離解分子的方法和用途的製作方法

2023-12-10 08:59:42

專利名稱：：離解分子的方法和用途的製作方法
技術領域：
：本發明涉及用於離解靶分子至離子或元素的方法。通過使用選擇的離解或電離的單個或基團鍵能能夠將該方法用於能量、再生、和各種其它應用，包括藥物遞送。
背景技術：
：世界能源地貌很廣闊和複雜。快速增長的全球人口導致對於電力生產和分布的增長的需求。目前正經歷在工業化上積極嘗試的新興國家已經減少能量供給，並且全球範圍增加能量價格。對諸如石油、天然氣、和煤炭的非-再生的能源化石燃料的依賴導致溫室氣體排放物和其它空氣汙染物的危險水平。此外，從環境中用於獲得化石燃料的方法(例如鑽井和露天採礦)能夠導致對周圍生態環境的顯著損害。面對增長的全球能量需求，為了預防進一步財政和環境損害，可再生能技術的發展是必要的。對於化石燃料的簡單、性價比高、和廣-範圍的能量替代物將給予目前能量供應商有效的替代物，同時提供新興國家未來能量基礎設施計劃的安全和性價比高的選擇。病原體、除草劑、殺蟲劑和其它不需要的材料的消除已經成為在土壤、空氣、水(海水和淡水)和城市系統中巨大的問題。例子為多氯聯苯(PCB)，其通過含有PCB製造產品的處理引入環境中。直至1977年未受控制的PCB傾卸導致在水系統中PCB化合物的危險的水平，最終導致植物、動物和人毒性。目前用於去除來自廢物場的汙染物的方法包括焚化、水性溶液的超聲波處理、輻射、熱解、微生物消化、和化學處理。然而，所有這些方法都具有重大的缺點。焚化是有效的，但是在噸的規模上為昂貴的。汙染物的不完全的破壞能夠導致需要進一步處理的第二汙染物。焚化還具有可用於處理汙染的液體和設備但不可用於處理汙染的土壤的限制性。超聲波修復技術(ultrasoundremediationtechnique)能夠處理基於液體的廢物，但是形成需要進一步修復的中間體。使用Y輻射的脫氧的PCB的輻射使得化合物脫氯，從而得到無機氯化物、聯二苯、和大量不加選擇的和未知的中間體汙染物。熱解法是極度消耗能量的，並且還產生需要後-熱解處理(post-pyrolytictreatment)的產物。生物分解是對於汙染物的高度特異的但是慢的生物修復的形式，並且成功的生物修復處理能需要數周或數月。對於液體樣品的修複方法包括過濾、沉積、反滲透、正向滲透、氧化/還原方法、電解、熱輻射、輻射、熱解、和酶催降解。上述方法的缺點與用於傳統固體廢物處理的那些方法類似，即，性價比高、高能量消耗、和需要進一步修復的顯著的中間體和副產物形成。光催化氧化使用用於破壞在流體或空氣中物質的光催化劑。有用的光催化劑通常是具有約3.的室溫帶隙能量的半導體。當使用具有小於約385nm(UV)的波長的光子(hv)輻射該材料時，帶隙能量溢出，並且通過從價帶至傳導帶的提升產生電子(e_)，這導致空穴OO的產生。只要再結合事件不會首先發生，所得的高反應性電子-空穴對具有在能夠參與化學反應的光催化劑的空間-電荷區的使用期。當使用鈦催化劑時，將機制假定如下Η++0Γ—·0H[2]Ti4++e-—Ti3+[3]Ti3++02ads-Ti4++02ads-[4]·OH+汙染物一氧化的汙染物[5]不期望的再結合反應h++e_—hv或熱W]羥基(-0H)和超-氧化物離子(O2ads-)是高反應性種類，其能夠容易地氧化揮發性有機化合物和吸附在催化劑表面上的氣溶膠。鈦-催化的方法使用諸如在催化劑的表面上吸附的氧氣的添加劑。該機制和方法導致氧化降解副產物的形成。在沒有產生需要進一步修復的中間體或副產物下，對於處理在廢料中能量的簡單、性價比高方法存在需求。最終目標是用於將廢物和其它汙染的材料轉化為能夠用於能量或其它商業目的的有用的組分或惰性物質的方法。因此，本方法的目標是提供消除通過目前修複方法產生的氧化的副產物的方法。本方法的進一步目標是在沒有產生需要進一步修復的中間體下，有效地和快速地離解廢產物。本發明的另一目標是使用本方法的產物來產生能量。發明概述已開發了選擇性離解靶分子至組成上不同於靶分子的組分產物的方法，其中因為組分彼此之間不再反應，靶分子的鍵未重新形成。通過單獨使用在頻率和強度下的光或聯合以在靶分子內有效地選擇性斷裂鍵的量的催化劑處理靶分子來影響離解。通過相反方法該方法不會導致組分部分重新-締合至靶分子內。因為通過典型的還原-氧化機制方法不會進行，通過氧化或還原方法、電子的交換、或在已併入氧或其它添加劑的分子的氧化態中的變化，該方法也不會製備組分產物。在優選的實施方案中，對於靶分子該方法是特異的，其為在複雜混合物中靶向分子提供機制。在另一實施方案中，該方法能進一步包括所得的組分產物的純化。能將該方法用於修復廢物或循環使用組分產物。尤其，能將該方法用於離解靶分子以產生氫氣，能將所述氫氣用作能量源。例子包括如在尿、肥料徑流、和農業廢物中的氨。在另一實施方案中，將PCB快速、有效和性價比高地降解，從而製備作為反應僅有的副產物的聯二苯和元素氯。與母體PCB相比，聯二苯為更加低毒和更好降解的。還能將該方法用於治療、預防、和檢測生物疾病和疾患。在優選的實施方案中，納米粒子組合物包括化學療法的生物活性劑，通過將其暴露於選擇的能量頻率和強度-離解能下來釋放它。在另一實施方案中，使用該方法將細胞或微生物選擇性殺死。圖1是在光催化降解之後水性氨的降低百分率的條形圖。使用下面催化劑獲得結果Pt/Ti&(載鉬的二氧化鈦)、Ti&(二氧化鈦)、Cu-AM0(銅-摻雜無定形氧化錳、AMO(無定形氧化錳)、和Cu-Ce-Co(銅-鈰-鈷)。發明詳述I.定義和機制通過吸收光子的能量將原子電離，所述能量等於或高於原子的電離能。通過已知作為多-光子電離的方法，低於原子的電離閾值的多個光子可聯合它們的能量以電離原子。這些概念還可應用於分子。共振增強多-光子電離(REMPI)是分子經過單諧振或多-光子頻率使得達到電子激發中間態的技術。然後將第二光子或多-光子射出電子激發的電子和電離分子。在具有不同的鍵離解能的分子的混合物中，一個化學鍵的選擇性激活需要單色光源。例如，在含有N-H鍵(3.9eV的鍵離解能)和C-H鍵(4.3eV的鍵離解能)的化合物中，4.OeV的特異的光子源專門地離解N-H鍵。本文所述的方法依賴兩條主要的原則。第一原則是靶分子的離解需要斷裂多個鍵。因此，通過給定的分子將多個光子或其它能量的源吸收。第二原則是使用用於離解的能量的具體選擇(頻率和強度)(本文中定義為促進能量)能夠得到在複雜混合物中分子的離解。如本文所通用的"輻射"是指使樣品經過粒子或能量的束或使用粒子或能量的束來處理樣品。輻射包括任何形式的電磁輻射或聲輻射。如本文所通用的"生物活性劑"是指在身體內局部作用或系統作用的任何生理上或藥理上活性物質。生物活性劑是用於治療(例如，治療劑)、預防(例如，預防劑)、診斷(例如，診斷劑)、治癒或減輕疾病或疾患的一種或多種症狀的物質；影響身體的結構或能夠的物質；或在將它們放置在預定的生理環境之後變成生物活性的或更有活性的前藥。例子能夠包括但不限於小-分子藥物、肽、諸如抗體的蛋白質、糖、多糖、核苷酸、諸如適配體、siRNA、和miRNA及其組合的寡核苷酸。如本文所通用的"鍵離解能"是指當鍵分裂時標準焓的變化。如本文所通用的〃鍵能〃是指在分子中鍵離解能的總和的平均值。如本文所通用的"組分產物"是指在靶分子內已知的由唯一元素組成的離子或原子。個別組分產物具有不同於靶分子的化學式。例子為N2和H2,它們是NH3的各組分產物。如本文所通用的"催化劑"是指與在沒有催化劑的離解的速率和/或效率相比，增強分子離解的速率和/或效率的任何化學品。如本文所通用的"化學廢物"是指由於環境或毒性擔憂在給定的樣品中不需要的存在為任何物理狀態的任何無機或有機物質。如本文所通用的"離解"是指分子的鍵的斷裂。