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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    電化學壓電晶體液體感測器研製與應用
    (2008) 周芳妃; Fang-Fei Chou
    本研究發展一套電極/表面聲波元件(ESAW)系統將超高頻波UHF應用於水溶液化學分析。ESAW系統使用ESAW表面聲波元件為ST-cut石英表面聲波感測元件,此系統應用於水中各種離子濃度偵測及葡萄糖水溶液定量工作。ESAW系統優點是製作成本非常低廉,組裝方法非常容易,而且長時間偵測不會發生訊號能量衰弱現象。建構ESAW系統方法是基於干擾ST-cut石英SAW震盪元件石英晶體表面鄰近電場以產生訊號,製作時以長距離導線及同軸線將放置於水溶液中的各種電極連接到石英SAW震盪元件的金屬外殼。ESAW系統偵測的陽離子包含鹼金族、鹼土族及過渡金屬元素。未經前濃縮步驟,此系統直接測得Cu2+離子偵測極限為7.6 ppm,其靈敏度為2.55 × 105 Hz/(mol/L)。此系統偵測空白訊號標準偏差為10 Hz,信度為99.86 %。ESAW系統亦發展做為葡萄糖生化感測器,其以葡萄糖氧化酶(GOD)催化葡萄糖氧化反應。另外,ESAW系統也應用於葡萄糖與過氧化氫混合溶液系統。ESAW葡萄糖生化感測器在低於10-3M葡萄糖溶液中可測得斜率為9.3 × 102 Hz decade−1 (Hz/logM)的檢量線,且其靈敏度高於QCM葡萄糖生化感測器。 另外,本研究也以AT-cut石英塗佈碳六十C60大環胺醚方式發展QCM微天平之長鏈脂肪酸與膽固醇酯生化感測器。在非離子型界面活性劑的乳化液中以QCM感測器偵測長鏈脂肪酸或膽固醇酯水解產物。進行膽固醇酯水解反應之酵素添加方式包括兩種方式:在待測溶液中加入膽固醇水解酶以及放置碳六十C60固定化膽固醇水解酶濾片。此感測器系統測得膽固醇偵測極限為62 μM,此與目前醫學上光譜分析法偵測極限比較結果是良好的。目前醫學上光譜分析法仍需使用三種酵素反應系統,但本研究研發的膽固醇感測器只需應用使用一種酵素反應系統,再加上碳六十固定化酵素技術,因此大幅降低目前膽固醇定量分析的成本。
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    雙頻道葡萄糖/尿素碳六十固定化酵素選擇性電極之研製與應用
    (2006) 蕭智新; Chin-Shing Shiao
    雙頻道葡萄糖/尿素碳六十固定化酵素選擇性電極之研製與應用 中文摘要 本研究合成固定化碳六十/葡萄糖氧化酵素(C60-Glucose Oxidase)和固定化碳六十/尿素水解酵素(C60-Urease)並分別應用在葡萄糖及尿素選擇性C60-Cryptand[2,2] / PVC電極感測系統中,用以偵測待測溶液中的葡萄糖或尿素分子。酵素所以能充當檢測生體成分的工具,是因其基質特異性高且能讓反應在和緩條件下進行。在C60-Cryptand[2,2]葡萄糖薄膜電極系統中,偵測葡萄糖分子被葡萄糖氧化酵素催化為葡萄糖酸經解離得到的氫離子,而C60-Cryptand[2,2]尿素選擇性薄膜電極中,偵測水溶液中尿素分子經尿素水解酵素催化所形成的銨根離子。實驗中將分別探討碳六十固定化酵素及PVC的含量、溫度、pH值的改變及干擾因子對電極電位變化的影響。在葡萄糖選擇性薄膜電極偵測系統中,固定化C60-Glucose Oxidase在30oC左右的溫度下,有很好的催化效果,而最適pH值則在7附近,且發現當膜上所含C60-Glucose Oxidase的量增加時,催化的效果越明顯。在干擾係數的測定方面,一些血液中常見的鹼金族及鹼土族的離子選擇性係數在10-2左右。在尿素選擇性薄膜電極偵測系統中,最適pH值也在7附近而最佳溫度為室溫。在干擾離子方面,大部分干擾離子的選擇性係數也在10-2左右,血液中常見的有機物如半乳糖、半胱銨酸、酪銨酸及維他命C,幾乎對此系統於葡萄糖及尿素的測定上沒影響。
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    樹狀奈米金與rGO複合材料合成與其電化學感測之研究
    (2014) 劉侑昂; Yu-Ang Liu
    本研究利用葡萄糖氧化酶(GOx)和血紅蛋白(Hb)兩種酵素分別偵測葡萄糖與過氧化氫,本實驗製作了還原態氧化石墨烯(rGO)與樹狀金電極(GD)的複合材料(GD/rGO)並搭配酵素的薄膜修飾進而製備高靈敏度之生物感測器。應用循環伏安技術和計時電流安培法研究此電極電化學特性。由電化學阻抗(EIS)分析酵素已成功修飾,在X射線光電子能譜(XPS)及拉曼散射光譜的鑑定下證實氧化石墨烯已完成電化學法還原並與樹狀金電極形成複合材料。並利用掃描電子顯微鏡觀察薄膜的表面型態。且根據電化學實驗計算出酵素與修飾薄膜電極表面具快速的電子轉移能力。 從計時安培法結果顯示此GD/rGO/GOx/Nf(Nafion)薄膜對於葡萄糖偵測展現出<3 s的電流響應時間,並具有0.008 mM到7.2 mM寬廣的偵測線性範圍、5 µM最小偵測極限和良好的靈敏度25.23 µAmM-1cm-2。另一方面,GD/rGO/Hb/Nf薄膜偵測過氧化氫也有<5 s的電流響應時間,寬廣的線性範圍0.003 mM到22.7 mM、與極低的偵測極限1 µM和0.623 mAmM-1cm-2的靈敏度。 GOx薄膜修飾電極在含有電子傳導媒介偵測葡萄糖時展現出好的電催化活性,而Hb對於偵測過氧化氫也有卓越的電催化還原能力,並且在製備過程中具備簡易、有效率及無環境污染等優點。