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高級中等學校組

二硫化合物交聯核酸在癌症藥物的應用

化療為癌症主要的治療方式,對正常細胞常造成副作用。為了讓化療藥對癌細胞具選擇性,利用希夫反應的原理,將核酸的醛基和二硫化物的一級胺形成共價鍵結,來設計本實驗。先用鹽酸讓核酸露出醛基,再和二硫化物的一級胺進行交聯。因為癌症細胞內的穀胱甘肽量高於正常細胞,可催化二硫化物的雙硫鍵,使其斷鍵,而釋放出裡面包覆的化療藥。搭配乳化反應,藥物載體在電子顯微鏡下為球型,粒徑是 55.89~115.7奈米,界面電位呈現負電。隨著 pH 值 3 往 10 變化,粒徑有變小和電位變更負的趨勢。載體在與兩種正常細胞共同培養後,呈現高存活率,顯示對生物體無毒。在模擬癌症的微酸環境中,二硫化物載體,相較於對照組,可釋放較多的化療藥。

探討重金屬離子對臺灣羽苔之生理影響

竹科為新竹帶來不計其數的好處,卻也造成環境汙染,重金屬汙染就包含其中。重金屬若未經處理就流放會汙染土壤、水質等,影響生態環境。蘚苔是方便取得的生物監測指標,因此本研究以臺灣羽苔作為模式生物,探討不同重金屬種類、濃度對其葉綠體個數、光合色素含量、光反應速率及細胞壁厚度的影響。根據實驗結果我們發現低濃度的鋅、銅離子對臺灣羽苔的葉綠體個數、光合色素含量、光反應速率皆有提升,並且找到鋅離子、銅離子對臺灣羽苔有正向影響的濃度區間,而鋇離子、高濃度的鋅銅離子則對植物有相反的影響。細胞壁的部分,低濃度鋅離子會造成細胞壁增厚,而在高濃度時變薄;銅、鋇離子增厚程度則與離子濃度呈正相關。

「地」時炸「氮」,「酚」秒必爭―利用地毯草多酚降解硝酸鹽與亞硝酸鹽

氮污染無所不在,水源硝酸鹽污染是農業發達地區居民長期面對的問題,且脫硝作用中間產物亞硝酸鹽,對人體危害甚大。因此我們透過測量天然雜草(地毯草)溶液的氧化還原電位、還原力、自由基清除能力,證明地毯草具有強抗氧化力與還原力。藉由田口式實驗法規劃探討影響地毯草還原降解硝酸鹽之可能參數,由統計分析結果確認使用乾燥地毯草劑量18.75 g/L與硝酸鹽濃度50 mg/L的水體反應24小時,為地毯草降解硝酸鹽的最佳操作條件,而持續反應48小時則可完全降解亞硝酸鹽副產物。反應過程中總酚濃度介於100~200 mg/L,並且利用光譜全波段掃描反應溶液得知,250~325 nm區間有明顯吸光程度,代表多酚成分兒茶素之存在。經由本研究成果證實地毯草可釋出多酚物質有效降解硝酸鹽。

冷面殺手李斯特菌-探討抑制李斯特菌台灣食品分離株之方法

李斯特菌污染,恐致腦膜炎、敗血症,WHO報告更顯示死亡率高達2成5。本實驗研究抑制李斯特菌(Listeria.innocua)之方法,以全基因解碼R19.1045為模組,與由台灣本土雞翅與豬肉分離出之38隻李斯特菌分離株做比較,觀察其型態、生長曲線及菌落形成單位(CFU)不同,以及致病力相關之磷酸轉移酶系統(phosphotransferase system, PTS),又稱第四致病基因群,是否廣泛存在於李斯特菌。研究結果顯示,37℃溫度培養L19N.053分離株在第5~第6小時有生長延滯的雙生長期(diauxic growth)現象,與PCR檢測初步結果呼應,L19N.053菌於PTS基因有部分片段缺失。R19.1045的CFU約為2.14x109。低溫(4℃)、酸性環境(pH=2)和酒精濃度35%,皆能有效抑制李斯特菌生長,為正常37℃環境生長速率之1/70-1/92。

影片情境化字幕實現探討

本研究旨在改善聽障人士無法完整接收影音類型資訊的狀況,探討各種影片處理技術,尋找、嘗試並比較各種方法,整合出最適合的系統自動替影片嵌入情境化字幕——用視覺的方式呈現影片聽覺訊息,讓聽障人士便於理解各種類型的影片內容與資訊。 為此,我們呈現的情境化字幕有主要幾個特點: 1、將聲音對話轉為字幕標記在說話者旁,透過畫面中語句位置就可以了解跟語者的對應關係。 2、畫面中字幕會以漸漸上飄消失的泡泡字幕來呈現,使觀影者有充足時間閱讀字幕理解內容。 3、將環境音效如電話聲、雷聲與貓叫聲等各種能傳達資訊的聽覺訊息標示在畫面中。 藉由這些處理使畫面呈現更豐富的影片資訊,最終達到改善聽障人士資訊接收權益不平等的目標。