要求在本方法中離解為靶分子的原來的鍵不會重新-締合。如本文所通用的"激發態"是指原子或分子的一個或多個電子相比基態為在更高的-能級中的狀態。如本文所通用的〃整體地(globally)「是指使用在表面積上離解的能量來處理有機體，包括多個器官。在極端情況下，整體地是指使用離解的能量來處理整個有機體，而不考慮特異的組織或目標靶器官。如本文所通用的"局部地"是指在靶組織或目標器官中納米粒子組合物的注射。如本文所通用的"納米粒子"是指在納米(nm)範圍的粒子或結構，典型地從約0.Inm至約IOOOnm的直徑。如本文所通用的〃非-靶分子(non-targetmolecule)「是指在包含靶分子的樣樣品"是指經過離解方法的至少一種靶分子。樣品能夠包含靶系統地"是指通過除了注射外的方式將組合物向受試者施用品內不受方法影響的任何物質。如本文所通用的"藥學上可接受的"是指為在合理的醫療決策內的適合用於接觸人和動物的組織的那些化合物、材料、組合物和/或劑型，而沒有過量的毒性、刺激、過敏反應、或與合理的利/弊比相稱的其它問題或併發症。如本文所通用的"促進能量(promoter)「是指靶鍵的離解所需要的能量，其既對於靶鍵為選擇性，又足夠預防所述鍵的重新-締合。如本文所通用的〃離解源的能量(energyofdissociationsource)「是指提供離解能為在靶分子內離解靶鍵所需的能量的任何化學品、設備、或其組合。對於靶鍵離解，離解源的能量必須提供合適的強度和合適的頻率。離解源的能量的例子是耦合至脈衝發生器的氙燈。離解源的能量能夠任選地包含催化劑。這些離解源的能量的例子是二氧化鈦催化劑和耦合至脈衝發生器的氙燈。如本文所通用的"循環使用"是指將廢物中發現的物質重新用於任何目的。如本文所通用的"修復"是指處理廢物，從而獲得儲存的能量或本文所捕獲的有用的組分。如本文所通用的和非-靶分子。如本文所通用的至靶組織或器官。如本文所通用的"靶劑(targetingagent)「是指對於在有機體內特定的細胞類型、組織或器官特效的任何實體。靶劑能夠為合成藥劑或生物藥劑。在使用促進能量治療時，在納米粒子組合物的表面上的生物的、合成的、和其它的靶劑將納米粒子組合物導向待使用囊封的生物活性劑治療的目標細胞。如本文所通用的"靶鍵"是指在靶分子內的任何鍵。靶鍵能夠為共價的、離子的、或包括偶極-偶極相互作用、倫敦色散力、或氫鍵鍵合的"弱鍵"。靶鍵能夠為單一或多個共價鍵。如本文所通用的"靶分子"是指大分子的分子或部分，其含有至少一個鍵。靶分子能夠為納米粒子。II.靶向組合物A.靶分子靶分子必須含有至少一個待離解的鍵。靶分子能夠為固態、液態、氣態、或等離子體物理狀態的任何化合物。靶分子能夠帶電或不帶電。靶分子能夠為天然存在的或合成製備的化合物。在一個實施方案中，靶分子為純化的材料。例子為蒸餾水，通過本文所述的方法將其離解為吐和02。在另一實施方案中，靶分子為在包括非-靶分子的混合物中。該實施方案的例子是溶解在水中的氨。在該實施方案中，氨氣為靶分子，並且將其離解為隊和吐。在該實施方案中的水沒有被離解，因為離解的能量專門針對離解氨的N-H鍵所需的能量，而不是水的O-H鍵。能夠將該方法用於離解幾乎任何分子。用於修復，這可以為諸如PCB的分子。靶分子優選為來自任何來源的廢物或汙染產物，例如烷基磺酸鹽、烷基酚、氨、苯甲酸、一氧化碳、二氧化碳、含氯氟烴、二噁英、富馬酸、潤滑脂、除草劑、鹽酸、氰化氫、硫化氫、甲醛、甲烷、含氮的廢物(汙水、廢水、和農業徑流)、硝酸、二氧化氮、臭氧、殺蟲劑、多氯聯苯、油、臭氧、二氧化硫、和硫酸。靶分子能夠為反應性或揮發性脂肪族或芳香族有機化合物。在醫療領域，分子可為釋放治療劑、預防劑或診斷劑的納米粒子。靶分子還能夠為傳染原的關鍵蛋白質、多糖、或寡核苷酸；轉型的(癌性)細胞；細菌；或其它活有機體。通過以高度特異性和受控的方式暴露於離解的能量能夠影響治療劑、預防劑或診斷劑的遞送。可將這應用於分子自身、或由待釋放的藥劑形成的或將待釋放的藥劑併入的納米粒子。B.靶鍵靶鍵是在靶分子內的任何鍵。受到本文所述的離解方法影響的鍵的類型包括共價鍵、離子鍵、範德瓦爾斯鍵(vanderWaals)、或倫敦色散力、或能夠形成和具有將鍵斷裂和不使鍵形成的一種或多種離解能(如果適用)的任何鍵。在靶鍵為共價鍵的實施例中，鍵能夠為單鍵、雙鍵、或三鍵。離解的能量必須為專門針對靶分子的靶鍵。示例性靶鍵的非限制性清單包括N-H、C-H、C-C、C=C、C三C、C-N、C=N,C=N,C_0、C=0,C=0,0_H、O-P,0=P、和C-X鍵，其中X是選自氯、氟、碘、和溴的任何滷素。離解的能量專門針對靶鍵的鍵離解能。鍵離解能是本領域眾所周知的。鍵離解能的例子包括H-H,104.2kcal/mol；B-F,150kcal/mol；C=C,146kcalmol；C_C，83kcal/mol；B-0,125kcal/mol；N=N,109kcal/mol；N-N,38.4kcal/mol；C_N，73kcalmol；0=0，119kcal/mol；0-0，35kcal/mol；N-CO，86kcal/mol；C=N,147kcal/mol；F-F,36.6kcal/mol；C-0,85.5kcal/mol；C=0(C02),192kcal/mol；Si-Si,52kcal/mol；0-C0，IlOkcal/mol;C=0(醛)，177kcal/mol；P-P,50kcal/mol；C-S,65kcal/mol；C=0(酮)，178kcal/mol；S-S，54kcal/mol；C_F，116kcalmol；C=0(酯)，179kcal/mol；C1-C1，58kcal/mol；C-C,181kcal/mol；C=0(醯胺)，179kcal/mol；Br-Br,46kcal/mol；C-Br,68kcal/molC=0(滷化物)，177kcal/mol；1-1，36kcal/mol；C_I，51kcal/mol；C=S(CS2)，138kcal/mol；H-C，99kcal/mol；C_B，90kcal/mol；N=0(Η0Ν0)，143kcal/mol；H_N，93kcal/mol；C-Si，76kcal/mol；P=0(POCl3)，110kcal/mol；H-0,Illkcalmol；C_P，70kcal/mol；P=S(PSCl3)，70kcal/mol；H_F，135kcal/mol；N_0，55kcal/mol；S=0(SO2)，128kcal/mol，H-Cl,103kcal/mol；S_0，87kcal/mol；S=0(DMSO)，93kcal/mol；H-Br,87.5kcal/mol；Si-F,135kcal/mol；P=P,84kcal/mol；H-1,71kcal/mol；Si-Cl,90kcal/mol；P=P,117kcal/mol；H_B，90kcal/mol；Si_0，110kcal/mol；C=0，258kcal/mol；H_S，81kcal/mol；P-Cl，79kcal/mol；C=C,200kcal/mol；Η-Si,75kcal/mol；P-Br,65kcal/mol；N=N,226kcal/mol；H_P，77kcal/mol；P_0，90kcal/mol；C=N，213kcal/mol。在一個實施方案中，通過本文所述的方法將靶鍵異裂離解。當發生異裂時，除了游離基和放出的電子外，可製備離子的組分產物，例如A:B—A·+B++e或A:B—A++B*+e-游離基能夠重新-締合以形成Α:Β，但是在優選的實施方案中，游離基以同數的方式重新-締合，從而形成Α:Α和Β:Β組分產物。一種、兩種、或多種相同的游離基能夠締合，從而形成已知離子、原子、或分子。