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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    以氣相層析質譜在模式識別法下分析咖啡豆並開發新式電子鼻鑑定烘焙過程
    (2020) 葉耀中; Yeh, Yao-Chung
    使用氣相層析質譜技術為基礎,配合 LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) 電腦語言程式,使用模式識別 (pattern recognition) 的方法,開發出成功識別相似度的程式,可用以研究咖啡產區的辨識。透過計算參考樣品和標準樣品彼此之間的交叉相關係數 (cross correlation factor , CCF) 來估量相似度的值。在本程式中定義兩組圖譜的相似度, A 圖譜為標準品, B 圖譜為對照圖,相似度會在0%到100%之間。當 (A⋂B)/(A⋃B)=1 時,相似度為 100% ;當 (A⋂B)/(A⋃B)=0 時,相似度為 0% 。比對市面上5種咖啡豆在三種烘焙度下,同條件的情況下的氣相層析圖,發現在淺烘及深烘下,地區相近的咖啡豆有較高的相似度。自行開發的程式具有將相似度量化、簡單操作、快速得出結果等優點,且已成功應用在氣相層析圖譜的比對上。揮發性有機氣體在深烘焙下的滯留時間較長,煙霧產出的速度比揮發性有機氣體還快,並且似乎沒有同時夾帶揮發性有機氣體。
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    阿達瑪進樣器的設計及其在氣相層析質譜法對揮發性有機物偵測上的應用
    (2009) 范貞貞; Zenzen Fan
    本研究設計並製造一個新型阿達瑪進樣器(Hadamard injector),能使待分析的揮發性有機物(volatile organic compounds, VOCs)依據阿達瑪序列(Hadamard code)注射到氣相層析質譜儀(gas chromatography/mass spectrometry)中。配合阿達瑪轉換(Hadamard transformation)技術,相較於傳統的單一注射方式,能更有效地提高訊號的雜訊比值(signal-to-noise ratio)。此阿達瑪進樣器本身構造類似脈衝噴嘴(pulse nozzle),可由電腦控制開放的時間與樣品進入氣相層析氣化管(inlet liner)的量。視實驗情況所需,氣態樣品的單一注射量可控制在30 nL ~ 3 mL之間。同日與異日的RSD(related standard deviation)值分別為0.24 ~ 0.38%及0.27%,顯示本進樣器具有極佳的再現性。本實驗亦詳細探討氣相層析分離時進樣時間、進樣量與分流比等因素對阿達瑪轉換效率的影響。在最佳化進樣條件下,當測試樣品以阿達瑪序列次數為255、511、1023次分別進行實驗時,雜訊比值可得到7.7、10.8、14.8倍的改良效果。這樣的增加倍率與理論值(8.0、11.3、16.0)相當吻合。最後,本研究也對真實樣品進行實際偵測。將10.0 L的實驗室內空氣,以抽氣採樣方式,經活性碳吸附後,加熱脫附之同時,以阿達瑪進樣器將空氣樣品注射到氣相層析氣化管中,實際分析化學實驗室內揮發性有機物。實驗結果發現,有阿達瑪進樣器之協助,空氣中即使含有低濃度的丙酮、二氯甲烷及己烷,亦能輕易地被檢驗出來。
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    阿達瑪轉換氣相層析質譜法檢測健康正常人與糖尿病患呼氣中丙酮的應用與研究
    (2014) 范綱庭
    本研究成功以阿達瑪轉換-氣相層析質譜法 (Hadamard transform-gas chromatography/mass spectrometry, HT-GC/MS) 對人體呼出氣體中的糖尿病生物指標 (biomarker)-丙酮進行偵測。將待測樣品經由阿達瑪進樣裝置系統,在最佳化條件下,以阿達瑪矩陣255、1023及2047次編碼分別進行實驗時,訊號雜訊比可以得到改良效果,增加倍率與理論值(8.0、16.0、22.6)相當吻合。一次測量時間最短在8分鐘內即可完成,並得到良好的訊號雜訊比改善。本實驗分別採自於17名正常志願者以及37名糖尿病患,每次採集測試者1 L吐氣。在實際測量志願者的呼出氣體,合計108個採氣袋,得到丙酮平均濃度為正常人0.1 ~ 1.0 ppmv;糖尿病患1.0~10 ppmv,在此情形下阿達瑪轉換法能有效的提高訊號雜訊比,最低偵測極限(limit of detection, LOD)為0.1 ppmv。阿達瑪轉換法適用於各類氣體樣品,且不需經過前處理,便進行阿達瑪序列編碼進樣,進而得到更佳的訊號雜訊比。
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    氣相層析質譜法測定不同代謝性壓力狀態下老鼠血液中皮質固酮的濃度
    (2002) 蘇品源; Pin-Yen Shu
    本研究以氣相層析質譜儀(GC-MS),配合離子選擇偵測法(SIM)提供了一個簡單、高靈敏度的方法來偵測老鼠血液中皮質固酮的含量。老鼠的血液經過乙酸乙酯的萃取後,利用pentafluorobenzyloxime -trimethylsilyl (PFBO-TMS)為衍生試劑將皮質固酮衍生進行測量,並根據質譜譜峰選取m/z = 316, 648, 663, 678作為選擇性離子偵測法的主要譜峰來進行定性定量的工作。利用此法可將皮質固酮的偵測極限降至0.1 pg。實驗中並發現,當正常老鼠經接受類葡萄糖的藥物2-DG注射後,其血液中皮質固酮的濃度,隨著注射藥物量增加,而有明顯增加的趨勢。且在投予中藥柏子仁後,亦觀察到老鼠血液中皮質固酮濃度有增加的趨勢。