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高中組

以基因轉殖斑馬魚胚胎作為生物感測器偵測環境汙染物之研發與應用

在本研究中,我們希望建立可以偵測內質網壓力的基因轉殖動物以偵測水質污染,所以我們選用斑馬魚作為模式動物。首先我們觀察兩個參與內質網壓力的基因,perk及chop的表現情形。發現在thapsigargin或酒精處理過的胚胎中perk及chop mRNA和CHOP蛋白質大量表現,證明斑馬魚是研究內質網壓力 in vivo的理想模式動物。接著,我們證明chop基因的upstream open reading frame(uORF)抑制下游基因轉譯的作用保守存在於斑馬魚內。我們進一步利用染色體帶有被cytomegalovirus promoter驅動,人類uORFchop片段後帶有gfp報導基因的轉殖品系Tg(KY43-3)。我們發現GFP蛋白質在受到熱、冷、缺氧、重金屬、農藥等刺激的Tg(KY43-3)胚胎內大量表現,顯示當胚胎受到各種逆境時uORFchop會失去抑制轉譯的作用。綜合以上,Tg(KY43-3)可以作為研究內質網壓力或偵測各種環境污染逆境的模式動物。

神奇的太陽光熱分離之旅!

太陽能源的善用一直是全人類積極努力的目標。本作品創新地利用空氣膠研製出太陽光熱分離器,分離後的太陽光與太陽熱再分別透過太陽電池作光轉電,以及熱電晶片作熱轉電。經由完整的實驗得到:(1)室內以150W鹵素燈模擬太陽能結合空氣膠玻璃(最淡濃度:1.25wt.%、最薄厚度:0.05mm)、太陽電池模組、與雙邊熱電晶片模組之最佳發電結構可產出48.75mW的複合式再生電能、(2)戶外利用太陽能結合聚焦凸透鏡、空氣膠玻璃、太陽電池模組、與單邊熱電晶片模組之最佳發電結構除了可產出174.5mW的複合式再生電能外,又可阻隔太陽熱約12°C,有效協助太陽電池作散熱降溫。此外,本作品已成功地應用在日常生活中,包括實現:微小電力充電儲能、風扇轉動、以及玩具車與機器人行走等。

難道你什麼都不想要-二角塵蛛網上異物選汰行為與隱帶形成之探討

二角塵蛛近年來常被作為研究對象,但關於其選汰行為的研究卻不多,透過本研究我們想知道二角塵蛛如何選汰利用網上異物,並探討其如何影響隱帶的形成的,以達到生態上適存的目的。 本研究歸納出四類選汰之行為模式:靜態偵測模式、動態偵測模式、選汰行為模式及返回行為模式。其中動態偵測模式的「震動偵測」更決定是否蜘蛛進行捕食或異物選汰行為。隱帶旁無橫絲亦會影響蜘蛛對震動之反應速率,更可幫助蜘蛛分辨網上異物來源。 此外,我們亦發現影響二角塵蛛選汰隱帶材料因素中,重量所造成的張力影響最重要,視覺因素影響最少。其非常偏好用卵囊作為隱帶,其次為食渣,但不會將隱帶上的食繭替換成卵囊,且蜘蛛網上卵囊之有無會影響隱帶顆粒形狀。

潘朵拉的盒子

跳脫傳統的算法,利用新的算法來加密解密,並希望藉由費氏數的特性來提高密碼的安全性,也希望能藉此和幾何連結在一起 主要的想法是,一般數字→費氏數→密碼的圖形

探討抗憂鬱症藥物phenelzine對於發生在小鼠巨噬細胞中的細胞凋亡所產生的保護作用及機制

之前有研究指出,使用一些單胺氧化酶(monoamine oxidase, MAO)的抑制劑如pargyline和clorgyline,皆可以保護serum starvation所導致的細胞凋亡,表示MAO可能在細胞凋亡的路徑中扮演重要的角色。 本研究著重於一個臨床上被拿來當抗憂鬱症藥物的MAO抑制劑苯乙肼(phenelzine, PZE)對於沿著腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α)途徑而產生細胞凋亡的小鼠骨髓巨噬細胞(bone marrow-derived macrophages, BMDM)所產生的保護作用。 本研究的結果顯示PZE的確可以保護循TNF-α途徑死亡的細胞,同時使活性氧化物質(reactive oxygen species, ROS)的量下降。我們推論造成此現象的原因是PZE藉由抑制MAO,使得ROS的量下降,進而保護細胞。