在一些實施方案中，靶分子含有多個非-相同的原子、多種氧化態、或其組合，其全部都含有各種類型的靶鍵。具有非-相同的靶鍵(含有多個非-相同的原子)的靶分子的例子為二氯乙烷(CH2Cl2)和乙醇胺(OHCH2CH2NH2)t5具有非-相同的靶鍵(具有多種氧化態)的靶分子的例子包括乙基乙炔HC^CH2CH3和異氰酸乙酯(CH3CH2N=C=0)。C.樣品製備樣品能夠為以用於處理的包括固態、液態、氣態、等離子體或其組合的任何物理狀態。在一個實施方案中，將氣態材料溶解在水中。除此之外，氣態廢物源包括通風補充空氣、周圍空氣、來自汽提和廢氣操作的空氣、土壤蒸汽提取(SVE)、空中的物質、有機顆粒物、工藝排放氣體、和汙水處理廢氣。在一個實施方案中，將包括液體排放物、汙水、工業徑流、和農業徑流的水性處理流(aqueoustreatmentstream)用作樣品。這些液體廢物源已經為水性形式，並且能夠直接使用促進能量來處理。在一個實施方案中，處理諸如填埋廢物和汙染的土壤的固體和汙泥廢物源。在一些實施方案中，靶分子以從1十億分之一(ppb)或更低至非常高濃度的範圍存在。在另一實施方案中，樣品完全由靶材料組成。該實施例的例子為水。本領域技術人員將意識到基於在樣品中靶分子的濃度，離解的能量的強度和離解處理的能量的持續時間會需要調整。通過增加離解的能量功率(瓦特數)、增加對於促進能量的暴露時間、或其組合將更高濃度的靶分子成功地離解。III.離解的能量和能量源離解的能量是用於靶分子的離解所需要的能量，並且專門針對靶鍵或在靶分子內的鍵。離解的能量是可調諧的，並且專門針對在任何靶分子內的任何靶鍵的鍵離解能。使離解的能量以有效地用於靶鍵的裂開和靶分子離解的頻率和強度應用。在例子中，靶分子為AB，根據下列可能的機制，對於A-B鍵特異的離解的能量的應用導致來自靶鍵的電子的射出，產生游離基、離子、和電子A:B—A·+B++e或A:B—A++B*+e-離子和游離基能夠為穩定的可分離的種類，或能夠與其它離子合併以形成分子，即組分產物。通過電子冷阱能夠將射出的電子捕獲。離解的能量的強度必須使得不會發生將組分重新-締合回靶分子。在一個實施方案中，離解的能量的應用滿足通過一步電子方法的靶分子的靶鍵的鍵離解能，並且將靶鍵離解。一旦一個靶鍵已經被離解，能夠將離解源的能量調諧為第二靶鍵離解能的頻率，並且將所述離解源的能量應用於樣品，從而影響第二靶鍵的離解。能夠將離解源的能量按照需要調諧，從而離解所有靶分子的靶鍵。有許多這樣的設備，其能夠在納秒內或更快提供多-能量或光子的，從而影響不可逆的離解和預防來自離解的靶分子組分的反應物的形成。在另一實施方案中，離解的能量的應用滿足通過包括靶分子的裡德伯激發態(Rydbergexcitedstate)的方法的靶分子的靶鍵的鍵離解能。首先，離解源的能量激發靶分子至裡德伯態，其中已獲得靶分子的從離子核心中幾乎遷移電子的能量(電離或離解能)。接著，相同或不同的離解源的能量然後供應足夠的能量，從而從靶鍵中射出激發的電子。在該實施方案中，能夠將一種或多種離解源的能量用於該步驟中。一旦一個靶鍵已經被離解，能夠將離解源的能量調諧為第二靶鍵離解能的頻率。能夠將離解源的能量按照需要調諧，從而離解靶分子的所有靶鍵。例如，通過包括裡德伯態的兩-步驟方法使用離解的能量來處理氨。首先，193nm的離解處理的能量激發在N-H鍵中共享的電子，使得氨為在激發的裡德伯態中。214nm的離解處理的後續能量排斥電子，並且離解氨氣至NH2_和H。後續的離解性方法會得到重新-締合以形成隊和H2的組分產物。在一個實施方案中，將一-步驟方法、二-步驟方法、或其組合用於離解靶分子。在一個實施方案中，將一種或多種離解源的能量用於在靶分子內各靶鍵的離解。在一個實施方案中，將一種或多種離解源的能量聯合用於在靶分子內各靶鍵的離解。示例性分子含有N-H、C-0、和O-H鍵。應用離解源的193nm和214nm氙燈能量來分裂N-H鍵。使用單色脈衝發生器來分裂C-O鍵。使用光催化劑和UV輻射的聯合來分裂O-H鍵。所有這些離解源的能量包含用於將靶分子的所有鍵完全離解所需要的離解的能量。在一些情況下，這需要三種或更多種鍵能以排斥電子。在一些情況下，可將濾波器用於從寬範圍來源中分離波長或能量。A.離解源的能量離解源的能量提供促進能量的能量。離解源的能量遞送輻射能、催化作用、或其聯合。離解源的能量為離解的能量提供電磁能、聲能、或滿足靶鍵的鍵離解能的任何其它能量。離解源能量的能量選自非排他性清單，包括光子能、光-催化能、化學能、動能、勢能、磁能、熱能、重力能、聲能、光能、彈性能、DC或AC調製電流(電能)、等離子能、超聲、壓電能或電化學能。離解源的能量包括能夠提供特異的鍵離解能從而在沒有非-靶分子鍵受到影響下特異地斷裂靶分子的靶鍵的任何設備。例子包括單-色光、單調的聲音、或任何其它的單-能量源。在一個實施方案中，通過使用納-脈衝至皮-脈衝周期的發生器，在恰當的頻率和強度下應用離解源的能量，從而得到在快速時間範圍內多-光子或多-頻率離解的能量。在一些實施方案中，離解源的能量能夠為頻率發生器、電發生器、等離子發生器、弧光燈、脈衝發生器、放大電機、可調諧雷射器、紫外線燈、紫外雷射器、脈衝紫外線發生器、和超聲波發生器。在一些實施方案中，離解源的能量是具有任意數目的燈、發生器和/或燈泡的一種或多種反應床層；依據直徑和長度具有相同或不同尺寸的燈、發生器和/或燈泡；具有相同或不同瓦特數的燈、發生器和/或燈泡和/或前述的任意組合。在該方法中使用的燈、發生器和/或燈泡能夠為任意形狀、尺寸或瓦特數。例如，使用脈衝燈源允許使用10瓦特能量的輸入，並且產生在1/3秒的輸出內400，000瓦特的脈衝能量，從而減少能量使用和設備尺寸及花費。在優選的實施方案中，離解源的能量脈衝可調諧雷射器或附接至脈衝發生器的二極體。本領域技術人員會意識到靶鍵的性質，並且將靶分子確定離解源的能量的同一性、頻率、和強度。在一個實施方案中，光催化方法使用通過離解源的紫外能量提供的紫外光促進能量，將所述離解源放置以發射紫外光的光子。通常使紫外光源適應製備具有在電磁光譜的紫外部分內的一種或多種波長的光。然而，應當將方法理解為包括可產生具有一種或多種不在電磁光譜的紫外部分內的波長(例如，大於400nm的波長)的其它光的紫外光源。在其它光催化方法中，通過其它裝置來替換離解源的能量，例如除了紫外的螢光燈或燈泡外的燈或燈泡；非-紫外光發射二極體；增加表面積的波導管和直接的紫外光以及激活光催化劑的任何能量光源；水銀蒸汽燈；氙燈；商素燈；混合氣燈；和提供足夠能量至光催化劑物質從而導致發生鍵離解的微波源。在一個實施方案中，將光催化劑施加至光導纖維裝置的表面，並且通過特異的離解的能量從內部將所述光催化劑激活。能夠將光導纖維裝置放置在空氣、固體或液體流動通過的膜內。B.離解源的能量強度離解源的能量強度是供應給處理靶分子的促進能量的能量的量。離解源的能量強度與能夠離解的鍵的數目和百分率直接成比例。與離解源的更高強度能量相比，離解源的低強度能量有能力離解更小比例的靶鍵。例如，在離解源的光子能量中，存在越大量的光子數目，則有更高射出電子的可能性。在一個實施方案中，通過使用脈衝發生器連同有恰當波長的燈、或可調諧雷射器來增加離解源的能量強度。在優選的實施方案中，脈衝發生器每秒提供預定數目的脈衝。C.離解源的能量頻率離解源的能量的能量頻率(在光子的情況下，輻射能量的波長)特異地離解靶化合物的靶鍵。取決於靶材料的化學結構，能夠使用一種頻率、多種選擇的頻率、或離解源的能量頻率的組合。設備必須遞送離解能量的足夠強度以完全地離解足夠數目的鍵，從而滿足最終用戶的需求。