高級中等學校組

本研究發現在初代神經細胞於活體外生長至第七天時，位點 Serine119 被磷酸化的 Paxillin (p-PaxillinS119) 會從細胞質轉位進入至細胞核。我們使用 N2a 細胞進行轉染來探討 p-PaxillinS119 進核的分子機制，發現 p-PaxillinS119 進入細胞核需要位點Serine119被磷酸化，且得知Paxillin的 LIM 結構域中有 PY-NLS 序列，分別為 P516/Y517 及 P575/Y576，是藉由轉運蛋白 Importin β2 辨識該序列，並與其蛋白結合後帶入細胞核中。為了瞭解 p-PaxillinS119 進核對神經生長的影響，我們抑制 Importin β2 的蛋白核輸入功能，以及對 Paxillin 的 PY-NLS 進行點突變，皆觀察到軸突起始段的位置和長度異常，表示阻斷p-PaxillinS119進核會使神經細胞的成熟度延緩。我們亦發現神經細胞的 p-PaxillinS119 在細胞核中會呈現顆粒狀，與 RNA 剪接因子 P-SR 共定位在核斑點，也確認了 p-PaxillinS119 顆粒是具有核斑點的特性，顯示 p-PaxillinS119 進入細胞核後參與了 RNA 的剪接。

本實驗使用特殊處理過的苧麻線，開發便捷且可判斷濃度的模組。以簡單、方便的量測方法，利用色素及陰陽離子產物在苧麻線上的層析長度與溶液濃度之關係，有效判斷溶液濃度高低。此模組體積小、藥品用量少、成本低廉，用肉眼即可觀察且攜帶方便。本模組可以用於檢測0.01g/L ~ 2g/L的剛果紅色素溶液、0.04g/L~2g/L的亞甲藍色素溶液、0.01g/L~1g/L的鉛離子溶液、0.01g/L ~ 1g/L的硫氰酸鹽溶液。此簡易且低成本的模組可以降低工廠檢測汙水的成本，進而提高其意願去排出符合環保署標準的汙水。

糖影響癌細胞生長機制複雜，近年基因體研究技術發展，透過RNA-seq技術能全面分析癌細胞在不同糖濃度下基因表現變化，藉此窺探糖分誘發癌細胞生長機制。本研究以乳癌和肝癌細胞株為研究模式，低糖培養下癌細胞生長受阻，進而以RNA-seq技術分析，測得約16,000種表現基因，不同糖濃度培養分析組別，約100~5,000個基因表現差異，糖濃度越低基因改變越明顯，也發現乳癌和肝癌細胞基因變化情形不同。藉由富集分析，顯示表現變化基因功能主要與生長相關。經查詢文獻比對後，兩種癌細胞各挑選出十個新穎候選基因，並完成qRT-PCR驗證，確認實驗結果。本研究勾勒糖影響癌細胞生長之相關基因表現變化樣貌，並探索發現參與作用的新穎基因，有助於瞭解糖分誘發癌細胞生長的作用機制。

本作品主要研究一種作圖工具「cyclos」，其規則如下：在平面上，可以以兩點距離為直徑作過此兩點的圓、以不共線三點作圓或在圓上標點。我們盡量避免了使用解析的方法。我們使用了這個工具證明了原題，並進一步作出兩點之中點、三點作三角形之五心以及其他的相關結構的作法。且利用精準繪出長度的方式，導出a¯AB，aϵ{α0+∑∞i=1αi√(i+1) |α0、αiϵQ,αi≠0 for finitely many} 並給出詳細證明。

在科展的作品中，我們發現一個有趣且學長研究過的問題〝棋盤上的蛇〞(Snakes on a chessboard) ，這個問題是由教授Richard Stanley所提出。問題如下：在m×n棋盤形格子上，蛇由任意一格出發，但蛇的走法只能往右 ，往上 ，或停住。若此蛇已停住，將由另一條蛇來走，且不同蛇走過的格子不可重疊。證明：將m×n棋盤形格子完全覆蓋的總方法數為費氏(Fibonacci)數列某些項的乘積。與學長不同的是我們以〝生成格〞概念來解決問題，藉由生成格建立二維棋盤形格子〝蛇填充數〞與費氏關係，並試圖拓展三維空間棋盤情形，在過程中發現藉由〝生成矩陣〞可以組成空間棋盤的〝生成格〞，並以此解決p×q×r的空間棋盤問題。

