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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    磁性奈米材料用於抑制人類降鈣素聚集
    (2021) 沈采玲; Shen, Cai-Ling
    根據文獻紀錄目前約有三十多種人類胜肽或蛋白質聚集形成類澱粉蛋白纖維,而此些類澱粉蛋白纖維存在又與人類疾病關係密切,可惜的是目前並沒有治癒類澱粉蛋白變性病的方法,因此抑制類澱粉蛋白聚集成為最重要的治療策略。人類降鈣素是由32個胺基酸所組成的激素肽,透過甲狀腺濾泡旁細胞(亦稱C細胞)分泌,主要功能為調節體內鈣離子濃度與維持骨骼結構,因此可應用於治療骨相關疾病。然而,人類降鈣素因聚集速度較快易於形成類澱粉蛋白纖維導致降低其生物利用度及治療活性。目前選擇用聚集速度較慢的鮭魚降鈣素做成的鼻噴劑來當作治療藥物,但其與人類降鈣素的胺基酸序列差異甚大,導致具有免疫反應相關問題,而能有效抑制人類降鈣素形成類澱粉蛋白聚集並維持其治療活性成為最重要的研究課題。磁性奈米材料因具有較高生物相容性、低毒性、獨特的磁性以及其他等優點,因此於各個領域皆廣泛地發展成為具有潛力的材料,此外亦有些許的研究是關於磁性奈米材料抑制類澱粉蛋白纖維的探討,並且發現此奈米材料抑制人類降鈣素聚集的文獻甚少。本研究中,我們透過化學共沉澱法製備出氧化鐵奈米粒子,並且利用不同方法(如共價鍵與吸附)將小分子包覆於氧化鐵奈米粒子的表面,再觀察其對於人類降鈣素形成類澱粉蛋白纖維的影響。經由硫磺素-T動力學和穿透式電子顯微鏡證明Dopamine-Fe3O4及Dihydrocaffeic acid@Fe3O4這兩種材料皆能有效抑制人類降鈣素聚集以及可降解其類澱粉蛋白纖維,透過此些實驗結果,我們期望能再以人類降鈣素為有效成份的劑型開發中,尋求可用來穩定人類降鈣素的藥物賦形劑添加物。
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    人類降鈣素雙突變體提升抗纖維化能力及做為胜肽藥物之潛能
    (2019) 陳怡婷; Chen, Yi-Ting
    胜肽的不可逆聚集通常導致其生理功能的喪失。人類降鈣素為32個胺基酸組成的荷爾蒙胜肽,在人體內是由甲狀腺周圍的濾泡旁細胞所分泌,其自然態參與調節血鈣平衡和維持骨骼結構,因此可用於治療骨骼相關疾病,例如骨質疏鬆症和佩吉特氏病。然而降鈣素易形成類澱粉蛋白沉積物的高聚集傾向,導致其天然功能喪失限制做為臨床藥物的發展。由於鮭魚降鈣素具有較高的生物活性和較低的聚集傾向而替代人類降鈣素成為廣泛使用的治療藥劑。可惜的是,鮭魚降鈣素的序列只有50%與人類降鈣素相同,這種低序列同源性會導致嚴重的副作用,包括臨床治療中的厭食、嘔吐和免疫反應。已顯示針對序列做修飾可以調節人類降鈣素的聚集傾向。先前在預測軟體Waltzs幫助下所進行的研究指出,當人類降鈣素的12、17、26、27和31這五個胺基酸位置發生突變會顯著地降低聚集速率,但仍保持生理結構和功能。 在本研究中,我們嘗試對人類降鈣素序列做最小變化的修飾,成功設計並合成出抗聚集的雙突變變異體(Y12L N17H hCT)。從圓偏光二色性光譜中我們發現Y12L N17H hCT具有穩定的螺旋結構。此外,透過光誘導未修飾蛋白交聯反應和電泳分析顯示,人類降鈣素會形成高分子量寡聚物,而Y12L N17H hCT則是以單體為主。Y12L N17H hCT在緩衝溶液和脂質存在下皆能抑制原生型hCT聚集。最重要的是,Y12L N17H hCT仍具有生物活性,可以和降鈣素受體結合並能激活cAMP途徑。因此,我們推測Y12和N17在人類降鈣素形成類澱粉蛋白纖維過程中為關鍵的胺基酸位置,而Y12L N17H hCT有做為胜肽藥物之潛能。
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    奈米碳點結合多巴胺抑制人類降鈣素纖維之形成
    (2019) 吳哲安; Wu, Jhe-An
    生物相容性奈米材料的發展已成為治療和預防人類澱粉樣蛋白疾病的新趨勢。人類降鈣素是由32個胺基酸組成的胜肽,透過甲狀腺周圍的濾泡旁細胞(亦稱C細胞)分泌,在鈣磷代謝中扮演重要的角色。做為胜肽賀爾蒙,它可以用來治療骨質疏鬆症、佩吉特症等骨相關疾病。然而,人類降鈣素於水溶液中傾向形成不可逆的類澱粉蛋白纖維導致該生物利用度以及治療活性降低。鮭魚降鈣素,其有較低的聚集傾向和較高的生物活性,因而常被替代人類降鈣素作為廣泛治療劑。不幸的是,鮭魚降鈣素與人類降鈣素的序列同一性低,導致在臨床治療中會有可能發生嚴重的副作用以及免疫反應之問題。因此,能有效抑制人類降鈣素之聚集並維持其治療活性是非常的重要。水溶性奈米碳點為一小於10 nm微小尺寸的生物友好型奈米材料,其具有低毒性、高生物相容性以及官能多樣化等優點,在生物醫學應用之研究領域上成為新穎的潛力之星。此外,由文獻了解到奈米碳點可以做為抑制劑,來阻止乙型類澱粉蛋白、胰島類澱粉蛋白與胰島素聚集形成類澱粉蛋白纖維。因此,以生物相容性奈米粒子的方法來抑制類澱粉蛋白聚集為一新興的選擇。 本研究中,我們利用由下而上法的方式合成出奈米碳點,並修飾不同的官能基來改變其奈米碳點的表面性質。接著運用硫磺素-T動力學分析和穿透式電子顯微鏡來研究不同官能化的奈米碳點對人類降鈣素聚集之影響並探討這些奈米材料的應用潛力。其中值得注意的是,多巴胺-奈米碳點可以有效阻止人類降鈣素聚集以及降解其類澱粉蛋白纖維。我們推測π-π作用力可能是兩者間的關鍵作用力,不過需進一步的研究來佐證。綜合上述,我們成功地開發一種以典型零維材料的策略來抑制人類降降鈣素之聚集。