理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    海藻糖對DNA遭受紫外線破壞之保護作用
    (2010) 呂學樺; Hsueh-Hua Lu
    海藻糖(trehalose)是由兩個葡萄糖分子藉α,α-1,1-鍵結而成的非還原性雙糖,自然界中即存在,常見於植物、低等無脊椎動物以及大多微生物如真菌、細菌及古生菌中。海藻糖在自然界所扮演的角色是生物體抵抗逆境的重要分子。被認為是穩定蛋白質、細胞膜與DNA,提高存活率的重要因素。細胞內的海藻糖是否能夠提供DNA對放射線的保護性,目前尚未見報導。本研究在證明E. coli細胞內的海藻糖能提供DNA對UV破壞的保護效果。藉由對pyrimidine dimer具專一性的T4 pdg酵素切割,以及DNA鹼性電泳的定量分析,決定不同UV照射劑量下DNA所產生的cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs),以此為判斷DNA損傷程度的主要指標。並分析DNA傷害程度與海藻糖之間的關係。首先在活體外,以萃取純化好的E. coli基因體DNA混合在不同濃度的海藻糖中進行UV照射,確認了UV劑量越高,對應DNA完整性越低,而且在相同劑量下,高濃度海藻糖(100 mM)對DNA的保護效果較低濃度或不含海藻糖要好。在活體E. coli細胞內,藉由誘導海藻糖合成酶基因的表現使細胞內累積海藻糖,並進行UV照射加以分析,結果發現累積海藻糖的菌株在720 J/m2 的UV劑量下所造成的傷害為22 CPDs/Mbs,沒有累積海藻糖的菌株則是46 CPDs/Mbs。此研究結果證明海藻糖不但在活體外提供DNA抵抗UV之保護性,同時在證明在活體細胞中的海藻糖也具有保護DNA抵抗UV對其結構的破壞作用。
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    應用單分子技術於SARS冠狀病毒核殼鞘蛋白-DNA交互作用之研究
    (2011) 許又仁; You-Ren Hsu
    SARS-CoV核殼鞘蛋白(nucleocapsid protein)與其病毒RNA結合形成核殼體(ribonucleocapsid)是包裹形成病毒顆粒必要的過程。近來SARS-CoV核殼鞘蛋白的研究顯示其蛋白質的結構靠近N端與C端個別有一個具有結構的區塊(NTD與CTD),且兩者皆能與RNA與DNA結合。在這個過程涵蓋了複雜的蛋白質-核酸交互作用,以及蛋白質之間彼此的交互作用。在傳統的生物化學技術如Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA)應用於研究蛋白質-核酸交互作用有其技術性的限制,難以直接性的區別CTD與NTD與核酸結合過程中所扮演的腳色的差異。 這篇論文的目標是應用單分子技術構建一個可直接觀察SARS-CoV CTD與NTD個別與單一核酸分子產生交互作用過程的實驗系統。我們透過螢光染劑YOYO-1和DNA結合並接著在經聚乙二醇(PEG)改質的玻璃上,並透過Alexa594和蛋白質結合,構築螢光影像。使得實驗過程可透過兩種螢光的受激發後放光的波長不同,在不同的濾鏡頻道下分別觀察DNA與蛋白質產生交互作用時的影像。 實驗的結果意外的發現SARS-CoV CTD在低濃度的環境下,SARS-CoV CTD會產生聚合(Aggregation)的現象,使得少量SARS-CoV CTD以Oligomer形式存在;而SARS-CoV NTD在相同的濃度條件卻並不產生聚合的現象。而在蛋白質與核酸交互作用的實驗當中,我們觀測到SARS-CoV CTD與DNA之間的親和力(affinity)大於SARS-CoV NTD與DNA之間的親和力與相關文獻的EMSA結果一致。透過此實驗系統的建構,可進一步應用於了解核殼鞘蛋白(NP)-RNA交互作用與SARS-CoV RNA的包裹機制。
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    應用螢光二氧化矽奈米管作為DNA偵測器
    (2006) 陳建穎
    近年來對於DNA的偵測已有許多團隊已發展出許多種的偵測器,在此論文中我們利用多孔性的硬式模版AAO(陽極氧化鋁)的孔洞,以溶膠-凝膠(sol-gel)溶液製備二氧化矽奈米管DNA偵測器(SiNTs)。首先我們依據layer-by-layer的原理將二氧化矽奈米管和量子點結合而成為螢光二氧化矽奈米管,利用兩層不同的量子點便可製成多種不同的螢光二氧化矽奈米管。接著我們在這中空結構的奈米管內分兩步驟修飾上有機分子,藉此分子可和探針DNA(probe DNA)形成鍵結而成為一個可偵測目標DNA(target DNA)的螢光二氧化矽奈米管偵測器,最後在不同濃度的目標DNA下做偵測,再經由顯微鏡的觀察。
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    Preparation of Fluorescent Silica Nanotubes and their Application in Gene Delivery
    (Wiley-VCH Verlag, 2005-02-01) Chia-Chun Chen; Y.-C. Liu; C.-H. Wu; C.-C. Yeh; M.-T. Su; Y.-C. Wu
    Fluorescent silica nanotubes are synthesized through a sol–gel reaction using an anodic aluminum oxide membrane template. The nanotubes are filled with plasmid DNA encoding green fluorescence protein (GFP), which are incorporated into mammalian cells that subsequently express GFP (see Figure). The results demonstrate a novel application of nanotubes in biomolecule delivery.