測定能夠將靶鍵離解的恰當頻率的方法是本領域已知的，並且所述方法包括共振增強多-光子電離(REMPI)光譜、共振電離光譜(RIS)、光致碎片成像(photofragmentimaging)、產品成像(productimaging)、速度成像(velocitymapimaging)、三-維離子成像(three-dimensionalionimaging)、質心(centroiding)、零電子動力成像(ZEKE)(zeroelectronkineticimaging)、質量增強臨界電離(ΜΑΤΙ)(massenhancedthresholdionization)、禾口光一誘導裡德伯電離(PIRI)(photo-inducedRydbergionization)。將氨氣離解為氫氣的波長為193、214、222、234和271nm。將三種或多種這些波長聯合使NH3斷裂為其組分(N2(g)和H2(g))，而沒有產生臭氧。用於離解的波長的例子包括193nm和214nm，這兩者都需要。248nm的波長會分解臭氧。在優選的實施方案中，使用恰當的濾波器，離解源的能量頻率範圍為從115nm至400nm，從而滿足僅用於氫氣離解所需要的離解能的精確頻率。對於籠蔽效應和分子相互作用做出調整。在一個實施方案中，通過可調諧雷射器或使樣品經過單-能量(mono-energy)的光能量源來供應離解源的能量頻率。如果應用在足夠強度下恰當的離解鍵能以離解選擇的鍵或一組鍵，除了通過靶向離解的選擇的鍵來測定的分子或原子外，沒有不加選擇的或隨機分子或原子產生，這消除在氧化和還原、微生物、或不加選擇的化學反應中觀察到的非期望的副產物或中間體的隨機產生。還能夠將電子冷阱加入該方法中，從而保證沒有中間體或副產物產生的重新組合或可能性。D.催化劑在一個實施方案中，離解源的能量包括催化劑。催化劑增強鍵離解的速率。催化劑能夠為任何物理構型的任何材料，所述物理構型與樣品和任何其它離解源的能量兼容。催化劑可以為單功能、多功能、或其組合。能夠單獨或聯合其它催化劑使用催化劑。將催化劑用於驅使反應至100%完成，S卩，通常將每個氨分子離解為氮氣和氫氣。將催化劑施加至靶分子或能量源與靶分子之間的界面，其中使靶分子接觸催化劑。將催化劑施加至表面(例如納米粒子或管)、或將催化劑分散在液體或混懸物內，通過這樣將能量傳遞給靶分子。在優選的實施方案中，離解源的能量包括光催化劑和光子(基於光的)能量源。光催化劑提供用於將光轉化為化學能量的有效方法。催化劑或光催化劑是半導體材料，例如二氧化鈦、載鉬的二氧化鈦、無定形氧化錳、和銅-摻雜氧化錳、二氧化鈦、鈦酸鍶、鈦酸鋇、鈦酸鈉、硫化鎘、二氧化鋯、和氧化鐵。光催化劑還能夠為負載金屬的半導體，例如鉬、鈀、銠、和釕、鈦酸鍶、非晶矽、氫化非晶矽、氮化非晶矽、多晶矽、和鍺、及其組合。催化劑或光催化劑能夠為碳-基石墨烯或石墨，以及碳-摻雜半-導體的或其它磁性材料，例如，石墨烯摻雜的AMO。在實施例1中數據顯示在NH3的光催化降解中Cu-AMO的良好的活性。用於增加活性的一些參數包括增大的表面積、[Cu2+]的優化、和所得的形態。因為AMO是混合的化合價(Mn2+，Mn3+，Mn4+)，有可能將Cu2+還原為Cu1+，催化劑的電子性質也可以是重要的。使用X-射線光電子光譜法能夠檢測最有活性光催化劑，從而研究在這些材料中銅的氧化態。催化劑特徵在於用於研究材料的任何結晶度的X-射線粉末衍射法(XRD)；用於研究催化劑的結晶度和非晶區含量的在透射電子顯微鏡(TEM)中電子衍射(ED)；和用於催化劑的組成的原子吸收(AA)。通過在掃描電子顯微鏡(SEM)中能量色散X-射線分析法能夠進行固體樣品的半-定量分析。E.工序的持續將工序典型地進行直至所有靶分子已經被離解為組分產物。持續時間的例子包括若干分之一秒至10分鐘。在優選的實施方案中，將工序持續一分鐘。本領域技術人員將意識到離解源的能量強度、樣品的濃度、和所需離解源能量的能量會影響用於完全理解所需的時間量。IV.使用的方法當施加至分子時，任選地在催化的或類似的促進能量存在下，在恰當的強度下光的具體頻率會離解任何選擇的鍵，這導致通過分子的原子離解的破壞或失活。能夠將組分產物氣體、元素或化學品純化、儲存、利用或處理。A.修復在一些實施方案中，使用離解的能量使包含靶分子的化學廢物或汙染的材料經過離解，從而修復處理流(treatmentstream)或廢物源。除此之外，處理流的類型包括通風補充空氣、周圍空氣、來自汽提和廢氣操作的空氣、土壤蒸汽提取(SVE)、空中的物質、有機顆粒物、工藝排放氣體、汙水處理廢氣、含有至少一種非期望的或另外不需要的化合物的液體排放物(例如汙水、水產養殖水、工業和農業徑流)。在其它的實施方案中，還能夠將方法用於修復廢物、汙泥廢物、填埋廢物、和汙染的土壤。在水和農業中硝酸鹽和氨修復例如，通常發現溶解在由耕作和農業或水產養殖所導致的排出流和廢產物中氨能夠被離解為N2和H2氣體。當在地下水中發現在IOppm或更高的水平下的氨的氧化結果之一的硝酸鹽時，已經證明它導致孕婦的自發流產。隨著農業徑流的增加以及滲漏至淡水和鹹水系統中，去除這些含氮的副產物和大部分的所有其它副產物的需求已經變成保護我們增長人口的必要需求。每7至10年，由於設備的磨損，本地城市汙水管和水系統需要重新-加工，並且由於增長的人口，本地城市汙水管和水系統需要擴張。去除微生物和其它引入的汙染物的該方法會使得一些目前能量浪費型和過分超尺寸的工序被緊湊型裝置代替，所述緊湊型裝置的花費應當比目前去除型裝置的合併的花費少許多。能量消耗/銷毀的汙染物會比目前操作小很多。與目前市售裝置相比，足跡(footprint)要小很多。因此，當將這些系統放置在中心城市區域或在家中(空間受到重視)時，該技術能夠為經銷商提供競爭優勢。該技術還提供在過去得不到的汙染消除的有效水平。在沒有產生的毒性副產物下，微生物或靶分子殺傷率會是完全的，這預防由於未經檢查的不會從大部分的目前城市設施中去除的一些這樣富含營養素和負載疾病的副產物的排放的諸如藻華的災難或微生物汙染的疾病。其它相關的市場包括用於清潔在養魚池、消費者魚缸或水產養殖應用中氮廢物以及清潔有限的位置中(例如，在潛艇中、船舶上、或在政府設施中、在水為缺乏的或汙染的獨立區域中)發現的汙染物的光催化體系。其它應用包括用於處理在環境中消耗的水的可攜式裝置。在養魚池市場中競爭者使用生物-過濾技術，其是無效的，並且產生許多有害的副產物。已經使用或正在用於該市場的其它應用為低強度UV系統或氧化系統，由於它們對汙染物的不完全的處理或諸如臭氧的第二產物的生產或使用，這些均產生有害的副產物，所述第二產物也有害於儲罐系統的居民和這些儲罐的所有者。PCB修復該技術的主要的應用是在PCB修復中。多氯聯苯是作為同源物已知的高達209種個別的含氯的化合物的混合物。沒有已知的PCB的天然源。由於將PCB用作在變壓器、電容器、和其它電力設備中冷卻劑和潤滑劑，PCB被引入我們的環境中。儘管在1977年停止了PCB的生產，它們繼續影響著我們的環境和所有活有機體。文獻中充滿PCB對於動物和植物生命的有害的作用的說明。例如，在1968年的日本，通過食用大米飼料被PCB汙染的雞，14,000人中毒。還需注意的是，在2008年紐約時報(NewYorkTimes)報導"ToxicBreastMilk"，在整個US，PCB通過它們的方式進入健康的哺乳母親中至高達IOOOppb的PCB水平。在知道PCB的有害作用之前，將該化學品未受控制地傾倒至環境中數年。在1947年至1977年間，GE傾倒超過1.3百萬磅的PCB至哈得遜河(HudsonRiver)。主要汙染的其它區域是在印第安納州andiana)布魯明頓(Bloomington)的老威斯汀豪斯(Westinghouse)工廠周圍的區域。儘管做了大量的工作以清潔區域，大的湖泊還被嚴重地汙染。