高級中等學校組

肥胖是全球重要之健康隱憂，然而腸道菌叢與免疫細胞對肥胖過程之影響尚未被釐清。本研究主旨為探討腸道菌叢在高脂飲食所誘導肥胖中之角色，並剖析由T淋巴細胞所調控之免疫機轉。我們以小鼠模式發現，從低脂到高脂飲食會使擬桿菌門與厚壁菌門產生消長，並促進擬桿菌屬隨脂肪熱量佔比提升而減少，同時使乳桿菌屬增加，推測高脂飲食與腸道菌叢可能對肥胖是關鍵影響因子。我們進一步利用基因剔除鼠發現，後天免疫缺陷對高脂飲食誘導肥胖有助長趨勢，且T淋巴細胞中轉錄因子Maf和促發炎因子IFN-γ之增加與肥胖產生有正相關，若將Maf基因剔除則可促進抗發炎因子IL-10增加並抑制肥胖，證實未來在醫療上可利用Maf基因作為肥胖治療之新標靶並開發免疫治療策略。

腸道幹細胞能分化出其他細胞來維持腸道功能；個體老化時，腸道幹細胞的功能下降而導致腸道衰竭。粒線體能產生細胞所需的能量，當幹細胞分化時，粒線體形態也會跟著改變，推測粒線體的形態和幹細胞的功能相關。然而年齡是否會改變腸道幹細胞內粒線體的形態並不清楚。在本研究中，我們利用免疫螢光染色發現年齡增加會讓果蠅腸道幹細胞中的粒線體變得破碎。因為粒線體非常小，過去以電子顯微鏡觀察粒線體結構非常耗時，我們利用擴展顯微鏡技術將腸道幹細胞中的粒線體放大而不影響其結構。藉此技術，可更精準的觀察年齡對粒線體和其內膜的影響。研究結果發現年齡會影響果蠅腸道幹細胞內粒線體的形態，盼未來能有更深入的研究與醫療應用。

本研究主要整合實驗測量、田口實驗與人工智慧機器學習等方法，發展優化泵浦旋葉技術。首先以3D列印開發多種相異外型族群與不同葉片數目共計82種設計，以實驗探討旋葉構造形狀與泵浦之流量、揚程及效率，進而找出效率較佳的旋葉並作為基底，過程中應用電腦輔助分析軟體進行旋葉內部流場與應力場分析驗證，搭配透明運轉泵浦觀察不同轉速下旋葉內部流體流動狀態，田口法研究結果發現由信躁比與均值分析結果顯示入口斜率為最重要的影響參數、其次分別為旋葉數與出口斜率，影響最小則是上蓋厚度，且優化設計旋葉T3C-10-2-4-4最佳。機器學習方面，經由多元線性回歸訓練模型預測出未知的旋葉效率(Y值)，訓練完成後得到平均絕對誤差Mean Absolute Error (MAE)皆小於1.5。

近年發現，以腫瘤本身或分泌物作為藥物載體時，具有高度生物相容性、增強藥物遞送至特定細胞趨向性等優點。本實驗主旨在於研發腫瘤細胞膜分泌特性的奈米囊泡，以包覆目標物加強癌症治療效果。因前期研究發現：蝦紅素具有極高抗氧化及抗腫瘤性，故選擇蝦紅素作為抗癌藥物。蝦紅素奈米囊泡載體的製程方式是以黑色素癌及蝦紅素經適當比例混合，透過擠壓法，再去除癌細胞遺傳物質及發炎因子。在成果方面：蝦紅素奈米囊泡與黑色素癌細胞共同培養後證實，蝦紅素奈米囊泡抑制黑色素癌細胞生長及轉移的能力明顯優於等量蝦紅素，且對於人體正常細胞無顯著傷害性，顯示囊泡具有選擇性運送的傾向。我們的科展說明了蝦紅素奈米囊泡有成為抗癌藥物的潛力。