青青紫「金」-染料敏化太陽能電池之效能分析

近年來不斷探討能源議題,其中以太陽能源深具前景!在各式太陽能電池中,染料敏化太陽能電池具有成本低、透明、簡易等優點。本實驗採以改變染敏電池中的染料種類,並探討添加不同比例、酸鹼性之奈米金,發現紫色高麗菜汁不論在何種環境及混合比例下,皆有較為均等的效能表現,在花青素染料分子作為光敏化劑時的選擇上較為合適。實驗結果發現,酸性環境下的電池效能雖有提升,但是與奈米金的添加似乎沒有關係,而鹼性環境下,添加奈米金比例為8/2 (染料/奈米金)者皆有較佳的電池效能,其中又以染料茄子汁的電池組其轉換效率可達0.519%(測量面積0.01cm2);我們進一步檢測I-V曲線發現,奈米金的存在能有效縮短分子能隙,提升染敏電池的開路電壓及光電轉換效率。

「磷光」乍現-自製時間解析裝置及其應用

我們利用雷射射過僅留一小縫隙的風扇,產生一具有週期性亮滅的光源,以此激發固定在玻片上的磷光物質,再將自製光敏感應器以適當的角度(約90 0)接受磷光,並以BNC接頭連接至示波器,成功完成自製時間解析裝置。並使光敏感應器串聯電阻及反向電壓抑制雜訊,可使S/N達53,較市售光敏感應器的S/N(51)好,再利用濾光片減少雷射散射的干擾,使整個裝置達到最佳化。最後以最佳化的裝置測量Sample1~Sample3短時間及長時間的生命期,準確度極高,Sample3的短時間生命期與螢光光譜儀的誤差只有3.75 %。希望此裝置未來能應用於高中課程或是水質的測量。

植物源碳管電解電容器

本實驗透過植物的莖在鹼性環境,高溫?燒出各種碳材,經由BET測量微孔表面積、?燒後碳材經SEM測量表面性狀、碳材密度測量、碳材吸水量及以自製電解質擴散裝置測量電解質擴散快慢,對照高微孔表面積的活性碳所組成電解電容器,發現一年生的地瓜、藺草及甘蔗的碳材,所製的電容器其電容量較高,其中甘蔗甚至是活性碳的22.7倍,證明電解電容器添加的植物碳材,其電容的大小主要由碳材密度、表面性狀、碳材吸水量及電解質在其中擴散的速率來決定,碳材吸水量大及擴散慢具有較佳的電容,而不是由微孔表面積的大小所決定。因此,要製作優良的植物碳管電容器,只需在一年生植物中尋找,因為其維管束較少填充木質素,管徑較大,蓬鬆及碳材吸水量大,再配合電解質的擴散測量即可得到適合的物種。

移「形」換「位」-多邊形移動邊數關係之探討

本作品主要在討論給定一個n邊形,在移動一個邊或是兩個邊後可形成的幾何圖形,並設法找出其一般式。在此研究中的圖形經翻轉、旋轉或撓折後相同的圖形視為同一個,在此定義此種圖形稱為─幾何算數形,簡稱「算數形」。 我們觀察圖形之規律,進而發現經定義移動邊數後的幾何圖形內部必只會出現一個封閉多邊形,以此特殊性質為基礎推導公式的形式。得知n邊形中移動1個邊後,當n為奇數情況下,算數形總數的公式為(n-3)(n+1)/4 ;n為偶數情況下,算數形總數的公式為[n(n-2)-4]/4 。在研究移動兩邊時發現規律過於繁雜,因此將其分類為3種情況來討論,分別為在封閉多邊形上有 (1) 二分支 (2) 三分支 (3) 四分支,並加以分別討論,推導出上述情形之公式。

就塑要你硬-PC板增硬膜之研究

相較於玻璃,3C產品的保護蓋板以 PC (聚碳酸酯)為材料時,能更加安全、降低重量、更容易加工,但 PC 板的鉛筆硬度小於 9B ,非常容易刮傷,因此我們透過溶膠-凝膠法的反應條件研究,調整前驅物矽烷氧化物(silicone alkoxides)的結構與比例,在不同反應條件( pH 值的調控以及水與乙醇溶劑的使用量)中進行反應,並加入合適的熱起始劑與偶聯劑後,置入烘箱固化成型。最後以自製的鉛筆硬度機測量其塗料硬度,製備出能將 PC 板硬度提升至 H 等級且密著度為 5B 的透明增硬膜。