067–1069.
¹² Suslick KS, Doktycz SJ. The sonochemistry of Zn powder. J Am Chem Soc 1989; 111: 2342–2344.
¹³ Suslick KS, Price GJ. Applications of ultrasound to materials chemistry. Annu Rev Mater Sci 1999; 29: 295–326.
¹⁴ Suslick KS. The chemical effects of ultrasound. Sci Am 1989 (Feb); 80–86.
¹⁵ Goldstein AN, Echer CM, Alivisatos AP. Melting in semiconductor nanocrystals. Science 1992; 256: 1425–1427.
¹⁶ Edington JW. Philips technical library — monographs in practical electron microscopy in materials science 2 — electron diffraction in the electron microscope. Eindhoven: N.V. Philips’, 1975, p. 110.
¹⁷ Varma PN, Vaid I. Encyclopedia of homoeopathic pharmacopoeia & drug index. New Delhi: B. Jain Publishers, 2007, pp. 2722–2745.
¹⁸ Röder E, Putz W, Frisse R. Bestimmung von Au, Fe, Zn und Hg in homöopathischen Dilutionen durch zerstörungsfreie Neutronenaktivierungsanalyse. Fresenius Z Anal Chem 1981; 307: 120–126.
¹⁹ Roy R, Tiller WA, Bell I, Hoover MR. The structure of liquid water: novel insights from materials research; potential relevance to homeopathy. Mater Res Innov 2005; 9: 577–608.
²⁰ Pickering SU. Emulsions. J Chem Soc 1907; 91: 2001–2021.
²¹ Binks BP. Particles as surfactants — similarities and differences. Curr Opin Colloid Interface Sci 2002; 7: 21–41.
²² Binks BP, Lumsdon SO. Influence of particle wettability on the type and stability of surfactant-free emulsions. Langmuir 2000; 16: 8622–8631.