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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    多功能奈米銀光電性質應用於 單一材料複合有機氣體感測陣列之研製
    (2021) 林周廷; Lin, Chou-Ting
    本實驗分成三個部分進行有機氣體的感測:第一部分是於玻片上修飾奈米銀單層薄膜,比較單層奈米銀薄膜與外圍修飾C12-SH薄膜兩者的感測訊號。二是有機相MPC粒子Ag@C12的合成,作為阻抗式(CR)、局部表面電漿共振 (LSPR)感測。與第一部分不同的是將裝置微小化,利用市售感測器取代光譜儀並搭配設計電路將訊號有效放大,解決使用市售光譜儀的高成本問題。第三部分則以2-mercaptobenzothiazole (MBT) 進行部分取代,合成Ag@C12/MBT,可作為阻抗式、局部表面電漿共振、螢光、質量式複合陣列之氣體感測。過往的研究多以不同MPC材料構成單一感測陣列式,而此論文最大的不同是以單一MPC材料進行四種不同類型的感測。由實驗結果顯示,Ag@C12/MBT對於9種不同有機氣體選擇性均不同,因此可藉由不同感測類型來提升該材料對有機氣體的辨識度。
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    脊髓小腦運動失調症:SCA2、SCA14的遺傳檢測及擴增SCA17 TBP蛋白與HMGB1蛋白的交互作用分析
    (2007) 陳襄銘; Hsiang-Ming Chen
    脊髓小腦運動失調症(Spinocerebellar ataxia;簡稱SCA),為一種異質性的神經退化性疾病,大部分起因為特定基因上三核苷重複擴增的結果,患者在小腦、腦幹、脊髓以及週邊神經系統會出現漸進式的退化現象。現在已知的脊髓小腦運動失調症約有28種亞型,本研究第一部份將重點放在屬於三核苷重複擴增的第二型(SCA2)以及不屬於三核苷重複擴增的第十四型(SCA14)的遺傳分析。這兩型的致病原因分別為Ataxin-2基因的CAG三核苷重複擴增和protein kinase Cγ (PRKCG)基因的突變。首先會對長庚醫院神經內科所提供的正常人(179位)、運動失調症(ataxia)患者(15位)、帕金森氏症(Parkinson's disease)患者(137位)、失智症(dementia)患者(124位)、震顫(tremor)患者(84位)及其他神經疾病患者(舞蹈症、肌張力異常症等,41位)進行SCA2 CAG三核苷重複擴增的分子檢測,結果並未發現任何Ataxin-2 CAG重複擴增的等位基因。在SCA14的遺傳分析方面,利用PCR增幅及DNA定序,檢視了30位帕金森氏症徵候群(Parkinsonism)患者PRKCG基因最常被報導發生突變的表現子(exon) 4及5,結果亦未發現任何突變。本研究的第二部份著重在分析SCA17 TBP蛋白與HMGB1蛋白的交互作用。首先製備包含20、45、61個麩醯胺的N端TBP (nTBP-Q20/Q45/Q61)及全長TBP (fTBP-Q20/Q45/Q61)的GST融合蛋白,再利用石英晶體微量天平(Quartz Crystal Microbalance)來量測TBP重複擴增對其與HMG1分子間交互作用的影響,結果發現N端TBP或全長TBP與HMG1之間的交互作用相同,但不同polyQ長度之TBP蛋白與HMG1之間的交互作用不同,其中以nTBP-Q45的結合力最強(ΔHz = 13.0),nTBP-Q61的結合力最弱(ΔHz = 4.3)。故推測HMGB1可能和TBP的polyQ部位結合。
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    二氧化鈦奈米粒子在有機氣體壓電晶體感測器之應用
    (2006) 江宜庭; Yi-Ting Jiang