通過大氣汙染的全球運輸已經成為在預防美國居民暴露於其它國家和任何的自身位置大氣運輸中主要的問題。已經評估由於在密爾沃基(Milwaukee)中1.9ng/m3的PCB的環境濃度，密西根湖(LakeMichigan)聚集120Kg/年的PCB。在美國中一些家庭已經發現高達35ng/m3的濃度，這比3.4ng/m3的EPA指導方針限制(EPAguidelinelimit)高10倍。PCB表現出廣泛的毒性作用。取決於特異的PCB，這些作用可改變。類似於二噁英，將PCB和單-正-PCBOnono-ortho-PCB)的毒性認定為首先通過至芳香烴受體(AhR)的結合被介導。因為AhR是轉錄因子，通過改變基因的轉錄，異常的激活可破壞細胞功能。毒性當量因子(TEF)(toxicequivalencyfactor)的概念是基於PCB激活AhR的能力。例如，二-正-取代的非-共平面的PCB幹擾依賴鈣的細胞內的信號轉導；這可導致神經毒性。通過結合至運甲狀腺素蛋白，正-PCB可破壞甲狀腺激素轉運。目前消除PCB的方法為物理的、微生物的、化學的和控制，所有這些都具有它們的益處和缺點。已經將大量的PCB主要以壓器和電容器的形式放置在填埋場。許多城市位置未被設計為含有這些汙染物，並且PCB能夠逸出至大氣或地下水中。焚化能夠為非常有效的，但是很貴，焚化能夠轉移中間體汙染物至空氣或水中，並且除了通過PCB自身的不完全破壞所形成的那些，焚化能夠形成諸如P⑶D、P⑶F、二噁英的新的汙染物。這些特異的條件意思是在噸的規模上破壞PCB是極其昂貴的，並且它僅能被用作含有PCB的設備和汙染的液體。該方法不適用於受汙染的土壤的淨化。在類似於燃燒的方法中，將高功率超聲波施加於水中，這產生空化氣泡。該方法將PCB轉化為另外的形式。該形式還能夠是有害的，並且需要進一步處理。該方法也是耗能的。如果使用γ射線將在異丙醇或礦物油中PCB的脫氧的混合物經過輻射，然後PCB會脫氯，從而形成無機氯化物和聯二苯。該方法為不加選擇的，並且能夠形成許多未知的中間體汙染物。通過諸如氧氣、一氧化二氮、六氟化硫或硝基苯的物質該方法還被抑制。類似於焚化，使用等離子弧方法的PCB的熱解破壞使用熱量，但是又不同於焚化，它沒有燃燒。該方法能夠為耗能的。使用在惰性環境中通過電弧提供的極端溫度將長鏈分子斷裂。為了預防逆反應的風險，在所得的產物的處理之後足夠的後熱解是需要的。許多化學方法可以破壞或降低PCB的毒性。通常這些方法與高溫相關，它們形成中間體，它們是氧化的，並且被抑制。工作已經以能夠分解PCB的微生物的研究為中心。通常，這些有機體工作非常緩慢。它們傾向於對它們的脫-氯化的高選擇性，儘管當涉及選擇碳源時，選擇性不是很大，通過接近優先於PCB分解的碳的其它來源在碳源處可將它們重新定向。通過環境、化學、和競爭性生存環境還將它們抑制，因此，它們不能夠進行分解或方法在減少許多的速率下進行。進一步最近的發展已經集中在測試從顯示PCB活性的微生物中提取的酶和維生素上。維生素B12的使用似乎是特別有前途的，其中在正常氧化還原條件下鈷離子為氧化態(III)。將檸檬酸鈦(III)用作強還原劑，將鈷從Co(III)轉化至Co(I),得到已知作為B12的新的維生素，其是強效的親核試劑和還原性催化劑。然後能將這用在PCB上，它以快速和選擇性方式脫氯。許多抑制因子能夠影響結果。該方法僅消除該方法的生物狀態，並且將以酶形式的已知的催化劑來進行PCB的分解。與這些方法相反，使用免受其它化學品抑制的方法，僅對PCB選擇的區分的光催化方法會形成毒性中間體副產物。而且，與天然酶催化劑相比，Cu摻雜的AMO催化劑會進行更好，並且通過目前方法產生更經濟、有效的非-副產物製備溶液。對於PCB的大氣破壞的主要的途徑是通過OH自由基的攻擊。然而，該方法是不加選擇的，並且會產生不同的副產物。直接的光分解能夠發生在高層大氣中，但是通過臭氧層激發PCB必需的紫外的波長從對流層被隔離。通過選擇用於破壞PCB的精確的鍵能，將它們濃縮，並且施加在足夠強度下選擇性離解催化劑的能量在它們上，應該在沒有副產物產生下使其達到100%破壞。B.能量循環使和/或回收在一個實施方案中，一旦純化，根據下面方法將組分產物用於產生能量(a)將包含靶分子的樣品處理，從而離解靶分子為組分產物；(b)將組分產物純化；以及(c)將至少一種組分產物用作能量的源。在一個實施方案中，將離解方法的所得的組分產物純化和/或用於另外的目的。例如，通過微篩(microsieve)或納米海綿(nanosponge)將諸如氣體的所得的組分產物收集。在另一實施方案中，將散發的氫氣溶解在水中，並且將其轉化為氣態氫氣。通過洗滌、深冷分離、變壓吸附(pressure-swingadsorption)、或隔膜分離器能夠將氣態氫氣進一步純化。在一個實施方案中，將由方法所得的氫氣用於為燃料電池供以動力。在優選的實施方案中，將使用促進能量通過在尿中氨的離解所產生的氫氣回收，並且用作能量源。在氨的輻射離解的例子中，能夠將所得的氫氣純化和用作能量。能夠將這用在下列情況中，例如與「大型(mega)」養豬場或奶牛場相關的大型廢物處理罐。在一個實施方案中，根據下列方法能夠將組分產物進一步回收用於除了產生能量之外的目的(a)將樣品處理，從而將靶分子離解為組分產物；(b)將組分產物純化；以及(c)循環使用至少一種組分產物。在氨的輻射離解的例子中，能夠將所得的氮氣儲存，並且用作防腐劑或工業化學品。通過包括氧、硫、和磷的方法能夠產生包括所有同素異形體構型的其它組分產物。所有這些化合物可用於各種工業加工。C.醫療應用需要用於靶細胞、組織、和器官(用於生物活性劑的特異的遞送)的有效的機制，特別是化學療法。對於在沒有損害周圍組織下精確遞送生物活性劑的方法還保留需求。能夠將本文所述的方法用於遞送藥物、釋放藥物、或選擇性殺死癌症或傳染原。這些可以通過靶向在細胞或有機體上或中的特異的分子，或以納米粒子的形式、附接至、或併入納米粒子的分子。在一些實施方案中，納米粒子組合物包括納米粒子，例如生物可降解的納米粒子、巴克球(buckykill)、碳納米管、脂質體、納米殼(nanoshell)、樹形化合物(dendrimer)、量子點(quantumdot)、磁性納米粒子、超順磁納米粒子、納米棒、金納米粒子、半導體納米粒子(量子點或硼摻雜的矽納米線)、氧化矽粒子、病毒顆粒、或其組合。靶分子能夠為金納米粒子組合物，其至少具有在長度上測量小於微米的一維。在一些實施方案中，金納米粒子組合物為以納米棒、納米球和片狀納米顆粒(nanoplatelet)的形式。在一些實施方案中，金納米粒子能夠由金合金製備。能夠用於形成金合金納米粒子組合物的金屬優選地具有高的Z數目，並且包括但不限於金、銀、鉬、鈀、鈷、鐵、銅、錫、鉭、釩、鉬、鎢、鋨、銥、錸、鉿、鉈、鉛、鉍、釓、鏑、鈥、和鈾。在另一實施方案中，靶分子是由金屬芯和圍繞金屬芯的改性表面層製備的納米粒子組合物。金屬芯優選為金。然而，在一些實施方案中，金屬芯可由金合金或另外的金屬製備。能夠用於形成合金納米粒子組合物的金屬芯的金屬優選地具有高的Z數目，並且包括但不限於金、銀、鉬、鈀、鈷、鐵、銅、錫、鉭、釩、鉬、鎢、鋨、銥、錸、鉿、鉈、鉛、鉍、釓、鏑、鈥、和鈾。金屬芯能夠由一種金屬組成，或它能夠為混合物或這些金屬的有序的、同心層、或混合物和層的組合。牛物活件劑在優選的實施方案中，納米粒子組合物包括一種或多種生物活性劑。示例性生物活性劑選自非排他性清單，包括諸如單獨或聯合用於治療HIV或肝炎B或C的核苷的無環鳥苷(acyclovir)和蛋白酶抑制劑的抗病毒藥；抗-寄生蟲藥(蠕蟲、原生動物)；抗-癌劑(化學療法)；抗體及其生物活性片段(包括人源化的、單鏈、和嵌合的抗體)；肽類藥物；消炎藥；寡核苷酸藥物(包括反義、適配體、核酶、用於核糖核酸酶P的外在引導序列、和三鏈體形成劑(triplexformingagent))；抗生素；基因；諸如鹼性水楊酸鉍的抗潰瘍劑；助消化補充劑和輔因子、和維生素。