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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    聚苯乙烯奈米塑膠對斑馬魚 (Danio rerio) 胚胎的影響
    (2022) 甘富信; Kantha, Phunsin
    塑料是日常生活中使用最廣泛的材料,疏忽的垃圾管理導致環境中的數量不斷增加。值得注意的是,納米塑料(NPs; 直徑從 5 到 100 納米的微小塑料碎片)難以追踪,並已成為 21 世紀的主要污染源。聚苯乙烯 (PS) 是環境中最普遍的納米塑料之一。在實驗室中,PS-NPs 已被證明可以穿透皮膚並積聚在魚胚胎的器官中。然而,人們對 PS-NPs 對魚胚胎皮膚功能(如離子調節和側線感覺)的潛在影響知之甚少。在本研究中,斑馬魚胚胎被用作動物模型來探索 PS-NPs 可能對魚胚胎造成的毒性作用。在本研究的第一部分,斑馬魚胚胎暴露於三種不同大小的 PS-NP(25、75 和 200 nm)中 96 小時或 120 小時。分析了幾類毒性終點,包括發育形態(體長、身體彎曲、體節長度、眼睛大小、心包腔大小和卵黃囊大小)、身體活動(運動活動、視運動反應和強硬誘發反應)和側線感覺(毛細胞數量和形態)。此外,還檢測了神經標記基因(ache、syn2a 和 mbp)和眼睛發育基因(pax6a, pax6b, otx2, 和 rx1)的 mRNA 表達。結果表明,50 mg/L 的 25 nm PS-NPs 在所有的毒性終點均引起顯著的不良反應,表明胚胎發育遲緩和異常,身體活動和感覺毛細胞也顯著受損。在 25 mg/L 的 25 nm PS-NPs 下,只有身體活動和毛細胞顯著受損。在 10 mg/L 的 25 nm PS-NPs 和 75 和 200 nm PS-NPs 的所有濃度下,大多數毒性終點的影響是不顯著的。在本研究的第二部分,斑馬魚胚胎暴露於 25 nm PS-NPs 96 小時,以測試 PS-NPs 對皮膚細胞(離子細胞和角質細胞)離子調節功能的影響。暴露於50 mg/L PS-NPs後,胚胎皮膚細胞的離子(Na+、K+和Ca2+)含量和酸/氨排泄量顯著下降。皮膚角質形成細胞的頂端結構在 10、25 和 50 mg/L 時受損。離子細胞的數量和線粒體活性在 25 和 50 mg/L 時降低。 CellROX 染色顯示的活性氧 (ROS) 水平顯示離子細胞和角質形成細胞都處於氧化壓力狀態。 PS-NPs 降低了抗氧化基因(sod1、sod2、cat 和 gpx1a)的 mRNA 表達,並促進了細胞凋亡相關基因(casp3a)。綜上所述,本研究表明 PS-NPs 可能抑制抗氧化反應並誘導氧化應激,導致線粒體損傷和離子細胞死亡,最終損害皮膚功能,包括離子攝取、pH 調節和氨排泄。本研究揭示了 PS-NPs 可能對魚胚胎造成的潛在風險以及 PS-NPs 可能從分子和細胞到個體水平的毒理學機制。
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    利用斑馬魚胚胎模式探討抗癌藥物imatinib的毒性
    (2022) 盧彥成; Lu, Yen-Cheng
    Imatinib是一種被廣泛運用於治療慢性顆粒性白血病的標靶藥物,其作用機轉是透過抑制白血病病人體內突變的BCR-ABL基因產生的酪氨酸激酶,進而抑制不正常白血球的增生,以達到治療白血病的用途。由於imatinib被大量使用,已經環境中被檢測出,加上imatinib結構非常穩定不易分解,對水生生物是潛在的危害風險。Imatinib在臨床上的副作用有皮膚毒性與眼毒性,但對於水生生物是否會產生類似毒性仍未被研究。本研究以斑馬魚胚胎為模式,探討imatinib對胚胎所產生的致死與亞致死毒性。胚胎以0、50、100、200、300、400、500 μM imatinib進行96小時暴露,發現濃度高於400 μM imatinib會大量死亡,並且觀察到胚胎皮膚角質細胞受損剝落,推測是主要致死原因。雖然在低於死亡濃度並未發現胚胎在形態上出現異常,但imatinib濃度高於200 μM會導致側線毛細胞數量減少。利用RNA定序技術發現,300 μM的imatinib處理後會導致胚胎許多視覺相關基因表現下降,並使胚胎視覺運動反應異常。此外,研究發現水中鈣離子濃度會影響胚胎表皮細胞對imatinib的耐受性,高鈣環境可以降低imatinib所造成的角質細胞與毛細胞損傷,而低鈣環境則會增加imatinib造成的損傷。本研究發現高濃度的imatinib可能會對魚類造成潛在危害,以及水中鈣離子濃度對魚類皮膚細胞的重要性。此外,imatinib對斑馬魚的毒性發現或許可以應用在降低臨床上的副作用。