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 基質輔助雷射脫附游離飛行時間質譜法和拉曼光譜技術於茜素媒染色澱成分鑑定及結構解析之研究(2024) 王彥淳; Wang, Yan-Chun本研究使用基質輔助雷射脫附游離飛行時間質譜法和拉曼光譜技術，探討茜素與媒染劑（包括醋酸鋁，硫酸鋁鉀，醋酸鋁與醋酸鐵）反應時，形成「茜素-金屬離子」有機金屬錯合物的可能結構。此反應一旦形成有機金屬錯合物，其沉澱物的顏色分佈為紅色到褐色。該沉澱物可使用基質輔助雷射脫附飛行時間型質譜儀加以測量，並以CHCA (alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid)作為基質。實驗結果發現在正電模式時，質譜圖上有一明顯的訊號在m/z=504.043，符合兩個茜素分子與醋酸鋁中的鋁離子錯合的荷質比。此外在測量茜素與明礬溶液的訊號時，還偵測到了茜素與鋁離子和鉀離子的中間產物之訊號在m/z=316.049、m/z=331.069、m/z=375.075、m/z=392.082，符合茜素分子與鋁離子和鉀離子錯合時配位了羥基和甲氧基的荷質比。利用拉曼光譜觀察到特徵峰值分別為1298 cm-1、1332 cm-1、1454 cm-1、1480 cm-1代表了C-OH和C-H的彎曲振動，以及C-C的伸縮振動，還觀察到了1630 cm-1 的C=O伸縮振動和1162 cm-1及1193 cm-1的 C-H彎曲振動和C-C的伸縮振動，基於這些特徵峰值最後推測出化學結構，並比對文獻參考進行驗證。為了探討媒染後的顏色變化，利用LabVIEW程式中RGB數值轉換為波長的程式，探討該方法取代反射式吸收光譜法的可行性。Item 以化學方法探討不同黑色鋼筆墨水(2021) 董芳秀; Tung, Fang-Hsiu鋼筆墨水的成份為染料、顏料與奈米顆粒這類的有色物質以及作為載體的水及乙二醇或有機溶劑，除此之外還含有表面活性劑及其他添加物，存在於墨水中的酸性染料多為離子型態。市面上販賣的鋼筆墨水有多種顏色，其中有許多人眼無法辨識出差別的同色系墨水。本篇研究使用了紫外光/可見光分光光譜法、基質輔助雷射脫附游離串聯質譜法、液相層析串聯光二極體陣列偵測器與液相層析串聯質譜法並計算各方法區分10款黑色鋼筆墨水的辨別能力，其中五款為染料墨水、另外五款為含有奈米顆粒的顏料墨水，儘管顏色相似但透過紫外光/可見光分光光譜圖可發現10個樣品間確實有差異存在，確認彼此之間存在有不同的成份。利用粒徑分析儀獲得墨水中奈米顆粒的粒徑大小，並使用基質輔助雷射脫附游離-飛行時間式質譜圖中顯示之特徵峰將墨水彼此區分。接著以離子對液相層析法分離樣品中含有的染料離子，串聯光二極體陣列偵測器與質譜儀加以分析。結果顯示特徵峰位在240 nm紫外光吸收光譜圖的墨水皆含有奈米顆粒，顏色與染料墨水相比較黑，而吸收特徵峰位於575 nm的墨水於正電模式質譜圖中也有m/z 695.088訊號峰出現。根據紫外光/可見光分光光譜法、基質輔助雷射脫附游離串聯質譜法、液相層析串聯光二極體陣列偵測器與液相層析串聯四極桿/飛行時間式質譜法的結果顯示分辨率介在0.71~1.00之間，且最有效率的方法為基質輔助雷射脫附游離串聯質譜法正電模式。而透過上述方法，即使是顏色十分近似的墨水也能加以辨識，為鋼筆墨水鑑識研究提供了能有效分析的方法。Item 多頻雷射於基質輔助雷射脫附/游離-飛行時間質譜法之開發與應用(2006) 蘇安楷本論文提出在基質輔助雷射脫附/游離-飛行時間質譜法(MALDI-TOF MS)中結合多頻雷射配合各種種類基質的新技術。