    本文是發展並應用TiO2奈米粒子為塗佈物製成壓電晶體感測器去吸附各種有機氣體,當有機氣體吸附在塗佈物上,增加的質量將造成壓電晶體感測器的震盪頻率下降,藉由觀察共振頻率的改變量來達到偵測有機氣體的目的。本研究自行組裝氣體壓電晶體感測器,並使用旋轉塗佈法(spin coating)在晶片電極表面塗佈nano-TiO2/PEG來偵測乙醇、正丁醚、乙醛、丙酮、乙酸、苯、正丙胺、1-己烯、1-己炔等揮發性有機氣體。 在實驗中,首先鑑定nano-TiO2物理性質,包括UV/Vis.吸收光譜、XRD、SEM。接著探討各種揮發性有機氣體對nano-TiO2壓電感測器所造成頻率變化的影響,包括塗佈量效應、濃度效應、分子量大小、異構物的立障效應等。nano-TiO2/PEG的最佳塗佈量固定約為8μg,偵測訊號較好的是乙酸、1-己烯、乙醛、1-己炔,在脫附訊號方面,乙醛和1-己烯的脫附速率比其他有機物要來得慢,而nano-TiO2壓電感測器對有機氣體都具有不錯的偵測下限,可達ppm。對醇類而言,化合物的分子量愈大,感測訊號強度就愈大,分子量大小和訊號呈正比關係上升;立障大小也會影響訊號強弱,頻率變化量依次為1-propanol>2-propanol和1-butanol>sec-butanol> iso-butanol>tert-butanol。 本研究把nano-TiO2應用在石英壓電感測器上,對於常見的有機氣體有不錯的感測訊號,加上感測系統體積小、易自行組裝、成本低廉及靈敏度高的優點,可以廣泛應用在化學工廠和工業上對有機氣體之檢測。
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    多頻道碳六十固定化酵素石英壓電生化感測器之研製與應用
    (2006) 洪銘聰; Ming-Tsung Hung
    葡萄糖、尿素、過氧化氫皆為人體內重要的物種中的其中三種。本研究中,一自製震盪線路及微電腦介面的多頻道石英壓電生化感測器已成功地被建立,實驗室自行撰寫的訊號擷取程式亦可分別用來偵測待測樣品物種(葡萄糖酸、銨根離子、氧氣)之頻率訊號。此多頻道生化感測器裝置包括了一個四頻道的壓電系統(包括兩工作電極以及兩個參考電極)及一氧電極系統。 葡萄糖氧化酶、尿素分解酶及過氧化氫分解酶皆被成功地固定化在碳六十上,而後塗佈在一多孔性材質(SiO2)上,經固定化後之酵素依然保有其催化之活性,特別是在此多頻道石英壓電系統中。將碳六十及碳六十/大環胺醚塗佈於晶片上分別作為葡萄糖酸及銨根離子的吸附劑,藉由晶片上吸附劑吸附催化後的產物,則會造成震盪頻率的下降,進而可以推得產物吸附的多寡,之後換算目標待測物的注入濃度。 此多頻道生化感測器對於個別的目標待測物種有相當好的選擇性。模擬血液中干擾物(半乳糖、半胱胺酸、尿酸等)的存在,對整個壓電系統影響也不至於太大。經固定化之後的酵素,其活性在15天中皆可保持在90%以上。此自製多頻道偵測系統中,亦能有不錯的線性關係,R2值皆可在0.978以上,而最佳偵測下限為12.37μg/mL。利用自製的多頻道石英壓電感測系統可以用來作混合物之定性分析,利用簡單線性迴歸及多重線性迴歸(MLR)之分析方法,亦可成功的將單一頻道及多頻道之樣品作定量分析工作。
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    多麩醯胺擴增TBP 與HMGB1 的交互作用研究
    (國立臺灣師範大學生命科學學系, 2013-??-??) 楊淑婷; 陳襄銘; 李麗卿; 黃詩涵; 林志信; 李冠群; 李振綱; 李桂楨; Shu-Ting Yang, Hsiang-Ming Chen, Li-Ching Lee, Shih-Han Huang, Chih-Hsin Lin, Guan-Chiun Lee, Cheng-Kang Lee, Guey-Jen Lee-Chen
    第十七型脊髓小腦共濟失調症(SCA17)與轉錄起始因子TATA binding protein (TBP)基因上的多麩醯胺擴增相關。TBP 與包括high mobility group box 1 (HMGB1)在內的其他蛋白因子交互作用,來調節基因的表現。本研究藉重組的HMGB1 及TBP/Q20~61 N 端蛋白,探討TBP Q 長度是否影響其與HMGB1 的結合。首先共表現HMGB1 及TBP 於 HEK-293 細胞後,利用免疫共沉澱及GSTpull-down 試驗,確認HMGB1 與 TBP 在細胞內的結合。其次原核E. coli 表現的重組HMGB1 及TBP/Q20~61 蛋白的GST pull-down 試驗,亦顯示HMGB1 與TBP 的結合。最後即時石英晶體微量天平(QCM)試驗顯示,HMGB1-TBP 交互作用隨TBP 蛋白上polyQ 長度的增加而減弱。綜合先前報導的HMGB1-TBP 交互作用可增強TBP 結合TATA 速率及穩定性,我們的研究顯示多麩醯胺擴增TBP 與HMGB1 結合的減弱,可能與SCA17 致病機轉相關。