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化學

Chlorambucil類似物的設計合成 比較新的合成物與傳統化療藥物對DNA鏈內交聯的能力

癌症的化療藥物常藉由DNA 鏈間交聯造成癌細胞的凋亡,如瘤克寧錠,一種苯胺氮芥的抗腫瘤藥物,雖在臨床上已廣泛使用,但仍有以下缺點:進行交聯時,會造成DNA的彎曲;易被水解;成功的交聯機率很低。造成這樣的主因是其兩個氯間的距離為7.2 Å,比DNA的鏈間距離8.9 Å短。為提升鏈間交聯的反應速率,本研究參照了瘤克寧錠的結構而進行改良,使氯間的距離增大為8.9 Å,並成功合成設計的分子--COOH-SW。接著透過導入鳥嘌呤四股去氧核醣核酸 (G-4 DNA)導引基團 (BMVC),以BMVC-C3M (傳統架橋距離)與BMVC-SW (增加作用端的距離)比較架橋距離對交聯能力的影響。 透過與不同 G-4 DNA 結合後DNA 熔點的測量、圓二色光譜、吸收光譜及螢光光譜的變化,得知 BMVC-C3M 與 BMVC-SW 對於 G-4 的非共價結合能力相當;進一步利用變性膠體電泳及化學足跡法分析,可以知道其與 G-4 的烷基化能力也相當,且作用在附近的鹼基上。最後利用質譜比較鏈內交聯的能力,由結果得知,增加作用端的距離確實能有效改善鏈內交聯的能力。未來期望探討實際上對於癌細胞的抑制活性,希望能改善瘤克寧錠在傳統應用上使用的困境。

利用適合體金奈米棒修飾氧化石墨烯於癌細胞檢測

本實驗主要開發出快速簡單的癌細胞檢測系統。利用氧化石墨烯(graphene oxide, GO )搭配修飾上適合體(aptamer)的金奈米棒(gold nanorods, Au NRs),藉由適合體對於癌細胞的專一性鍵結,可以使石墨烯氧化物/適合體-金奈米棒(GO/apt-Au NRs)鍵結到癌細胞表面,由於金奈米棒本身具有很強的散射光,因而可以直接於暗場顯微鏡下,以肉眼觀察及辨認癌細胞。此方法具有快速、簡單、便宜和選擇性佳等優點,且搭配上不同的適合體,即可以選擇性偵測不同細胞,因此未來期望能夠開發為可市售的癌症檢測套組。

Schiff base核心超高幀數藍相液晶之合成與穩定機制研究

藍相液晶有別於市售顯示器面板的向列型液晶,擁有自組裝3D奈米級晶格,可達成高幀數(高畫面更新)優勢,而目前仍存在高驅動電壓和溫度不穩定等問題。 本實驗設計並合成有利於藍相液晶生成的分子,摻混適當旋光劑後,探討主體液晶中Schiff base及尾端不對稱中心對藍相液晶穩定之影響,以增廣藍相液晶溫寬為目標。 結果發現: 一、摻混ISO(6OBA)2旋光劑最多可使藍相生成溫寬由0.7℃增寬至14.8℃。 二、摻混S811、R811旋光劑至尾端消旋液晶效果較佳,誘導藍相至溫寬35.5℃。 三、Schiff base具有羫基形成水楊醛亞胺結構,產生較大偶極而穩定藍相液晶。 四、分子尾端若具旋光性,摻混S811後消旋而無法生成藍相;摻混R811與主體分子旋性相同而能拓寬藍相溫寬至26.3°C。 針對商業化需求,本實驗已解決藍相液晶普遍溫寬不足的狀況,合成出的小分子結構驅動電壓較低,並且能整合出穩定藍相溫度所需的最佳條件。

Rhodium-Catalyzed Enantioselective 1,2-Addition of ArylboronicReagents to α-Ketoesters using Chiral Diene Ligands

