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化學科

設計與合成活性螢光探針應用於硫化氫之偵測

本研究設計出一款新型偵測硫化氫之螢光探針,螢光主結構選用BTIC,以疊氮基偵測硫化氫,利用側鏈將探針帶入粒線體。本實驗已合成出BTIC-N3和BTIC-N3-2,並透過NMR氫譜確認獲得目標產物。利用UV燈及螢光光譜儀證實兩款探針對於硫化氫的偵測能力並且兩款探針在10分鐘內皆可顯現出最高螢光強度,且BTIC-N3-2具較佳的螢光效果。此外,在選擇性測試中,加入硫化氫的探針產生之最高螢光強度約為其他試劑的9倍,確認了探針對硫化氫的高度選擇性。最後,我們預計將探針實際進行生物顯影,做多個結構顯影的比對。希望此款螢光探針除硫化氫偵測外,還能夠進行生物機制探討或疾病細胞篩選的應用。

水乳蕉融~ 探討香蕉皮萃取物對烘焙麵團性質之影響

本研究由香蕉皮在檸檬酸溶液中微波萃取出果膠,希望此果膠可改善烘焙麵團性質,取代人工乳化劑。研究發現以微波萃取法可提高產率約至17.7%;此萃取物被證實具有果膠特質(乳化能力及凝膠特性)。應用在烘焙麵團時,具有調整麵團發酵速度的能力,可加速高糖酵母麵團的發酵速度,節省製作吐司的時間;但對低糖酵母麵團的影響則是延緩發酵速度,適合用在需要長時間發酵的麵團中;萃取物的乳化特性,可強化麵筋結構,使麵團延展性佳,有利保存氣體進而增加吐司體積,也可讓麵團在烘烤過程及吐司保存過程,水分流失較少。總結,添加香蕉皮萃取物可以得到燒減率小,老化速度慢的膨鬆吐司,以香蕉皮萃取出的果膠來取代麵包中的人工乳化劑是可行的。

華麗的轉身---紅龍果用於重金屬離子的偵測並轉換成螢光碳量子點

分別從紅龍果果肉和果皮提取甜菜紅素,可見光吸收光譜λmax=538 nm,可以與銅離子配位,從紫紅色變粉紅色。它對銅離子具有高度選擇性,偵測極限達1ppm。另外將紅龍果汁用來製備碳量子點,最佳合成條件是紅龍果汁稀釋成1/2,以180℃水熱法反應2小時,離心、透析純化,得到粒徑1-10nm的碳量子點。在紫外光-可見光吸收光譜λmax=285 nm,為碳量子點特有之共軛C=C電子躍遷。碳量子點在紫外燈的照射下會發出藍色的螢光,螢光儀測得放射光譜λmax=455 nm。以手機光譜儀結合樂高積木組成自製螢光光譜儀,發現在pH=2.5環境,稀釋倍率為1/1000時螢光表現最佳。當與銅離子接觸時,碳量子點的螢光會被淬滅。碳量子點螢光為無毒、低成本,可應用於生物、醫學之奈米材料。

常見藥物之共同前驅物—色胺合成策略分析

本實驗以探討 Aspidostomide G 的前驅物—色胺的合成策略為研究目的。我們選用 2-胺基-3-硝基苯酚作為起始物,經酚基保護、溴化、重氮化、碘基取代及 Sonogashira reaction 得到吲哚的前驅物—2-乙炔基-3-甲氧基-5-溴-苯胺。接著進行吲哚閉環、醛基化及 Henry reaction,最後再經還原反應得到 Aspidostomide G 的色胺前驅物。其中,我們在進行Sonogashira reaction及吲哚溴化反應時,遇到複雜產物無法分離的難題。為改善此情形,我們嘗試改變反應溫度、反應試劑及反應時長等……。經實驗發現,以 TMSA(2.5e.q.)及 CuI(0.1e.q.)作為反應試劑時,可使Sonogashira reaction得最高產物比率94.11%;在室溫下以 NBS(1e.q.)及 DCM(0.5M) 進行溴化反應3小時後,可得最高產率76.92 %。本實驗結果不僅可以為腎臟疾病藥物Aspidostomide G提供一條有效的合成路徑,更可以增加學界對 Aspidostomide G 的重視和研究意願。

