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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    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/氣相層析質譜法對人體呼氣中丙酮之分析與研究
    (2013) 楊建霖; Chien-Lin Yang
    本研究利用阿達瑪轉換-氣相層析質譜 (Hadamard transform-gas chromatography/mass spectrometry, HT-GC/MS),成功偵測到人體呼出氣體中微量的丙酮。實驗用氣體樣品分別採自於數名糖尿病患及正常志願者。每次採集測試者100 mL的吐氣。採樣袋的氣體不需要任何前處理步驟,即可直接測量。依據Hadamard code由電腦控制的電磁閥,依序注射到氣相層析質譜儀中。每次氣體樣品的注射量為11 µL。在最佳化的條件下,當測試樣品以阿達瑪矩陣255、511、2047次的編碼分別進行實驗時,訊號雜訊比可以得到6.4、11.3、20.9倍的改良效果。這樣的增加倍率與理論值 (8.0、11.3、22.6) 相當吻合。就單一樣品的測量,在3.5分鐘內即可完成。本研究同時以傳統的頂空固相微萃取法進行比較。實驗結果發現,使用SU-57310U型號的固相微萃取針進行頂空萃取時,在4分鐘內可完成一次測量。在實際測量8位非糖尿病患志願者的呼出氣體,合計30袋的氣體,每袋重複實驗5次,得到的平均值為0.1 ~ 1 ppmv。在此情況下,無論使用阿達瑪轉換法或使用成本較高的固相微萃取法,對於提高偵測靈敏度都十分有效。阿達瑪轉換法適用於各類氣體,而固相微萃取法則須視偵測氣體的種類,選用適合的微萃取管,才能達到預期的效果。此外,本研究發現糖尿病患呼出氣體中的丙酮濃度很高,不須經由阿達瑪轉換或固相微萃取法亦可偵測得到。經實際測量4位糖尿病患 (含 type I及 type II糖尿病患) 的呼出氣體,合計30袋的氣體,每袋重複實驗20次,得到的平均值為1 ~ 10 ppmv。 關鍵字:阿達瑪、丙酮、氣相層析質譜術