為了誘導出大量的Raman散射雷射，以一經過橢圓偏光的355 nm Nd:YAG雷射激發高壓的氫氣，可以得到其振動與轉動的Raman emissions，其能階分別是4155 cm-1及587 cm-1，而得到的多頻Raman雷射(multi-frequency Raman laser)其波長分佈在246.1~865.9 nm之間。使用此一多頻的雷射源作為離化的光源，並且配合可以吸收不同波長能量的基質，其中包含：4-methoxycinnamic acid (MCA)、-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA)、sinapinic acid (SA)、7-(diethylamino)coumarin-3-carboxylic acid (DCCA)、rhodamine 6G及activated carbon等等分別對大小生化分子peptide與protein的標準品做分析測試。上述的各種基質均可以對標準品分析物達到不同的離化效果，其中對於小分子peptide的分析則是發現當以DCCA作為基質時，會有較佳的解析度並且可以減低其質譜雜訊，其原因則是因為DCCA可視為一種 “cold”的能量吸收劑，當分析物被離化在飛行的過程中較不會有碎裂(fragmentation)的情形發生，並且當以多頻雷射代替單一355 nm的作法時其S/N比會有所改善，除此之外對於小分子cyclohexyl methylphosphonic acid及pinacolyl methylphosphonic acid 兩種化學戰劑降解產物的分析發現，本研究首次以DCCA配合多頻雷射進行分析可以達成在地下水中的檢測，但是傳統的CHCA並無法直接做到。故此多頻雷射系統離化光源可以運用於一般化合物的分析並可以研究不同種類的基質其離化效果與其過程會產生的效應。 此外在此亦提出一個以基質輔助雷射脫附游離飛行時間質譜法 作為快速對濫用藥物進行檢測與監控的新方法。本方法中，cetrimonium bromide (CTAB)乃是一種陽離子界面活性劑，被添加到常用的MALDI基質-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA)中，此一作法可以對安非他命、甲基安非他命、3,4-methylenedioxy- amphetamine (MDA)、3,4-methylenedioxymethamphetamine(MDMA)、咖啡因、K他命、tramadol作分析並得到十分簡潔的質譜圖，而尿液中的MDMA則是可以其同位素MDMA-D5作為內標物達到定量的分析效果。在分析此一添加內標物的尿液樣品時，其檢量線濃度範圍為0.1~100 ppm，而其線性關係R2可達0.9993，運用本方法可進行真實樣品尿液中DMDA的測定。藉由t-test方法其結果有超過95%的可信度，此一技術可以成功的對濫用的毒品做快速監控，並且可以對吸毒者的尿液做MDMA的定量分析。故此在刑事鑑定分析中與傳統的GC/MS 檢測方法相比，MALDI-TOF MS配合同位素內標的方法，確實可達到快速定性定量的檢測需求。Item 利用化學標定與質譜技術分析經由人類乳突病毒 E7 轉染癌細胞之第一型 MHC 胜肽(2014) 劉昀昇; Yun-Sheng Liu第一型主要組織相容性複合體(major histocompatibility complex class I, MHC class I)呈現在所有的細胞表面，功能為提供來自外來病原或腫瘤相關的胜肽片段作為抗原，使免疫系統進行辨識。實驗使用同重元素相對和絕對定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ)的標定策略及質譜技術分析，經檸檬酸脫附後的人類乳突病毒(human papillomavirus, HPV) 轉染癌細胞之腫瘤相關抗原性胜肽。