化學系
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國立臺灣師範大學化學系座落於公館校區理學院大樓。本系成立於民國五十一年,最初僅設大學部。之後於民國六十三年、七十八年陸續成立化學研究所碩士班和博士班。本系教育目標旨在培養化學專業人才與中等學校自然及化學專業師資,授課著重理論及應用性。本系所現有師資為專任教授25人,另外尚有與中央研究院合聘教授3位,在分析、有機、無機及物理化學四個學門的基礎上發展跨領域之教學研究合作計畫。此外,本系另有助教13位,職技員工1位,協助處理一般學生實驗及行政事務。學生方面,大學部現實際共322人,碩士班現實際就學研究生共174人,博士班現實際就學共55人。
本系一向秉持著教學與研究並重,近年來為配合許多研究計畫的需求,研究設備亦不斷的更新。本系所的研究計畫大部分來自國科會的經費補助。此外,本系提供研究生獎助學金,研究生可支領助教獎學金(TA)、研究獎學金(RA)和部分的個別教授所提供的博士班學生獎學金(fellowships)。成績優良的大學部學生也可以申請獎學金。
本校圖書館藏書豐富,除了本部圖書館外,分部理學院圖書館西文藏書現有13萬餘冊,西文期刊合訂本有911餘種期刊,將近約3萬冊。此外,西文現期期刊約450種,涵蓋化學、生化、生物科技、材料及其他科學類等領域。目前本系各研究室連接校園網路,將館藏查詢、圖書流通、期刊目錄轉載等功能,納入圖書館資訊系統中,並提供多種光碟資料庫之檢索及線上資料庫如Science Citation Index,Chemical Citation Index,Chemical Abstracts,Beilstein,MDL資料庫與STICNET全國科技資訊網路之查詢。
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Item 線上濃縮技術在非水相毛細管電泳與毛細管電泳/表面增強拉曼法上的應用(2007) 蔡志鑫; Chih-Hsin Tsai本研究成功的發展了三種新的毛細管電泳分析技術。首先是成功的開拓了LED (發光二極體)在毛細管電泳分析領域的適用性。這是以市售紫光LED (405 nm) 為螢光激發光源,對血壓平(reserpine)及衍生物進行螢光偵測。使用CZE-stacking濃縮技術偵測極限可達1.6 × 10-8 M。若使用sweeping-MEKC (微胞掃集法)及CSEI-sweep-MEKC (陽離子選擇完全注射掃集MEKC法)濃縮技術時,其偵測極限分別可以達到2.1 × 10-9 M及2.1 × 10-10 M。另外藉由NDA (naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde)做為螢光標識試劑,與多巴胺進行衍生反應以後,以螢光偵測結合MEKC及sweeping-MEKC濃縮技術進行測量,其偵測極限可達6.3 × 10-6 M及3.0 × 10-8 M。 其次,本研究首先發展以低溫-非水相毛細管電泳的新方法。對其光學異構物±3,4-methylenedioxymethamphetamine (±3,4-MDMA)可以獲得良好的分離效果。本文詳細探討各種最佳的電泳條件,包括使用各種不同的低溫槽及毛細管內最佳化的高導電度的緩衝溶液。在CZE模式下偵測極限可以達到4.7 × 10-6 M,再結合低溫/非水相堆積線上濃縮技術(LTB/NACZE-stacking),偵測極限更可以達到5.0 × 10-9 M。此外為了增加樣品進樣量以及能夠有更窄的樣品區帶,在樣品區帶和電泳背景溶液之間加入一段高導區帶,造成溶液之間有不同的導電梯度,使得樣品進樣量相對增加。利用這些技術,亦成功的應用在真實樣品3,4-MDMA的分析上。 最後,本研究對於非螢光性物質的偵測,亦成功的發展出新的方法。傳統上毛細管電泳法對非螢光性物質的偵測方法不外乎使用間接法,或是將非螢光性物質加以螢光衍生劑衍生後加以偵測。本研究選用非螢光性物質孔雀石綠為測試樣品,並以波長532 nm 雷射(Nd:YAG的第二倍頻波)為拉曼激發光源。在孔雀石綠定量分析上,以單光器(有效寬度0.4 nm)以及拉曼波數1616 cm-1作為收光範圍。 在毛細電泳/共振拉曼的模式下,孔雀石綠在CZE和MEKC模式下的偵測極限為1.6 × 10-5 M 和 1.1 × 10-5 M。當結合線上濃縮技術stacking及sweeping時,偵測極限可以達到3.4 × 10-7 M和5.3 × 10-9 M。