在一些實施方案中，生物活性劑是顯像劑或診斷劑。在一個實施方案中，診斷劑是硫酸鋇。能夠將其它放射性材料或磁性材料用於替代、或除此外射線-不透性顯像材料。其它材料的例子包括氣態或氣體-發射(gas-emitting)化合物。在一些實施方案中，生物活性劑能夠單獨或聯合其它生物活性劑、載體、賦形劑、稀釋劑、填料、或其它藥學上可接受的材料存在。在一些實施方案中，將生物活性劑與納米粒子組合物共價地結合。在另一實施方案中，將生物活性劑囊封在納米粒子組合物內。在最優選的實施方案中，納米粒子組合物包括化學治療劑或諸如長春花生物鹼的抗癌劑；破壞微管功能的藥劑(微管穩定劑和去穩定劑)；抗-血管形成劑；酪氨酸激酶靶劑(例如酪氨酸激酶抑制劑)；過渡金屬絡合物；蛋白酶體抑制劑；抗代謝物(例如核苷類似物)；烷化劑；鉬-基劑(platinum-basedagent)；蒽環類抗生素；拓樸異構酶抑制劑；大環內酯；治療抗體；類維生素A(例如全反式維甲酸或其衍生物)；格爾德黴素或其衍生物(例如17-AAG)；和本領域眾所周知的其它標準化療劑。例子包括阿黴素、秋水仙鹼、環磷醯胺、放線菌素、博來黴素、柔毛黴素、阿黴素、表柔比星、絲裂黴素、氨甲喋呤、米託蒽醌、氟尿嘧啶、碳鉬、亞硝脲氮芥(BCNU)、甲基-CCNU、表鬼臼毒素吡喃葡糖苷、幹擾素、喜樹鹼及其衍生物、膽留醇對苯乙酸氮芥、紫杉烷類及其衍生物(例如，紫杉醇及其衍生物、紫杉特爾及其衍生物，等)、託泊替康、長春花鹼、長春新鹼、三苯氧胺、哌醯硫烷、nab-5404、nab-5800、nab-S801、依立替康、HP、歐塔紫杉醇(Ortataxel)、長春瑞濱、特羅凱(Tarceva)、Neulasta、拉帕替尼(Lapatinib)、索拉非尼(Sorafenib)、諾維本(長春瑞濱)、蒽環類抗生素(Doxil)、拉帕替尼(GW57016)、赫賽汀(Here印tin)、吉西他濱(Gemzar)、卡培他濱(Xeloda)、Alimta、順式鉬氨、5-氟尿嘧啶、表柔比星、環磷醯胺、Avastin、Velcade、及其衍生物。在一些實施方案中，化療劑是包括在腫瘤生長中的其它因子的拮抗劑，例如EGFR、ErbB2(也稱為Herb)、ErbB3、ErbB4、或TNF。生物活性劑能夠以精細顆粒的形式均勻分散在納米粒子材料內。在另一實施方案中，在配方納米粒子組合物期間，生物活性劑部分地溶解在熔化的載體材料中，或與載體材料部分溶解在互溶溶劑中。在另一實施方案中，在配方納米粒子組合物期間，生物活性劑完全地溶解在熔化的載體材料中，或與載體材料完全溶解在共-溶劑中。通過選擇材料和將它們處理的方式來將這完成。諸如玉米朊的水溶性的蛋白質是優選的用於形成含有生物活性劑的納米粒子組合物的載體材料。此外，能夠將水溶性的蛋白質、多糖及其組合與生物活性劑配製成納米粒子組合物，並且最終交聯以形成不可溶的網狀物。例如，能夠將環糊精與單獨的生物活性分子絡合，並且最終交聯。在含有納米粒子組合物的生物活性劑的配製物中，還可將某些聚合物用作載體材料。合適的聚合物包括乙基纖維素和其它天然的或合成的纖維素衍生物。諸如羥丙基甲基纖維素或聚氧化乙烯的緩慢溶解的以及在水性環境中形成凝膠的聚合物也可適合用作含有生物活性劑的納米粒子組合物的載體材料。將藥物囊封或併入載體材料以製備含有生物活性劑的納米粒子組合物，這能夠通過已知藥物配方技術獲得。為了產生保護生物活性劑免於暴露於機械破碎(例如，研磨、咀嚼、或切碎)的組合物，將生物活性劑緊密分散在載體材料內。在配方脂肪、蠟、或蠟-狀材料的情況下，將載體材料加熱至高於它的熔化溫度，然後將生物活性劑加入，從而形成包含混懸在載體材料中生物活性粒子、溶解在載體材料中生物活性粒子、或其混合物的混合物。最終通過數種方法能夠將納米粒子組合物配方，所述方法包括但不限於凍結法、擠出法、噴霧冷凍法或水性分散法。在優選的方法中，將蠟加熱高於它的熔化溫度，將藥物加入，然後在恆定的攪拌下隨著混合物冷卻將熔化的蠟-藥物混合物凍結。可選擇地，能夠將熔化的蠟-藥物混合物擠出和滾圓(spheronize)，從而形成小丸或小珠。這些方法的詳細白勺述能夠在〃Remington—Thescienceandpracticeofpharmacy",20thEdition,Jennaro等(Phila,Lippencott,Williams,andffilkens,2000)中找到。對於一些載體材料，使用溶劑蒸發技術以製備含有生物活性劑的納米粒子組合物，這可以為期望的。在這種情況下，生物活性劑和載體材料共-溶解在互溶溶劑中，並且最終通過數種技術能夠製備納米粒子，所述技術包括但不限於在水或其它恰當的介質中形成乳劑；噴霧乾燥或通過將來自總體溶液的溶劑蒸發，並且研磨所得的材料。在另一實施方案中，將生物活性劑共價附接至納米粒子組合物。至納米粒子組合物的共價附接能夠通過容易體內水解的任何接頭，例如非排他性清單包括酸酐、酯、氨基甲酸酯、醯胺、腙、胼、卡巴胼、氨基脲、氨基硫脲、硫代卡巴胼(thiocartazide)及其組合。本領域技術人員將意識到無論是否需要接頭，接頭的同一性會取決於納米粒子和生物活性劑的組成。在一些實施方案中，納米粒子組合物包括在納米粒子表面的靶劑。對於在有機體內的特定的細胞類型、組織、或器官靶劑是特異的。靶劑能夠為合成的或生物藥劑。在納米粒子的表面上生物的、合成的、或其它靶劑將納米粒子特異地導向待使用生物活性劑治療的目標細胞。在一個實施方案中，靶劑是抗體，優選為專門針對結合至腫瘤細胞或腫瘤-相關的組織的蛋白質或受體。抗體能夠為單克隆的、多克隆的、抗體片段。抗體片段的例子包括Fab,Fab'、F(ab')2、scFv、Fv、dsFv雙特異抗體、或Fd片段。示例性腫瘤-特異性抗體包括用於靶向乳癌細胞的抗-HER-2抗體；用於靶向結腸或胃癌的抗-A33抗原抗體；用於靶向癌的抗-人癌胚抗原(CEA)抗體；用於靶向乳癌的HMFG2或H17E2抗體；以及由抗-組胺-琥珀醯-甘氨酸Fab'組成的雙特異單克隆的抗體，所述雙特異單克隆的抗體與癌胚抗原或抗結腸-特異性(anticolon-specific)抗原-ρ抗體的Fab'偶聯。在另一實施方案中，靶劑是小分子。大量受體被過度表達在癌細胞或與癌相關的組織的表面上，所述受體結合小分子配體。過度表達在癌細胞上的受體的非-限制性例子包括葉酸(葉酸酯)受體和因子Vila。葉酸(葉酸酯)受體或因子VIIa配體與納米粒子組合物的共軛遞送組合物至癌細胞，在其上通過受體-介導的胞吞作用的內化能夠發生。一旦使用促進能量處理，納米粒子組合物的內容物被釋放。在另一實施方案中，靶劑是核酸配體適配體。適配體是摺疊為獨特的構象以特異地滿足特定的靶-配體結合構象的DNA或RNA寡核苷酸、或改性的DNA或RNA寡核苷酸。適配體的非-限制性例子包括結合至血管內皮生長因子(VEGF)和前列腺特異性膜抗原(PSMA)的適配體。在另一實施方案中，靶劑是對於選自下列受體特異的寡肽，非排他性清單包括細胞表面激素受體(cellsurfacehormonereceptor)、月中瘤血管劑(tumorvasculatureagent)、和整聯蛋白。用於進行靶劑的共價附接的方案常規通過本領域技術人員進行。例如，通過將硫醇衍生的靶劑與納米粒子組合物反應能夠進行共軛。可選擇地，使用接頭將靶劑衍生，其中接頭能夠進一步包括能夠在體內降解的乙烯基、肽或胺基酸基團、聚核苷酸或核苷酸基團的鏈。D.賦形劑合適的藥學上可接受的載體包括滑石、阿拉伯膠、乳糖、澱粉、硬脂酸鎂、可可脂、水性或非水性媒介物、動物或植物來源的脂肪物質、石蠟衍生物、糖醇、各種潤溼劑、分散劑、或乳化劑和防腐劑。