為了降低樣品複雜度並提高鑑定的動態範圍，使用奈米級液相層析質譜儀分析前會經由強陽離子交換層析(strong cationic exchange chromatography, SCX)、親水性交互作用層析(hydrophilic interaction chromatography, HILIC)及等電聚焦分級分離(solution isoelectric focusing, sIEF)對iTRAQ標定胜肽分離。數據分析上，首先以Swiss-Prot資料庫來確認，經質譜分析後的胜肽序列及其可信程度，再進一步使用MHC胜肽鍵結預測分析系統SYFPEITHI與immune epitope database (IEDB) 去預測胜肽與MHC class I分子間的鍵結親和性，最後以protein abundance across organisms (PaxDb) 與multi-omics profiling expression database (MOPED) 找尋MHC class I胜肽其來源蛋白質在各器官或疾病的表現量。癌細胞經由檸檬酸脫附後所得的樣品，以質譜鑑定並使用MHC胜肽鍵結預測分析系統，得到115段與MHC class I具有相關性的胜肽，並依據MHC的HLA*02:01型態篩選後得到78段胜肽，而其中FAG-、YVA-與YIP-此三段胜肽經由分析，確認會與MHC class I具有鍵結。本實驗提供ㄧ套以質譜分析為基礎的平台，去找尋MHC class I相關的胜肽，且T細胞若能對找尋到的MHC class I胜肽進行辨識並產生免疫反應，此胜肽對於腫瘤疫苗的發展將有極大的助益。Item 比較粒子填充式與聚合式分離管柱搭配奈流液相層析串聯質譜儀分析法於蛋白質體學研究(2014) 宋祖儀; Tsue-Yi Sung在蛋白質體學的研究領域中，奈米級液相層析連接電噴灑游離源搭配串聯式質譜儀系統是相當重要的分析工具，當中以移動相不含鹽類的逆相層析法具有最好的儀器相容性與極佳的解析能力。本篇研究中，我們將採用shotgun proteomics分析策略，比較實驗室所自製的三種逆相層析毛細管分離管柱，並選用經胰蛋白酶水解之胜肽作為樣品，搭配串聯式質譜儀系統(QTOF)進行分析，藉此研究不同類型管柱對胜肽樣品分離特性。製備的毛細管分離管柱包括了兩種粒子填充式管柱totally porous silica C18 particle (3 μm, 100 Å)、HALO® fused core C18 particle (2.7 μm, 90 Å)，與一種聚合式管柱 SDVB monolithic (50 μm X 400 cm)；並於實驗中優化monolithic column製備之條件，包括聚合物種類、單體濃度、毛細管內徑、致孔劑組成、進樣量等條件逐一進行測試。實驗結果顯示40% SDVB單體濃度添加5% 1-propanol作為致孔劑配合內徑50 μm的毛細管所製備的管柱具有最佳的分離效能，且monolithic管柱可大幅度的降低系統運作壓力。搭配totally porous C18作為trapping column下，四公尺的SDVB column能夠有效降低co-elute干擾與減緩離子抑制現象，因此可大幅提升整體訊號強度，並增加質譜分析時所得到的譜圖數目；同時於GRAVY value分析中可發現SDVB與HALO® 能明顯提升親水性胜肽整體的鑑定比率； 同時亦透過萃取離子層析圖(XIC)來分析胎球蛋白(fetuin)的醣基化胜肽，結果顯示SDVB 與C18 相較於HALO®能鑑別較多的醣基化胜肽。這種新型的固定相分離介質具有廣泛的操作便利性與極佳的分離效能，相信能在蛋白質體學的研究中能夠展現出更完備的應用性。