阻轉異構現象是一個經常被忽略的手性來源，是軸(axial)受空間中的立體阻礙而緩慢旋轉，導致不同手性的構形產生。這種隨時間變化的手性對藥物格外重要，因為在生物系統中，雙分子的作用深受配體和受體影響，其手性差異可能導致截然不同的結果。因此，我們決定設計一系列實驗探討阻轉異構物，以兩種方法測量構形轉換的能量障礙。 首先，我們合成了擁有不同大小基團的吲哚衍生物，接著藉由1HNMR判斷是否有阻轉異構物產生，再以變溫NMR分析阻轉異構物，並利用公式計算軸(C-N鍵)旋轉的能量障礙。另一方面，我們透過QM Torsion Profile Calculations模擬目標物旋轉的能量變化，求出其旋轉的能量障礙理論值，最後再配合文獻中的相關數據，得到阻轉異構物之間相互轉換的週期。

本研究開發的多軸向光學式震動測量裝置，結合物聯網技術達到監測震動訊號並即時警示的目的，首先確認慣性單擺的光柵繞射光學特性能有效測量出震動訊號，並可在連續震動狀態下，有效且持續記錄震動訊號。其次在震動訊號分析上，以OBSPY程式輸出訊號頻譜圖，並自行開發的Python程式利用增加執行緒的模式，提升影像紀錄取樣率達到符合資料分析所需之奈奎斯特頻率(Nyquist frequency)條件，並進行運算與濾波將數據有效運用。更透過3D列印技術製作出可記錄平面震動與垂直震動訊號的微小化多軸測量裝置，將監測與紀錄震動訊號之數據，透過物聯網傳輸，儲存於雲端資料庫內，同時可即時偵測震動訊號是否超過警示數值，並透過line notify將警示訊息發送出去，達到即時監測與警報的目的。

本研究探究動態球與剛性、彈性、超彈性膜的交互作用，研究球與膜連續碰撞後「球的彈跳」與「膜震盪、產聲」兩面向。我們分析球的彈跳，發現僅由前五次的趨勢可估算彈跳次數，預測值與數據接近。 另發現「球在彈性面上有後次彈跳高於前次」的情形，且「產聲強度有後次超越前次」的現象。這兩種不定性現象，我們以能量交換大致解釋。 再建立膜震動動力理論，用貝索函數預測撞擊時膜產生的多組頻率，對比數據誤差小於5%。此外膜震動時若再次被敲擊，膜將激發出另一組頻率，且仍在理論預測之內，我們稱之膜頻率的「躍遷」。 透過研究「動態物（球）與彈性膜的交互震盪」的能量交換與「躍遷」現象，以期未來在薄膜震盪工程或聲學失真問題中有更多應用。

細胞外囊泡是近期生物醫學的新星，具有疾病檢測或攜帶藥物等醫學上的應用，由益生菌釋放的細胞外囊泡曾被報導具抗腫瘤細胞增殖作用的潛力。本研究將探討副乾酪乳桿菌LP33的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞增殖的影響。首先，利用MTT呈色法、台酚藍細胞計數分析研究LP33的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞短期增殖的效應；再利用細胞群落形成能力實驗檢測其長期效應。接續，分別利用碘化丙啶染色搭配流式細胞儀檢測分析和西方墨點法，探討LP33的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞之細胞週期分布和細胞週期調節蛋白表現的影響。統整這五項實驗結果得知，LP33的細胞外囊泡可透過抑制細胞週期的進程進而抑制三陰性乳癌細胞的增殖。

本實驗探討界面活性劑於水中的擴散情形，取各濃度界面活性劑溶液滴入水中，並紀錄漂於水面之塑膠圓片的運動再透過tracker軟體進行分析。由數據結果得知，界面活性劑於水面上的擴散速度與濃度無關，其擴散是以水面上一層薄膜的方式擴張，故擴散後中央區濃度幾乎不變且會不斷擴張直至整個表面，但擴張過程其邊緣仍會有短距離的濃度稀釋區域。漂浮物僅有極短的加速時間，乃因界面活性劑擴張速度快於漂浮物的移動，故在啟動後不久物體便被界面活性劑超越並進入中央濃度不變區而無法再加速。不同濃度對相同距離之漂浮物所造成的初期加速度、所達極速及到達極速所需時間差異不大，可推測各濃度擴散至相同遠近時其濃度梯度相近且梯度區域寬度亦相近。