探究雲滴成長過程是否具潛在的規律

本研究以微觀與整體的視角忖度雲滴成長過程可能的性質,得出極為矛盾的臆測。而筆者閱覽相關文獻,發現此問題意識並無太多學者研討,決定參酌前人的方法,以水氣凝結於壓克力板的現象模擬大氣成雲滴過程,並以統計方法推論雲滴成長過程的性質。發現各個雲滴的成長機率雖不相同,可是整體的演變趨向穩定。希望本研究結果對於相關研究的學者有所助益。

素養試題導向誰?以化學科素養試題為例

108學年度開始實施新課綱,主要精神為素養導向,因此本研究希望瞭解學生在解題素養試題時,會受到哪些因素的影響而改變解題的行為模式。本研究透過質性訪談教師與學生共16人,發現教師對於素養試題皆抱持正向的態度,但也擔憂學生是否能有足夠能力解題;在學生方面因為素養試題題幹敘述易冗長且數字計算不易,測驗時間也並未延長,造成學生不喜歡寫素養試題,但對於能藉由素養試題將生活經驗與學習成果連結抱持肯定的態度。此外,本研究亦設計問卷及試卷,進行量化統計研究,包含單因子變異數及逐步迴歸分析,結果顯示:數系能力、數的能力、文法應用及空間關係這四個分項能解釋素養試題的變異量為58.9%,即素養試題導向此四個分項能力較佳的學生。

懸浮微粒PM2.5擴散作用研究

本實驗以懸浮微粒PM2.5擴散作用為主題,將實驗結果做計算找出擴散作用的半衰期(τ1⁄2),將擴散快慢以時間尺度來表現;此外,同時測量懸浮微粒PM10,其行為表現與懸浮微粒PM2.5相似。實驗過程分為四個部分,分別改變體積、溫度、風向與開窗方式來進行。結果顯示體積與半衰期呈現正相關;溫度越高,半衰期越短;有風環境中半衰期較小且與風向角度有關;開窗面積相同情況下,側邊單開的半衰期較中間單開小,而中間對開的半衰期較側邊斜對開小。在所有開窗方式中,中間單開的半衰期最長,而中間對開半衰期最短。最後,為了讓懸浮微粒的研究可以在更多中小學實驗室中進行,利用實驗室常見的器材(雷射和鏡子)建構一個可以測量懸浮微粒相對濃度的方法。

奈米氧化鐵銅複合體應用於腫瘤協同治療

本研究結合奈米技術及生物醫學,創新以牛血清蛋白為載體,以一步法合成全新CuxFe3-xO4@BSA-IR780(CFO@BSA-IR780)多功奈米複合材料。材料鑑定由TEM、UV-Vis等儀器進行組成及性質分析。 材料中BSA賦予其優異水溶性;鐵離子有益在腫瘤觸發內源性H2O2產生活性極高的氫氧自由基,進行化學動力治療(CDT)。且光敏劑(IR780)讓材料呈紅色螢光,在近紅外光照射兼具光熱(PTT)與光動力治療(PDT)特性。 然而腫瘤內源性穀胱甘肽(GSH)過量會消除自由基,限制CDT/PDT效果。因此材料摻雜銅離子,藉氧化數變化增強療效。 後續更將CFO@BSA-IR780實際運用於细胞測試、螢光顯影與MRI檢測,確認低毒性、治療效果佳,並率先結合兩種診斷。成功發展具CDT、PDT、PTT及腫瘤顯影之多功奈米複合材料,以多種方式提升效率並降低傷害,提供醫學新興之藥物材料。

Lill Path之立體圖形應用

本文主要在探討如何將二維Lill Path的性質推廣至三維。首先,我們證明有一自原點出發的射線在多項式函數f(x)的三維Lill Path進行反射,且此射線通過其終點的充要條件為f(x)=0有一實根(-tan⁡θ )。除此之外,我們還證明了射線通過三維ϕ-Lill Path終點的充要條件為f(x)=0有一實根((-sin⁡θ)/sin⁡〖(ϕ-θ)〗 )。接著,我們證明了三維Lill Path圖形封閉時之充要條件為此多項式有一因式為(x^3+1);同時,我們也證明了三維ϕ-Lill Path圖形為封閉時之充要條件為多項式有一因式為[x^3-(cos⁡ϕ ) x^2-(cos⁡ϕ )x+1]。最後,我們將三維Lill Path繼續推廣至n維Lill Path。我們證明了射線通過圖形終點的充要條件為f(x)=0有一實根(-tan⁡θ ),以及圖形是封閉時的充要條件為f(x)有一因式(x^n+1)。