Item 免疫沉澱法搭配質譜技術對前列腺癌特異性抗原前體異構物定量分析以改善前列腺癌之偵測(2013) 段立平; Li Ping Tuan前列腺特異性抗原 (PSA) 是目前最成功且廣泛使用的前列腺癌 (PCa) 血清標誌物。但在重要診斷指標PSA濃度4~10 ng/mL的範圍內，它具有有限的能力在區分早期的前列腺癌與良性前列腺增生症 (BPH)，缺乏癌症特異性。近年來研究發現前列腺特異性抗原前體 (proPSA) 與前列腺癌更具相關性。ProPSA是血清游離PSA的特殊形式，由天然proPSA及其各種截斷的亞型組成，[-2] proPSA、[-5] proPSA及[-7] proPSA，而其各種截斷的亞型分子已被發現比天然proPSA與癌症有更好的相關性。(不是說不要分段嗎?)多反應監測質譜技術 (MRM-MS) 近年來頻繁地被應用於測量低含量的組織和生物體液中的生物標誌物，由於其高靈敏度和高特異性，實驗設計簡單和高度重複性。本研究建立一套利用免疫沉澱法搭配質譜多反應監測掃描技術之優化方法，檢測定量血清樣品中mature PSA、proPSA及truncated proPSA ([-5] proPSA)，藉此改善PSA對前列腺癌偵測之特異性。由於血清和血漿是目前最複雜的生物樣品，針對此，我們特別對免疫沉澱步驟當中所使用之實驗用管柱及緩衝溶液進行優化測試，以達到較高之純化效率，並且使用不同純化策略-免疫親和去除法¬比較純化目標蛋白質之效率。實驗結果證明此研究策略可有效純化血清中proPSA且定量檢測結果呈現良好之線性關係，proPSA及mature PSA的R2 >0.99，[-5] proPSA的R2 >0.99，偵測極限 (LOD) 和定量極限 (LOQ) 皆可達到proPSA濃度ng/mL的範圍內，對應血清中含量最高蛋白質的濃度，濃度低於6個數量級。此外，本研究策略在一次LC-MRM-MS實驗分析中可以檢測多個生物標誌物，包括成熟和前體形式的PSA。本研究開發此方法提供一個具吸引力的替代方案，藉由檢測定量血清樣品中proPSA及truncated proPSA以改善PSA對前列腺癌偵測之特異性。Item Item 使用液相層析串聯式質譜尋找醣基轉移酶GALNT14的新穎受質之醣蛋白體學研究(2017) 林郁樺; Lin, Yu-Hua多肽氨端乙酰基半乳糖轉移酶14 (GALNT14)的基因型近幾年來被發現與許多癌症腫瘤的發生和其對治療後的反應相關。這些癌症種類包括肝癌、膽管癌、大腸癌、食道癌、神經母細胞瘤和乳癌。特別是從台灣900多例病患中發現GALNT14的基因型可作為預測肝癌化療療效反應的標記。然而，除了在癌細胞外緣負責傳遞凋亡訊號的死亡受體 (DR) 5外，我們並不清楚GALNT14的其他受質。於是，本研究的目標為，從醣蛋白體學的層面，透過凝集素親和性管柱再搭配高效能液相層析串聯式質譜儀 (HPLC-MS/MS) 來尋找出可能為GALNT14受質的醣基化蛋白質。首先，將GALNT14嵌入Huh7、J7和Mahlavu這三株人類肝癌細胞株內，使其穩定表達GALNT14，另外還有三株一樣的人類肝癌細胞株，但是並無嵌入GALNT14，作為對照組。接下來通過自製的凝集素親和性管柱純化出特定的醣基化蛋白質，其中凝集素是選用花生凝集素(PNA)與碗豆凝集素 (VVA)。使用胰蛋白酶將純化出的醣基化蛋白水解成生肽後進入高效能液相層析質譜儀分析。在結果中，扣除掉對照組重複鑑定到的蛋白質，三個細胞株搭配兩種凝集素，一共鑑定出305種醣基化蛋白質。我們發現這些醣基化蛋白質與核醣體這條路徑極為相關，其中許多蛋白質也清楚地顯示出與肝癌的相關性。