本研究是以「tert-butyl 2-oxo-2-phenylacetate 進行 1,2-不對稱加成製備成 tert-butyl 2-hydroxy-2,2-diphenylacetate之最適化實驗」做為實驗目標,在起始物的苯環上添加不同的取代基進行反應,以探討不同的 tert-butyl 2-oxo-2-phenylacetate 衍生物產率及鏡像超越值的差異。研究結果顯示,在以取代基位置為操作變因的實驗中,間位、對位擁有 48% 及 43% 的產率,鄰位產率則僅有 12% ,但鏡像超越值皆能達 >90% ee。由此可推論鄰位因有較大的立體阻礙,使得反應不易發生;間位雖比對位有較高的立體阻礙,但因與反應處相距較遠,故影響較小;而鏡像選擇性不受立體阻礙影響。為了使間位和對位反應的差異更為明顯,故決定在間位及對位以不同電子效應的基團做為取代基進行反應。研究結果也顯示,當間位具有一個拉電子特性的 CF3取代基,能使 α–ketoester 之加成產物產率>99%。未來若能進一步以更多不同的推拉電子基做為取代基,則可望使立體阻礙大小與推拉電子效應被量化,進而預測產率,協助進行最適化製備的研究過程中,更有效率的找到最適化條件。

合成抗體徵召分子以提升免疫細胞對細菌辨識力之研究

自古以來,致病細菌便是人類免疫系統的強敵,加上近年來抗生素的濫用使細菌在具有抗藥性後更加棘手,相對的人體免疫系統愈顯衰弱。本研究成功合成了一個可以連結細菌和免疫細胞的複合分子,此複合分子是由萬古黴素、連接單元和生物素組成,稱之為複合分子VLB(Vancomycin-Linker-Biotin)。其中萬古黴素用來辨識並結合細菌細胞壁上的肽聚醣,生物素則可以與抗體結合並徵召免疫細胞。 我們以螢光基團及抗體等,實際測試複合分子VLB對細菌的辨識力,確認其能在萬古黴素端與革蘭氏陽性菌連結,並在生物素端與抗體結合。我們藉由複合分子VLB增加細菌及免疫系統之間的親和力,以提升免疫細胞辨識細菌的能力,使其更快更有效地對抗細菌,解決多重抗藥性細菌難以擊敗的問題。利用本研究合成抗體徵召分子的方法,大幅提升免疫細胞對致病細菌的辨識力,將來可望有效地應用在臨床醫學上。

以二階段電壓/電流步進陽極處理法探討TiO2奈米管製備及應用

本實驗以二階段電壓/電流步進陽極處理法生長二氧化鈦奈米管,並找出最佳生長參數並能有效降解有機物。在實驗過程中,我們發現以氟化銨及有機醇類在形成二氧化鈦奈米管,有著較長管徑的效果。本驗以20 x 20 mm2大小的鈦片,透過鈦片的前處理,不同程序的氧化步驟及不同的醇類來探討二氧化鈦奈米管進行降解亞甲藍的效果,以及二氧化鈦奈米管其生長情形。結果發現以化學處理及陽極氧化處理過的鈦片,在0.6w%的氟化銨2ml的水及98%的乙二醇當作溶劑,以每分鐘調整1V直至50V在恆壓一小時的電壓步進法進行陽極處理,最後以450度進行退火,最後可得其二氧化鈦奈米管有最佳的降解效果。

經由有機催化之成環加成反應合成四氫吡喃系列衍生物

在過去的研究中曾經發現含有四氫吡喃衍生物結構的化合物可抑制腫瘤細胞的增殖或擴散,但其合成方法複雜且僅產生無取代基的衍生物。本研究對前述文獻做延伸,選用γ-Substituted Butenolides對(E)-2-Benzoyl-3-(Aryl)Acrylonitrile進行連續成環加成反應,並在二氯甲烷中使用三級胺催化反應。我們由分析主產物之立體位向推測此反應機構可能為[4+2] Diels-Alder reaction 或double Michael addition,但分析副產物的立體位向使我們確定機構為double Michael addition。綜言之,此合成方式可得到良好的產率(最高60.6%)及dr值(最高6.7)。

