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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    利用斑馬魚胚胎模式研究烯酸酯類殺菌劑pyraclostrobin 之毒性
    (2023) 葉凡瑄; Yeh, Fan-Hsuan
    百克敏(pyraclostrobin)是一種被大量使用的農業除真菌劑,透過地表徑流等途徑汙染環境,在世界各地的水域已被檢出。其對於水生生物包括魚類以及兩棲類,具有極高的非專一毒性。先前研究證實百克敏對於斑馬魚具有粒線體毒性、心毒性並造成發育延遲、增加氧化壓力、降低活動力。但對魚類其他生理功能的影響仍不清楚。本研究利用斑馬魚胚胎作爲毒理模式,將其曝露於100-1000 ppb的百克敏96小時後,觀察其對於基因表現、離子調節、側線感覺功能的變化;曝露百克敏120小時後,觀察聽覺與視覺行爲的改變。並利用轉基因螢光魚觀察中樞神經系統的影響。結果顯示百克敏96小時半致死濃度為204.6 ppb。濃度≥100 ppb 造成心率下降、側線毛細胞損傷、觸碰逃跑速度下降;濃度≥150 ppb造成體長降低,眼睛、耳石囊、耳石面積變小,卵黃消耗減少,體内Ca2+、K+離子含量下降,離子細胞數目減少;濃度200 ppb造成圍心腔水腫、皮膚幹細胞減少以及側線毛細胞減少。利用RNA定序分析基因表現發現許多異常包括:離子調節(atp1a1a, atp2b,atp6v, kcnj1a, rhcg)、側線感覺(cib2, myo6b, s100)、粒線體電子傳遞鏈(cytb, cox3、cox19)、內耳感覺(otomp, cep290, oc90)、視覺(cabp5a, clcc1)、細胞凋亡(casp3, casp8, casp17)等相關基因。在行為實驗發現,百克敏會降低聲音驚嚇反應之敏感度,並延長視覺運動反應時間。螢光魚的結果顯示,百克敏會造成脊髓運動神經元減少。綜上所述,本研究提出百克敏可能會造成魚類離子調節、周邊感覺(側線、視覺、聽覺)以及中樞神經異常,對魚類生存造成威脅,需更審慎評估百克敏的使用。
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    聚苯乙烯奈米塑膠顆粒在海水或淡水中的毒性差異及加上二苯甲酮-3共處理後在海水中對青鱂魚的影響
    (2022) 邱旭證; Qiu, Xu-Zheng
    隨著科技的發展,塑膠製品的大量使用造成環境中越來越嚴重的塑膠污染已在近年成為人們關注的重大問題。另一項受到眾人矚目的汙染源則是市售防曬乳中常見的化學添加物:二苯酮家族,其中又以二苯甲酮-3(Benzophenone-3, BP-3)的防曬效果最好,但其毒性也最大。不管是塑膠垃圾分解後形成的塑膠顆粒或是BP-3等添加物,對於海洋的影響都最為深遠,但現行研究多半著重於兩者對淡水脊椎生物的影響,針對海水脊椎動物的研究數量卻是遠遠不及。有鑑於此,本研究選擇青鱂魚(Oryzias latipes)作為本研究的模式動物,利用青鱂魚的廣鹽性,比較聚苯乙烯奈米塑膠顆粒(Polystyrene nanoplastic particles, PS-NPs)在海水中和淡水中是否會對魚類造成不同程度或不同類型的傷害。除此之外本研究也針對海水環境分別測試PS-NPs和BP-3以及在共處理情況下這些物質對胚胎早期發育的影響。首先,我們使用了0、10、25和50 ppm四種不同濃度的PS-NPs處理,分別在海水及淡水環境下進行實驗,結果顯示在海水環境50 ppm組別中發現死亡率有顯著上升,且海水處理下的25和50 ppm組別中發現,樣本的表皮離子細胞數目有顯著減少,細胞分泌的氫離子和氯離子也被抑制。淡水處理下則是在25和50 ppm組別中觀察到樣本的側線毛細胞數量顯著減少,同時在25 ppm組別中觀察到胚胎的活動力下降。而BP-3的實驗,我們將胚胎暴露在含0、0.005 % DMSO、1、3和5 ppm BP-3的海水中,結果顯示在含有BP-3的海水中暴露8天後,雖然不會造成胚胎死亡,但3 ppm和5 ppm處理組在個體長度等早期發育指標及離子細胞、毛細胞數量上有顯著下降。在共處理的情況下,則是透過控制組、3 ppm BP-3、25 ppm PS-NPs及3 ppm BP-3加上25 ppm PS-NPs的共處理組互相比較,我們發現和單純暴露於BP-3的組別相比,共處理組中兩個變因對胚胎的影響反而變小。總結以上結果,PS-NPs在淡水與海水中會呈現不同強度或不同面向的傷害;BP-3則會造成發育遲緩和離子細胞、毛細胞的數量下降;但共處理後,BP-3因受到PS-NPs的影響,毒性會減弱。
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    汞對於斑馬魚仔魚側線感覺與離子調節功能之影響
    (2018) 潘予芹; Pan, Yu-Chin
    汞(Hg)是一種具高毒性的重金屬,非常容易藉由生物累積的方式進入食物鏈。其毒性取決於他的化學結構、接觸途徑以及物種,目前已有許多在人體及哺乳類動物實驗中,證明長期暴露在汞確實會造成損傷,即使是在低濃度下仍有極高的風險。先前對於汞造成斑馬魚影響的研究相當多,主題大多著重在汞對於斑馬魚胚胎時期神經與腦部發育的影響,較少去探討孵化後仔魚暴露在含汞的環境下,其皮表的離子細胞以及毛細胞的影響。本實驗利用斑馬魚仔魚作為模式物種,分別暴露於短時間(4 hrs)與長時間(48 hrs)含汞(氯化汞、甲基汞)的水體當中,觀察仔魚表皮的毛細胞與離子細胞;這兩型細胞分別負責機械性感受器的功能、排酸功能。短時間暴露於氯化汞和甲基汞後,導致仔魚表皮之毛細胞與離子細胞的細胞數目與功能下降;進而觀察到仔魚逆流行為、活動力以及體內鈣和鈉含量下降。長時間暴露後,於較低的濃度即可觀察到汞所造成的影響,包括細胞數目與功能的下降、逆流行為、體內離子含量及基因表現量的改變。另外,於本實驗我們也觀察到氯化汞與甲基汞所造成的毒性不盡相同。