因此本篇研究成功的進一步了解GALNT14與癌症的關聯，對未來要了解詳細致癌機制開啟了一個新視野。Item 以飛秒雷射誘發多光子離子化質譜法與電子撞擊離子化質譜法分析人體呼氣中氣體分子及對離子化效率之比較(2019) 陳冠豪; Chen, Kuan-Hao本研究分別利用氣相層析電子撞擊式質譜儀(gas chromatography-electron ionization-mass spectrometry, GC-EI/ MS)以及飛秒雷射誘發多光子離子化飛行時間質譜儀(femtosecond laser-induced multiphoton ionization/time-of-flight mass spectrometry, FL-MPI/ TOFMS)研究並且比較非吸菸者／吸菸者呼吸氣體中成分的質譜資訊。藉由固相微萃取(solid phase microextraction, SPME)提升分析物訊號強度後，本研究能夠在人體呼氣樣品中檢測出40種以上的揮發性有機化合物(VOCs)其中有24種揮發性有機化合物可以被鑑定出來。GC-EI / MS利於偵測己烷(hexane)，乙脲(ethylurea)，甲苯(toluene)和檸烯(limonene)。相對的，FL-MPI/ TOFMS則利於偵測鄰二甲苯(o-xylene)，萘(naphthalene)和甲基丙基苯(methylpropyl benzene)等化合物。而有些化合物在兩種質譜儀中皆有被偵測到，例如丙酮(acetone)以及異戊二烯(isoprene)。除此之外，本研究亦利用FL-MPI/ TOFMS檢測同一名志願者吸菸後的呼氣樣品，發現其中含有有2,3-二甲基吡嗪(2,3-dimethly pyrazine)，2-甲基吡啶(2-methyl pyridine)和吡嗪(pyrazine)等化合物。GC-EI/MS和FL-MPI/TOFMS的組合，成功地為研究人體呼氣中的VOCs提供一種新的檢測方法。Item 白蛋白和免疫球蛋白移除試劑對血清蛋白質體學分析的影響(2016) 魏怡安; Wei, I-An血清為常見尋找生物標記物的來源，其中含有許多高含量的蛋白質，例如：白蛋白和免疫球蛋白。但由於高含量蛋白質於質譜分析中會遮蔽低含量蛋白質的訊號，我們通常會將其移除以利之後的分析。許多市售的親和性管柱可以有效的移除這些高含量的蛋白質，但使用的同時，部分和管柱沒有專一性的蛋白質也可能一併被移除，最終影響血清中蛋白質定量和定性的結果。本次實驗目的為使用Sigma 販售的ProteoPrep® 免疫親和性白蛋白和免疫球蛋白移除管柱，收集其濾液和沖提液搭配質譜分析技術，檢視經過移除高含量蛋白質的步驟對血清蛋白質體學分析的影響。我們將沖提液載入裝有Equalizer固定相的管柱，藉此降低高含量蛋白質與低含量蛋白質之間量的差異。另一分面，我們將濾液使用於等電點聚焦分離儀，藉此降低樣品的複雜度，並比較等電點聚焦分離方法運用於蛋白質層次與胜肽層次之解析度和所鑑定到的蛋白質個數。結果顯示，雖然兩者的解析度差異不大，但利用胜肽等電點聚焦分離方法可以多鑑定到54個蛋白質。血清蛋白質體學分析中，194個蛋白質鑑定於沖提液中而239個蛋白質鑑定於濾液中，最終有116個蛋白質同時被鑑定於兩者。為了確定經過免疫親和性管柱是否影響定量結果，我們挑選Complement C和 Alpha-2-Macroglobulin為例子，利用質譜多反應監測法進行定量分析。結果顯示，Complement C3在沖提液中的含量約占此蛋白質於血清中總量的百分之四左右，而Alpha-2-Macroglobulin在沖提液中的含量約占此蛋白質於血清中總量的百分之十左右。因此藉由本次實驗，我們發現經由移除高含量蛋白質的步驟，的確會影響血清中蛋白質的定性和定量的結果。