蛋白質模板合成 CuS 及其光治療應用

本研究以牛血清白蛋白(BSA)做為合成模板,利用仿生礦化法合成 CuS奈米晶體,並藉由葉酸(Folic Acid Hydrate,FA)進行表面修飾作為特異性標靶,再利用EDC/Sulfo-NHS 共價交聯反應結合光敏劑二氫卟吩(Chlorin e6, Ce6)於 CuS@FA奈米材料表面,可成功地合成多功能性奈米複合材料 CuS@FA-Ce6。 經由UV、PL、ICP、Zeta potential與DLS,進行奈米材料組成及光學性質之分析,並透過雷射光激發的照射下,觀察其溫度變化,可驗證其具有光熱材料之性質。此外,材料亦具備了光敏劑 Ce6 之特性,可結合光熱與光動力治療來達到雙重治療的特性。 在生物毒性的測試實驗,選用斑馬魚的受精卵為試驗細胞。紀錄斑馬魚胚胎在不同濃度的材料下,發育狀態及死亡數,確認了材料為低毒性,具有潛力成為新興光治療材料,可運用在癌症治療。

The change in NaCl crystals from cubic to octahedral~Sodium polyacrylate stabilizes the {111} face of Miller indices~

When adding 2% or 4% sodium polyacrylate as habit modifier, standard milky-white octahedral NaCl crystals grew gradually in saturated NaCl solution on the bottom of the container. [1] [2] Sodium polyacrylate is well known as a highly water-absorbable polymer with many carboxylate anions. In the case of low concentration (0.01%, 0.02%, 0.05%, 0.1% and 0.5%) sodium polyacrylate many small or microscopic crystals whose shapes were nearly octahedrons and had {111} faces were observed with an optical microscope on the bottoms of the solution containers. In low concentration sodium polyacrylate, octahedral NaCl crystals made up of electrostatically unstable {111} faces grew similarly to crystals in high concentrations of 2% or 4% NaCl. Therefore, by adding sodium polyacrylate to saturated NaCl solution, cleaved rock salt crystals in this sol were observed to find out whether or not a change in crystal morphology from cuboids of {100} faces to octahedrons of {111} faces would occur. Regardless of the sodium polyacrylate concentrations of 0.01%, 0.02%, 0.05%, 0.1%, 0.5% and 2%, all cuboid crystals changed into a pyramidal shape in which four of the side surfaces formed an equilateral triangle. When one side of each equilateral triangle face was rotated so the square face of the crystal was soaked in the NaCl sol, all crystals grew into octahedrons of high transparency. Sodium polyacrylate, even under a low concentration, caused morphological change in the NaCl crystals. Many carboxylate anions in the sodium polyacrylate attracted sodium ions and the repulsive force between the carboxylate anions became weak, excluding the water in the internal space of the polymer. We considered that the stabilizing {111} faces of gathered sodium ions attached to carboxylate anions. Chloride and sodium ions coordinated continuously to minimize the NaCl surface area, growing into an octahedral and lowering the surface energy of the NaCl crystal. [3]

藥物骨架Chromeno [4, 3-b] pyrrolidine的合成方法之探討

Chromene(色烯或苯並吡喃)或chromane(色原烷或2.3-二氫苯并哌喃)及pyrrolidine(吡咯烷)的衍生物是許多藥物和具有生理活性天然物的重要結構單元。含有chromene或chromane的化合物在消炎、抗真菌的研究中表現出良好的活性,而pyrrolidine出現於尼古丁等化合物中。本研究利用亞胺葉立德前驅物與米氏酸衍生物在鹼性催化劑的作用下,篩選出溶劑、催化劑、當量數,找出合成Chromeno [4,3-b] pyrrolidine產率最高的條件。利用此優化條件,改變不同的受質,在苯環上改變不同取代基,探討其反應性,增加其未來應用的多樣性,嘗試利用掌性催化劑,合成出具有光學活性的產物,並建立資料庫。