對於注射，典型地將內酯配製為在液體載體中溶液或混懸物。在一些實施方案中，使用藥學上可接受的"載體"來製備納米粒子組合物，所述"載體"由認定為安全和有效和在沒有導致非期望的生物副作用或不需要的相互作用下可向個體施用的材料組成。所述"載體"是除了一種或多種活性成分外的存在於藥物組合物中的所有組分。術語"載體"包括但不限於稀釋劑、粘結劑、潤滑劑、粉碎劑(desintegrator)、填料、和塗料組合物。「載體」還包括塗料組合物的所有組分，所述塗料組合物可包括增塑劑、顏料、著色劑、穩定劑、和助流劑。如在參考文獻中所述可製備緩釋劑配製物，例如「Wiarmaceuticaldosageformtablets「，eds.Liberman等(NewYork，MarcelDekker,Inc.，1989)，「Remington-Thescienceandpracticeofpharmacy「，20thed.，LippincottWilliams&Wilkins,Baltimore，MD，2000，禾口"Pharmaceuticaldosageformsanddrugdeliverysystems「，6thEdition，Ansel等，(Media,PA:WilliamsandWilkins，1995)，其提供關於用於製備片劑和膠囊以及片劑、膠囊、和顆粒的緩釋劑型的載體、材料、設備和方法的信息。合適的塗層材料的例子包括但不限於纖維素聚合物(例如苯二甲酸醋酸纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、鄰苯二甲酸羥丙基甲基纖維素酯和醋酸羥丙基甲基纖維素琥珀酸酯)；聚醋酸乙烯鄰苯二甲酸酯；丙烯酸聚合物和共聚物；以及商品名為Eudragit(RothPharma,Westerstadt,Germany)市售的異丁烯酸樹脂；玉米朊；蟲膠；和多糖。此外，塗層材料可包含常規載體，例如增塑劑、顏料、著色劑、助流劑、穩定劑、微孔形成劑和表面活性劑。存在於含有藥物的組合物中任選的藥學上可接受的賦形劑包括但不限於，稀釋劑、粘結劑、潤滑劑、崩解劑、著色劑、穩定劑、和表面活性劑。稀釋劑(也稱為"填料")為典型必要用於增加固體劑型的體積，使得提供用於壓縮的實用尺寸。合適的稀釋劑包括但不限於二水磷酸二鈣、硫酸鈣、乳糖、蔗糖、甘露醇、山梨醇、纖維素、微晶纖維素、高嶺土、氯化鈉、乾燥澱粉、水解澱粉、預膠化的澱粉、二氧化矽、二氧化鈦、矽酸鎂鋁、和粉糖。將粘結劑用於將粘附性賦予固體納米粒子配製物。合適的粘結劑材料包括但不限於澱粉、預膠化的澱粉、明膠、糖(包括蔗糖、葡萄糖、右旋糖、乳糖和山梨醇)、聚乙二醇、蠟、諸如阿拉伯膠、黃蓍膠的天然和合成膠、纖維素(包括羥丙基甲基纖維素、羥丙基纖維素、乙基纖維素)、和矽酸鎂鋁(veegum)、和合成的聚合物(例如丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸氨烷基酯共聚物、聚丙烯酸/聚甲基丙烯酸和聚乙烯吡咯酮)。還能將潤滑劑用在納米粒子組合物中。合適的潤滑劑的例子包括但不限於硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸、山嵛酸甘油酯(glycerolbehenate)、聚乙二醇、滑石、和礦物油。將崩解劑用於在施用後促進劑型崩解或"解體"，並且通常包括但不限於澱粉、澱粉羥基乙酸鈉、羧甲基澱粉鈉、羧甲基纖維素鈉、羥丙基纖維素、預膠化的澱粉、滑石、纖維素、藻蛋白鹼、樹膠、或諸如交聯PVP(來自GAPChemicalCorp的PolyplasdoneXL)的交聯聚合物。將穩定劑用於抑制或延遲藥物分解反應(舉例來說，包括氧化反應)。表面活性劑可以為陰離子、陽離子、兩性的、或非離子的表面活性劑。合適的陰離子表面活性劑包括但不限於含有羧酸根、磺酸鹽和硫酸鹽離子的那些。陽離子表面活性劑的例子包括長鏈烷基磺酸鹽和烷基芳基磺酸鹽的鈉、鉀、和銨鹽(例如十二烷基苯磺酸鈉；二烷基磺基丁二酸鈉；例如十二烷基苯磺酸鈉；二烷基磺基丁二酸鈉；例如磺化琥珀酸二辛酯鈉)；和諸如月桂基硫酸鈉的烷基硫酸。兩性離子表面活性劑包括但不限於季銨化合物，例如苯扎氯銨、苄索氯銨、溴化十六烷基三甲基銨、硬脂基二甲基苄基氯化銨、聚乙烯和椰子銨。非離子表面活性劑的例子包括乙二醇單硬脂酸酯、丙二醇肉豆蔻酸酯、單硬脂酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、聚甘油-4-油酸酯、山梨坦醯化物、蔗糖醯化物、PEG-150月桂酸酯、PEG-400單月桂酸酯、聚氧乙烯單月桂酸酯、聚山梨酯、聚氧乙烯辛基苯基醚、PEG-1000十六烷基醚、聚氧乙烯十三烷基醚、聚丙二醇丁基醚、Poloxamer401、硬脂醯單異丙醇醯胺、和聚氧乙烯氫化牛油醯胺。兩性表面劑的例子包括N-月桂基-β-丙氨酸鈉、N-月桂基-β-亞氨基二丙酸鈉、myristoamphoacetate、月桂基甜菜鹼、和月桂基磺基甜菜鹼。如果需要，納米粒子組合物還可含有少量的非毒性輔助物質，例如潤溼劑、或乳化劑、染料、PH緩衝劑、和防腐劑。E.施用的方法在一些實施方案中，通過任何標準方法來施用納米粒子組合物，包括局部、腸內、或胃腸外施用。施用的局部方法包括經皮、吸入、灌腸劑、眼睛或耳朵滴劑、和經黏膜。腸內施用包括口服給藥、飼管、或栓劑。施用的胃腸外形式包括靜脈內注射、動脈內注射、肌肉內注射、腹膜內注射、和皮下注射。在另一實施方案中，通過上述方法還能夠施用貯器裝置或穴(能夠緩慢釋放納米粒子組合物)。在優選的實施方案中，將納米粒子注射至在治療前的具體的組織或器官。在最優選的實施方案中，將納米粒子組合物注射至治療前癌組織或器官。由於在GI道內的降解、通過酶或酸、或機械侵蝕的降解，納米粒子組合物的施用不會導致生物活性劑釋放。通過將生物活性劑遞送至細胞、組織、或器官能夠將納米粒子組合物施用至患者，從而治療、預防、和檢測生物疾病或疾患。能夠將納米粒子組合物系統地或局部地施用。類似地，能夠整體地或局部地施加離解的能量。本領域技術人員將意識到施用的方法和離解處理的能量的聯合會取決於患者、需要的劑量、疾病或疾患、和其它因素。在一個實施方案中，將納米粒子組合物系統地向患者施用，並且使得離解處理的能量整體出現。在另一實施方案中，將納米粒子組合物系統地向患者施用，並且使得離解處理的能量局部出現。通過在目標的位置、組織、或器官使用離解的能量的處理獲得對於靶組織或器官的特異性。對於目標的細胞、組織、或器官靶劑是特異的，並且將納米粒子組合物導向恰當的位置。在一些實施方案中，納米粒子組合物會被細胞內吞。在優選的實施方案中，例如通過注射將納米粒子組合物局部施用，以及通過非-侵入能量的離解源的能量使離解處理的能量局部出現，例如施加至腹部的超聲。在所有上述經鑑定的實施方案中，使用離解的能量的處理導致納米粒子組合物離解為組分產物，使得將生物活性劑釋放至周圍介質，從而通過正常的作用機制來作用。在一些實施方案中，能夠使用方法來遞送藥物，從而治療或預防疾病。在一個實施方案中，能夠使用方法遞送用於檢測或成像目的的對比劑或其它顯像劑。醫用顯像技術的例子包括X-射線成像、超聲成像、磁共振成像(MRI)、核子成像、正電子發射斷層攝影(PET)、射線照相術、螢光檢查、和計算斷層照相法(CT)。為了證實本發明的優選的實施方案，將下列例子涵蓋在內。儘管關於優選的實施方案已經描述方法和用途，但在未違背本發明的概念、精神、和範圍下，可將改變應用於組合物、方法、和本文所述方法的步驟中或本文所述方法的步驟的次序中，對於本領域技術人員這會是顯而易見的。