醇醇欲動滑油滋-利用馬蘭戈尼作用探討苦茶油純不純

我們選用八種油品與兩種醇類做液滴擴散實驗,發現異丙醇擴散速度過快,所以選用乙醇進行後續實驗,並加入中性藍色顏料作為染劑。再以四種乙醇濃度(95%、90%、85%、80%),對不同油品進行液滴擴散實驗,發現苦茶油加入乙醇液滴不會散開,其他油品在滴入95%乙醇時,液滴擴散面積最大,其他濃度的擴散情形則表現不一。我們以三種市售苦茶油進行實驗,發現液滴皆不會有擴散的現象,但加入大豆油混合時,當混油的多元不飽和脂肪酸高於10%,就會有擴散情形,另外,我們利用豬油加入大豆油中,當多元不飽和脂肪酸低於10%就會有液滴縮回的情形。因此我們認為可利用85%的染色乙醇來判斷苦茶油的純度是否達94%以上。

碳為柑止-生物碳吸附力及螢光應用

以泰源肚臍柑皮作為材料,將其烘乾製成粉狀後高溫鍛燒製成生物碳。檢測Zeta電位可知生物碳表面帶負電,分別對吸附亞甲藍、結晶紫、甲基橙等有機染料的效果探討,發現生物碳對表面具有不同電性之染料有明顯差異,且在混合染料實驗中可知生物碳對表面帶正電的亞甲藍及結晶紫有很好的吸附效果,反之對表面具負電的甲基橙則無,推測靜電力為主要吸附原因。 從上述生物碳表面電極以及染料吸附實驗結果,設計使用生物碳吸附水楊酸實驗,且結果證實生物碳可吸附水楊酸,再進一步探討生物碳在不同濃度水楊酸溶液環境下對吸附比率的關係。 同時為了探討生物碳重複使用的效果也使用酒精作為脫附劑進行了脫附實驗,結果證實重複吸、脫附三次的生物碳,吸附率皆達70%以上。

數位彩色參數測量溶液性質

本研究探討溶液顏色與色彩參數RGB 值關係,在測量裝置開發上:光源上採用平板螢幕發光,讓試管色彩數值均勻,也可調整入射光強度與種類。在容器上,以方試管改善圓試管的不均勻吸收。以五層(長)試管,驗證多層數、高濃度,對應RGB 值會規律下降。所設計的裝置與手機 colormeterapp方法,可即時、簡單地測量方框內色彩參數平均值。以上設計已成功提供有色化學反應研究。 以此新設計,研究6 種指示劑酸鹼變色,將指示劑分類,並找出分子結構與 RGB 值關係。也成功應用在化學反應速率測量上。這發展出的方法裝 置,能應用在生活上,藉由將色彩變化定量,來解決許多問題。

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。

有機金屬骨架吸附水中之汙染物探討

現今的水資源充滿各式汙染物,不僅威脅地球環境更對人類造成巨大的危機。本研究探討多種材料吸附染料及重金屬離子的效果差異。 首先將時間和材料質量固定,觀察、比較六種材料(含自行合成的四種材料和現成的ZIF-90, A520) 吸附染料的功效,實驗後得出Zn-MOF-74之能力明顯優於其餘材料。延續使用Zn-MOF-74為反應材料,可明確得知其吸附染料效率隨時間變化有下降的趨勢。我們想比較相同材料吸附染料及重金屬離子的效果差異,故我們使用Zn-MOF-74吸附鉛離子,間隔固定時間取出並秤量PbSO4沉澱之重量,即可推出Pb2+在水中含量的變化。由實驗結果可發現Pb2+含量亦有顯著的減少。由以上實驗可知Zn-MOF-74在吸附染料和重金屬皆有不錯的成果。期許在未來能夠實際應用並解決日益嚴重的水汙染議題。

LH對快篩試劑顏色深淺定量

隨著快篩的實用度提高,我們希望能夠更了解快篩的原理、適合快篩的濃度與體積,以及最合適的作用時間,我們以色彩灰階值作為顏色深淺定量。由於COVID-19的檢測試劑需要高規格的實驗室,因此我們選擇較易取得的排卵試劑,我們跟龍騰生技公司取得排卵試劑以及黃體素80MIU濃度的尿液,我們將原濃度尿液體積分成30、50、75、100μl,發現每種濃度的深度大致相同。我們將原濃度分別稀釋成1、2/3、1/3、1/9、1/27、1/40、1/50倍,發現顏色深度隨著濃度下降變淺。而快篩可測得的最低體積介於25μl~30μl,最低濃度則介於1/50~1/55原濃度之間,每組數據皆在8~9分鐘時達到穩定。