而在毛細電泳/表面增強拉曼模式下,再結合線上濃縮技術stacking及sweeping,偵測極限甚至可以分別高達到4.4 × 10-8 M和1.1 × 10-9 M。本方法亦有效的應用在真實樣品的偵測上。Item 熱透鏡吸收光譜法在毛細管電泳上的應用(2007) 陳男政; Nan-Zheng Chen熱透鏡吸收法是利用分析物吸收雷射光而產生折射率上的改變,做為偵測分析物的方法,是一種具有極高靈敏度的分析方法。本研究利用此原理,開發毛細管電泳/熱透鏡吸收偵測法,針對非螢光性奈米粒子(奈米金、奈米鑽石)及非螢光性物質(孔雀石綠、甲醛)進行研究。 奈米鑽石的生物相容性非常好,表面積大而且可吸附許多藥物分子或生物分子,如蛋白質分子等。奈米鑽石的研究,將有可能取代現行在生物醫學實驗上使用螢光染料分子標記蛋白質的方法。但是,目前沒有理想的方法可以用來分離與分析奈米鑽石與其標識物。本研究首先使用不同粒徑的奈米金,進行毛細管電泳/熱透鏡吸收儀器系統的測試。利用奈米金表面微帶負電的特性,順利的分離了平均粒徑為15及70 nm的奈米金粒子。隨後以此系統,亦成功的分離了非螢光性奈米鑽石(平均粒徑35 nm)與吸附了胺基酸(L-Lysine、Glycine、L-(+)-Cysteine)的奈米鑽石。其中,胺基酸與奈米鑽石分別以濃度比10,100,500,900的比例混合後進行電泳分離,實驗發現奈米鑽石可以吸附平均重量比為500倍的胺基酸。 孔雀石綠是一種疑似具有致癌性的三苯甲烷類非螢光性有機染料,經常被拿來做為魚貨類的消毒劑或殺菌劑。一般對於孔雀石綠的檢驗方式以液相層析/紫外光吸收法最為普遍。但是紫外光吸收法的偵測靈敏度較差,不足以應付例行性/低濃度孔雀石綠的檢驗工作。本研究則嘗試選用熱透鏡吸收法進行研究,這是因為該方法的偵測靈敏度可隨著雷射功率的增加而提高。實驗發現,配合毛細管電泳/線上濃縮技術的使用,在最佳化條件之下,偵測下限可達~12 ppb。再者,低濃度的甲醇或甲醛難以使用氣相層析質譜法加以偵測。目前僅能以呈色法做為檢驗甲醇的簡易方法。這是將含有甲醇的溶液(例如脫色後的假酒),加入透明無色的晶紅酸試劑(又名希夫試劑)。經過加熱處理後,可以看見顏色上的變化(若有甲醇會呈紫色)。但是這樣的方法,過於粗糙,誤判機率高。僅能篩選具有高濃度甲醇的假酒,不足以用來做為檢驗日常食品中,是否含有低濃度甲醇或甲醛的方法。本研究則同樣利用毛細管電泳/熱透鏡吸收法,以綠光雷射為光源,針對紫色產物進行分析與研究。實驗結果發現,傳統上的呈色法,其紫色產物並非僅為單一物質。實驗並發現晶紅酸試劑與甲醛的反應複雜,且其產物組成伴隨著反應時間改變而有所不同。此現象可由本研究的電泳圖譜上觀察到多數譜峰而被證明。Item 以毛細管電泳螢光光譜法對尿液及藥錠中3,4-亞甲雙氧甲基安非他命(3,4-MDMA)及相關濫用藥物光學異構物之分析研究(2006) 黃鈺珊; Yu-San Huang製備R-(-)-和S-(+)-3,4-MDMA的光學異構物,並以GC-MS鑑認其化學結構與純度之後,以此為標準品,做為毛細管電泳分離分析法時標準添加之用。本研究以毛細管電泳的方式成功分離了R-(-)-和S-(+)-3,4-MDMA及其相關的類似化合物,並探討電泳緩衝溶液中β-CD濃度、有機溶劑比例等電泳,以求得最佳化的分離條件。最後以此做為判定藥錠及尿液中(RS)-MDA和(RS)-MDMA的存在與否的方法,並找出R-(-)-和S-(+)-型藥錠中及尿液代謝物中彼此的相對存在量。 本研究分別比較了水相與非水相毛細管電泳/螢光偵測法在進行光學異構物的分離與在進行線上濃縮時的優缺點,並探討當緩衝溶液中添加不同濃度的ß-CD時,SDS-陰離子界面活性劑與CTAB-陽離子界面活性劑對電泳分離的影響。實驗選用R-(-)-/S-(+)型的MDMA及其相關狡詐家藥物(MDA, DMMDA, MBDB, BDB )做為測試樣品。實驗首先合成並分離了單一型的R-(-)-與S-(+)-MDMA 標準品,經GC/MS及旋光光譜儀鑑定無誤後,做為標準添加之用。電泳分離結果發現,對於水相毛細管電泳在進行光學異構物的分離時發現β-CD與CTAB所組成的溶液(β-CD與SDS所組成的緩衝溶液)對光學異構物的分離效果較佳,可使八種光學異構物達到完全分離的效果。對非水相電泳分離而言,當非水相緩衝溶液使用150 mM CTAB (MeOH:foramide = 7: 3; v/v)時,可使MDA、MDMA、DMMDA、MBDB完全分離。而當非水相緩衝溶液添加150 mM 的β-CD,可使R-(-)-與S-(+)-型等八種光學異構物達到完全分離的效果。實驗並成功鑑定了R-(-)-與S-(+)-MDMA在MDMA藥錠及吸食MDMA者尿液中各異構物存在的比例。