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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    三唑化合物作為自噬促進劑用於疾病治療
    (2017) 謝長亨; Hsieh, Chang-Heng
    本論文目的是鑑定三唑衍生物潛在用於治療神經退化疾病及非小細肺癌細胞的藥物。多麩醯胺酸造成的神經退化性疾病是因為神經細胞中基因座上出現過度CAG三核甘酸的重複序列所導致的疾病。利用增加細胞自噬清除多麩醯胺酸堆積,是一種可能的方式用來治療多麩醯胺酸相關神經疾病。在第一部分的論文中,利用表現多麩醯胺酸的細胞模式篩選一系列的候選藥物。從一系列三唑衍生物中篩選出化合物的藥物OC-13,它可以透過增強自噬特性,清除外來質體衍生的蛋白質ΔC-TBP-Q79-EGFP或Httex1-Q97-GFP造成多麩醯胺酸堆積,卻不會影響細胞活性。由螢光顯微鏡下觀察,表現擴增多麩醯胺酸的細胞經OC-13處理增加自噬小體,會清除超過50%的蛋白質堆積。由西方墨點法分析顯示,OC-13促進LC3-I轉換為LC3-II以增進自噬體形成,而自噬抑制劑能阻斷OC-13清除多麩醯胺酸的功能。 論文第二部分利用增強細胞自噬主導的第二型計畫性細胞死亡可以用作於癌症的治療。透過細胞活性分析, colony forming assay, Annexin V染色及西方墨點法分析,可以確認另一個三唑衍生物BTO會抑制人類非小細胞肺癌細胞的增生,並能隨著時間及濃度誘導自噬相關蛋白,並且促進凋亡,這都是透過自噬小體增加與溶酶體的形成。利用Annexin V染色及西方墨點法分析可以顯示促進自噬的BTO造成肺癌細胞的凋亡。此外由腫瘤組織的西方墨點分析和螢光顯微鏡中顯示,BTO可以抑制在小鼠模型中異種移植的A549腫瘤生長,並且誘導凋亡和自噬標記物的增生。 這兩種三唑衍生物化合物可以是抑制人類疾病的一種潛在治療藥劑。
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    一、重氮化合物與亞胺分子製備全取代之1,2,3-三唑 二、有機催化連鎖Michael加成/半縮醛化反應 三、(±)-Viroallosecurinine的全合成
    (2012) 陳蓉萱; CHEN, JUNG-HSUAN
    本論文有三個研究主題,第一部分為全取代之1,2,3-三唑分子的合成。1,2,3-三唑是具生物活性分子的重要架構,文獻中,以炔類及疊氮分子為反應物,進行[3+2]環加成反應而合成之;然而,合成全取代之1,2,3-三唑的方法,有的步驟繁複,或者需金屬催化劑的參與及高溫條件,反應方可進行。在此,我們開發新穎的反應類型,以重氮化合物與亞胺分子為起始物,在DBU的作用下,於溫和的反應條件,一步反應得到[3+2]環加成產物-1,4,5-全取代-1,2,3-三唑,產率為60-95%;歸納實驗結果,推測合理的反應機構;此外,產物之雜環架構中的四號位置為酯基,可經由不同的化學反應,轉換為多樣化之官能基,為此反應增添合成上的應用性。 第二部分以不對稱有機催化之連鎖反應,合成高鏡像選擇性之苯色烯衍生物。含氧原子的六員雜環架構,常見於天然物及藥物分子,有效建構它們的立體選擇性,在合成化學領域非常重要。本論文發展新穎的連鎖Michael加成 ∕ 半縮醛化反應,以-四氫萘酮和,-不飽和醛類為起始物,在L-脯胺酸衍生之有機催化劑的作用下,於最佳化的反應條件,製備苯色烯衍生物,高達99%之產率及80-96% ee的鏡像選擇性;將產物進一步氧化為-環戊內酯後,經X-ray單晶解析,確認新建立之立體中心為(S)-form,並推測了合理的反應機構,此連鎖反應提供合成高鏡像選擇性之含氧六員雜環分子的新途徑。 第三部分為天然物(±)-Viroallosecurinine的全合成,由美國Colorado State University的John L. Wood教授指導完成。以-環戊內酯為起始物,經由15個步驟,成功合成天然物(±)-Viroallosecurinine,總產率約為5%;其中,與苯基丙烯醇的連鎖銠催化之O-H嵌入 ∕ Claisen rearrangement ∕ 1,2-allyl轉移反應,可建構具有立體中心的三級醇,有效控制其立體化學,進而合成所有的Securinega生物鹼,此為本合成策略之優勢,最終合成之(±)-Viroallosecurinine的NMR光譜,與文獻比對後確認之。