研究的方向是從「雙週一題」108第一學期的第三題出發：數列滿足X0=2 與│xk│=│xk-1+1│，k≧1，求│x1+x2+…+x2019│的最小值。題目只做2019項的相加，我們想延伸到 項相加，若從「雙週一題」公布的解析思考，每換一個 值都要一個推導過程，才能得到答案，不那麼直接，少了｢公式｣精簡過程的精神。故我們要找一個代入 值就能得到答案的通式。 將分支做了定義，框出各層得到最小值的所有路徑，找出層間共通路徑，並由此推出最小值的通式。之後嘗試用程式－貪婪法與窮舉法、雙週一題概念、數學理論等方法驗證最小值通式、路徑的正確性。

脫色希瓦氏菌是一種海淡水中皆可分離出的細菌，更是部分魚類的益生菌。相關文獻指出該菌對石斑魚、金目鱸有抑制體內病毒生長的效果。本研究主要探討不同溫鹽度對其生理變化的影響，包括生長曲線、泳動能力、抗藥性。以添加海鹽濃度0%、0.1%、0.5%、1%、2%的LB培養基，以及28°C、37°C下的培養條件 ，模擬不同情況下該菌的適應能力。研究顯示隨著鹽度上升，該菌生長速度與泳動範圍有隨之增加的趨勢，但若加入過量鹽類則會抑制其生長。此外，在四級胺(BKC)作用下，該菌具備較高存活率，而二氧化氯會使其與病原菌一併殺死，不利產生益菌效果。為了近一步探討脫色希瓦氏菌對於其他本土魚類的效益，未來會著重於觀察不同魚群與該菌的相互作用關係。

本專題製作主要以「控制簡便」、「即時顯示」、「快速製冷製熱皆可」為原則開發出的智慧外送保溫箱，而主要解決在於現今普及的外送服務，因某些不可控因素而導致外送延誤，讓食物到顧客手上變得不新鮮，同時也可解決食物保溫上的問題。

地球自轉一周，需要24小時，因此地球一面處於白天，另一面則是夜晚，從外太空看地球越先進的國家的夜晚，燈火通明點亮整個城市。當愛迪生發明第一個燈泡時，讓世界夜晝變白晝，照明設備的演進，也照亮人類的文明，各式照明設備有相對的使用壽命，當路燈或照明設備故障時，需要專業維修人員或水電師傅進行更換，有時也讓照明設備久久未能即時修護。本作品設計概念，用於路燈或照明設備，路燈發生故障不亮時，系統偵測故障時並進行自動修護，將不亮的燈泡變成會亮的燈泡，達到即時修護的目的。作品以單晶片微電腦為主控制，LED驅動電路、霍爾電流感測器、使用Zigbee建構區域網路、步進馬達控制，結合IOT物聯網概念，設計具有故障自動修護及回報功能系統。

本專題主要用於電梯內的防疫，其功能包含手勢感應器(APDS)及手機APP控制。感應來自手機APP或手勢感應器(APDS)的訊號後再傳送至Arduino判斷與控制，來進行開關門與上下樓。此電梯利用氣閥來達成開關門的動作，利用馬達正反轉達成上下樓，再由遮斷器定位樓層，在上下樓時及開關門時，LCD都會顯示當前所做的動作。本專題是為了減少接觸電梯按鈕時的病毒，來降低疫情傳播的風險。

扁形動物蚵蛭已知有捕食消化的描述，但對研究價值更高的野生扁蟲相關文獻卻極為稀少。本研究以台灣近水域常見的網平扁蟲 (Paraplanocera oligoglena) 為對象，探討其捕食與消化行為。確認網平扁蟲為廣食性礁岸海域石下多種腹足類物種掠食者，覓食分攻擊、捕食和消化三階段，且僅捕食活體，為非腐食性生物。首創活體動物消化道觀測技術，以染色手法觀察網平扁蟲高迴數分枝的消化道，發現三種類別：枝狀管、盲管與循環管。藉動態影片追蹤食物進入扁蟲消化道後的移動，發現分節運動與蠕動現象，進一步分析其收縮頻率與運動方向，觀察到未曾報導過的雙向蠕動現象，確認消化道運輸模式為非循環的往復式蠕動。期望未來持續了解更多物種的消化腔，並提供野外族群追蹤的可能性。