此外,當比較水相與非水相毛細管電泳術對線上濃縮技術時發現,以sweeping-MEKC為電泳模式的最佳緩衝溶液條件為SDS 50mM 溶解於含有機修飾劑(MeOH:ACN:H2O = 30 : 7:63 ; v/v/v;pH=2;導電度=4.4ms/cm)的溶液的效果最好。最佳進樣長度為40 cm(毛細管總長87/92cm)時的偵測極限可達1 ppb。但是SDS不適合做為非水相sweeping-MEKC之用;以非水相-stacking的技術,偵測極限仍可達2.6 ×10-8 M。Item 毛細管電泳層析微胞濃縮掃集法結合77K低溫螢光光譜分析對螢光增白劑DSBP之分析研究(2005) 郭廷洋本研究成功結合線上濃縮技術和毛細管電泳層析/77 K低溫螢光光譜偵測法,並針對在市售洗衣樣品中的E,E-DSBP進行77 K低溫光譜鑑定的研究。 本實驗使用Sweeping-MEKC掃集法,可成功的於毛細管電泳中進行線上濃縮與分離DSBP的異構物,同時也結合77 K低溫螢光技術,在DSBP樣品抵達偵測窗口時,瞬間將溫度降至77 K,測量分別異構物的on-line螢光光譜,並比較真實樣品以及標準品的指紋比對。此方法可避免真實樣品上單純只依靠遷移時間或添加標準品來確定分析物,所導致的不準確性,此外,本實驗更進一步的研究DSBP光轉換以及異構物之分離的機制。Item 毛細管電泳-不均勻電場效應輔助線上掃集法/紫光LED誘導螢光偵測法對尿液中多巴胺及正腎上腺素之分析研究(2005) 李晏誠; Yen-Cheng Li毛細管電泳-不均勻電場效應輔助線上掃集法第一次被提出並且與一般的掃集法在靈敏度上以及分離效果作比較。本實驗選擇的分析物是經由NDA (naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde) 螢光標識試劑衍生後的多巴胺以及正腎上腺素。在使用一般的掃集法技術下,當毛細管的進樣長度為30 cm (大約佔毛細管總長的1/3) 時,此時的分離度僅有1.5;然而當使用不均勻電場效應輔助線上掃集法時,分離度可以很明顯的增加到9.2。另外在偵測靈敏度上,以紫光/發光二極體 (發光功率大約2mW) 為螢光激發光源時,對於多巴胺衍生物其偵測極限大約是10-9 M,與使用一般的掃集法的偵測極限相近,因為此時的進樣量是相同的。除此之外,這個技術對於偵測尿液中低濃度的多巴胺也提供了足夠的靈敏度以及分離效果。Item 大體積進樣之毛細管電泳法的開發與研究(2005) 石浚旻; Chun-Min Shih為了更加提高毛細管電泳法的偵測靈敏度,本研究開發出兩種線上濃縮技術,分別為大小管結合線上掃集法(Coupled-capillary/ sweeping-MEKC, CC/sweeping-MEKC)及整管進樣堆積結合線上掃集法(Full-capillary sample stacking/sweeping-MEKC, FCSS/sweeping- MEKC)。在大小管結合線上掃集方法中,藉由管徑較大部分為進樣端,樣品進樣量可達1.8 L。其中,因為毛細管大小內徑的不均等,會造成電場的不均勻性(大管徑部分:低場強;小管徑部分:高場強)。當SDS微胞在大管徑部分進行掃集時,由於電場不均勻性的影響下,使分析物以非常緩慢的速率逐漸被微胞掃集起來,因此可進一步增加濃縮效率。另一方面,整管進樣堆積結合線上掃集法結合了stacking、sweeping、dynamic pH-junction、MEKC四種技術,而達成整管樣品進樣(最大體積)之目的,其中樣品進樣量可達2.7 L。與MEKC做比較,以上兩種方法在偵測靈敏度上分別有500倍及350倍的改進效果。Item 紫外光發光二極體誘導螢光偵測法結合毛細管電泳/線上濃縮技術之開發與應用(2005) 張喦升本篇實驗應用紫外光發光二極體(UV-LED)誘導螢光搭配毛細管電泳層析技術,並結合線上濃縮技術對於螢光性(核黃素)及非螢光性(色氨酸)進行偵測。本實驗所使用的UV-LED發光波長在380 nm,功率約在2 mW。在偵測核黃素的部分使用速度變化誘導聚焦(Velocity-Difference Induced Focusing, V-DIF)來進行實驗,成功將偵測極限由原來僅使用微胞電動電泳層析的200ppb提高到3~7ppb。在色氨酸的偵測部分,則利用螢光試劑衍生色氨酸,使其適合UV-LED的激發,並利用掃集技術(sweeping)將偵測極限從原來使用微胞電動電泳層析的1.5ppm提高至3ppb。在真實樣品的應用上分別偵測啤酒裡面的核黃素,以及尿液、牛奶裡面的色氨酸均可以成功快速達到定性及定量的結果。