實施例實施例1來自NH3光催化的N2的光催化產生在沒有製備任何中間體或諸如硝酸鹽、亞硝酸鹽或一氧化二氮的氧化的副產物下，將快速的持續時間(提供多-光子放電的納或皮-秒爆發(burst)或類似持續時間)的特定頻率和強度的光脈衝用於光離解氨至氮氣和氫氣。通過使用正確的促進能量、光頻率能量(lightfrequencyenergy)和/或用於氨的具有恰當強度的正確的鍵離解能的特異的輸入(提供氨分子的多光子或頻率能量暴露)來將這完成。通過光致離解將在各靶分子中具有精確的鍵能或離解能的特定的分子鍵斷裂，僅由於具有在必要的時間內附屬的合適數目的光子的在合適的頻率和強度下的光脈衝以預防重新連接，從而產生無害的氮和氫，從而從水中去除有害的氨。該方法的益處在於能夠將廢氣或分裂的原子收集，並用作在燃料電池或氫化物發動機中使用氫的情況下的能量源，或用作營養素。材料和方法使用附接至提供3脈衝/秒的脈衝發生器的氙固化燈泡將在水中Ippm氨的三盎司溶液輻射。任選地，包括下列催化劑之一Pt/Ti02(載鉬的二氧化鈦)、Ti02(二氧化鈦)、Cu-AMO(銅-摻雜無定形氧化錳、AMO(無定形氧化錳)、和Cu-Ce-Co(銅-鈰-鈷)。將氙固化燈泡設置在從18511!11至^Onm的低紫外線範圍。在一秒鐘和一分鐘之後測試溶液的組成氣體。通過氣相層析法(GC)、質譜法(MQ、離子層析法、和氣相層析法-質譜法(GC-MS)來測量離解的所得的氣體，和吐&)。在單一簡單溶液中氨(NH3)、亞硝酸鹽(NO2-)和硝酸鹽(NO3-)的分離和測定進行如下1.使用NaOH將在溶液中NH3轉化為NH4+。2.使用FeSO4將NH3還原為NO,。3.使用Al-Cu-Zn(迪氏鋁銅鋅合金(Devarda'salloy))將NOf氧化為NOf。MM對於在水中氨的降解的初步結果顯示在表1-3中。通過氣相層析法(GC)、質譜法(MS)、離子層析法、和氣相層析法-質譜法(GC-MQ來檢測產物。表1.通過光催化從NH3中N2的產生權利要求1.一種用於離解一種或多種靶分子的方法，包括(a)使用有效量、強度和頻率的能量來處理包含靶分子的樣品，以具體地離解靶分子中一種或多種鍵，從而分離分子成為它的組分產物，而沒有製備任何反應物和沒有重新-締合一種或多種靶鍵。2.權利要求1所述的方法，其中所述能量源選自化學能、動能、勢能、磁能、熱能、重力能、聲能、光能、彈性能、電能、壓電能和電化學能。3.權利要求1所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述能量為以光輻射、聲輻射或電磁輻射的形式。4.權利要求3所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中將輻射能放大。5.權利要求1所述的方法，其中所述能量源是選自頻率發生器、電發生器、等離子發生器、弧光燈、脈衝發生器、放大電機、可調諧雷射器、紫外線燈、紫外雷射器、脈衝紫外線發生器、超聲波發生器及其組合的設備。6.權利要求1所述的方法，包括提供催化劑。7.權利要求6所述的方法，其中所述催化劑是半導體材料或磁性材料。8.權利要求6所述的方法，其中所述催化劑選自二氧化鈦(TiO2)、載鉬的二氧化鈦、無定形氧化錳、銅-摻雜氧化錳、二氧化鈦、鈦酸鍶、鈦酸鋇、鈦酸鈉、硫化鎘、二氧化鋯、和氧化鐵。9.權利要求6所述的方法，其中所述催化劑是選自鉬、鈀、銠、和釕、鈦酸鍶、非晶矽、氫化非晶矽、氮化非晶矽、多晶矽、鍺、及其組合的半導體材料。10.權利要求6所述的方法，其中所述催化劑選自碳-基石墨烯或石墨、碳-摻雜半導體材料、或碳-摻雜磁性材料。11.權利要求1所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述能量源是輻射能和催化劑的聯合。12.權利要求11所述的方法，其中所述能量為紫外線輻射，以及所述催化劑為銅摻雜的無定形氧化錳。13.權利要求1所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述靶分子選自烷基磺酸鹽、烷基酚、氨、苯甲酸、一氧化碳、二氧化碳、含氯氟烴、二噁英、富馬酸、潤滑脂、除草劑、鹽酸、氰化氫、硫化氫、甲醛、藥物、甲烷、硝酸、二氧化氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、臭氧、殺蟲劑、多氯聯苯、油、二氧化硫、硫酸、和揮發性有機化合物。14.權利要求1所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述靶分子包含廢料。15.權利要求14所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述廢料選自通風補充空氣、周圍空氣、來自汽提和廢氣操作的空氣、土壤蒸汽提取(SVE)、空中的物質、有機顆粒物、工藝排放氣體、汙水處理廢氣、液體排放物、汙水、工業徑流、和農業徑流、汙染的土壤、汙泥廢物、以及填埋廢物。16.權利要求1所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，進一步包括(b)使所述組分產物純化、循環使用或再生。17.權利要求1所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，進一步包括(c)使用至少一種組分產物來製備能量。18.權利要求1所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述靶分子是氨。19.權利要求18所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述氨源於尿、肥料、或水產養殖廢產物。20.權利要求19所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中製備了氫氣。21.權利要求1所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述靶分子是PCB。22.權利要求1所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述靶分子是治療劑、預防劑或診斷劑。23.權利要求22所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述靶分子是用於治療癌症或傳染原的化學治療劑。24.權利要求23所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中將所述靶分子併入納米粒子上、內或形成納米粒子。25.權利要求M所述的用於離解一種或多種靶分子的方法，其中所述納米粒子包含金屬。26.一種用於權利要求1-25中任一項所述的方法的系統。全文摘要已開發了選擇性離解靶分子至組成上不同於靶分子的組分產物的方法，其中因為組分彼此之間不再反應，靶分子的鍵未重新形成。通過單獨使用在頻率和強度下的光或聯合以在靶分子內有效地選擇性斷裂鍵的量的催化劑處理靶分子來影響離解。因為通過典型的還原-氧化機制方法不會進行，通過相反方法離解不會導致重新-締合至靶分子，並且離解不會產生在併入氧或其它添加劑的氧化值或氧化態上有變化的組分產物。靶分子包括用於廢物回收利用和處理、PCB修復、和靶向藥物遞送的氨。文檔編號C02F1/72GK102574705SQ201080047427公開日2012年7月11日申請日期2010年8月23日優先權日2009年8月25日發明者理察·W·法斯,馬修·D·W·法斯申請人:法斯-施塔格邁爾有限責任公司