四等獎

閩南語有句俗諺：「打斷手骨顛倒勇」，人能在受傷後成長，越挫越勇，那植物呢？本研究發現，綠豆葉片在預先接受戳洞的物理刺激後，對生長不僅不會造成負面影響，更反而能提升綠豆耐鹽能力！隨著戳洞數增加或是延長戳洞後放置時間，皆能增強綠豆的耐鹽能力。深入研究結果顯示，戳洞刺激可能藉由鈣離子作為訊號傳遞分子，最終提升綠豆體內抗氧化酵素活性，藉此降低植物在逆境下的氧化傷害，提升其耐鹽能力。未來期望能將研究成果推廣至農業應用上，使其在面對天災人禍時，可以減少農損。

旋葉之細部結構跟泵浦效率有密切的關連[1,2]，本研究專注探討不同幾何形狀旋葉構型之效應，我們先利用3D列印快速成形之技術優勢，做出50種不同的旋葉，分別有圓弧形、橢圓弧形及直立形進行實驗測試，並計算其總效率找出最高值的旋葉，編碼為A2-ea281-ia279-8。 將最高值旋葉，套入田口法進行優化，目標是望大。經過信噪比及均值分析後，發現影響總效率之最大參數是旋葉數，其次是出口角，最後是入口角，田口法中得出，重新設計的更細部參數的最佳旋葉是A2-ea28-ia23-8，同時利用機器學習建立迴歸函數模型，透過訓練的模型，預測出效率值，最後經過COMSOL Multiphysics軟體模擬檢測出A2-ea28-ia23-8依然保持最佳的內部流場狀況，並運用自行設計之簡易透明泵浦，進行測試與印證。

蚊蟲呼吸透過氣管系統，本研究假設底棲孑孓與搖蚊幼蟲具備血紅蛋白系統以擷取氧氣。戶外採集8種孑孓和1種搖蚊幼蟲，錄影觀察白腹叢蚊、竹生翠蚊和鹽埕搖蚊幼蟲長時間停留底層；家蚊、斑蚊則反覆上下至水面呼吸。顯微鏡下發現白腹叢蚊幼蟲體壁內側充滿紅點，色澤隨著富氧或缺氧而變化；然二種斑蚊則不明顯。PCR增殖6種蚊蟲和1種搖蚊血紅蛋白基因片段並建構親緣關係樹。定量RT-PCR顯示，白腹叢蚊與鹽埕搖蚊在缺氧條件下，血紅蛋白相對表現量分別增加5倍和150倍，上層埃及斑蚊和白線斑蚊則增加3.9倍和1.5倍。西方墨點法證實孑孓缺氧條件下，17-kDa血紅蛋白皆有大量表現。本研究首次確定6種蚊蟲具血紅蛋白基因，證明孑孓血紅蛋白基因在缺氧下的表現量增加，包括mRNA與蛋白質。此等反應氣候變遷，暖化導致水溫升高與低溶氧條件下，蚊蟲可能有因應環境改變的呼吸機制。未來將進一步標幟血紅蛋白在蚊幼蟲體內組織之表現與其他環境變因之影響。

108學年度台北市普通型高級中等學校數學及自然學科能力競賽數學科筆試(二)試題第四題，題目如下：「小明有A、B兩個盒子，一開始A盒裝有22顆彈珠，而B盒是空的。小明每次操作可以從A盒中拿一顆彈珠放到B盒，或從A盒中移去k顆彈珠，其中k是B盒子中的彈珠數量。小明至少需要幾次操作，才能將A盒中的彈珠完全清空。」 本研究利用算幾不等式及取整符號來推導出當A盒中有m顆單色的彈珠時，我們已能快速地找到清空盒內彈珠的的最少操作次數、B盒最終彈珠數量x及操作方法總數 ，進而能一一列出最少操作次數的所有可能操作 過程，而其中操作方法總數 的計算方法即為著名的正整數分割問題。其次，我們推廣至A盒有相同數量的1~4種顏色彈珠時，清空A盒彈珠所需的最少操作次數以及B盒最終彈珠數量。

n個人圍成一圈，面向圓心，且逆時針編號1,2,……,n。一開始每人手中有一個糖果，由1號開始，逆時針分別給右邊的人一個、兩個、一個、兩個……糖果，手上沒有糖果的人必須退出。我們將此傳遞規則定義為T_1,2，同理T_(1,2⋯,p)。這個傳遞遊戲，最終會有兩種情形，第一種是由一人獨得所有糖果(成功狀態)，第二種是數人間傳遞糖果且形成循環(循環狀態)。 研究後得知，在傳遞規則T_(1,2⋯,p) (p≥2)下，若p=〖p_1〗^(α_1 ) 〖p_2〗^(α_2 )⋯〖p_i〗^(α_i )⋯〖p_j〗^(α_j ) ( 為p的相異質因數)，任意的n值(n≥p+1)均可唯一表示成n=(p)^t×(〖p_1〗^(s_1 ) 〖p_2〗^(s_2 )⋯〖p_i〗^(s_i )⋅m)+q (t,m∈N, p ∤〖p_1〗^(s_1 ) 〖p_2〗^(s_2 )⋯〖p_i〗^(s_i ), (m,p)=1, q=1,2,⋯,p)，令S=(p^t (p-q)+(pq-1))/(p-1)+R⋅p^t，則當m=1時，最終為成功狀態，且獨得糖果者的初始編號為S；當m≥2時，最終為循環狀態，且由m人循環傳遞糖果，而此m人的初始編號是S, S+p^t 〖p_1〗^(s_1 ) 〖p_2〗^(s_2 )⋯〖p_i〗^(s_i ), ⋯⋯ , S+(m-1)⋅p^t 〖p_1〗^(s_1 ) 〖p_2〗^(s_2 )⋯〖p_i〗^(s_i )。上述公式中的R值，可透過我們研究出來的「R值迭代法」求得。更進一步，我們也找出達到成功狀態或循環狀態的最小傳遞數。

鐵磁流體同時具有液體的流動性和固體磁性材料的磁性，由磁性微粒、界面活性劑以及載液混合形成的膠體液體。本報告探討鐵磁流體的製備過程，在化學共沉法中改變滴入氨水的濃度 (pH 值)，建立一套標準稀釋氨水 pH 值量表。為了研究產物之間的差異，將產物進行 SEM 拍攝與 XRD 分析。 本研究使用低成本自製磁力測量裝置，測量磁力數值繪製多張圖表進行分析。從對磁場研究的過程發現鐵磁流體在受磁鐵吸引時會產生類似泰勒錐之錐體，架設自製觀測設備，觀察多種變因對錐體行為之影響，同時對錐體進行數值分析。此點乃為本研究提出創新科學設計。 未來將探討粒徑對製成鐵磁流體性質的影響，並以更精確的方式探討鐵磁流體在磁場下的受力分析圖。探討鐵磁流體之導電性，分析應用於現有電漿裝置之可能性，期望改良目前的電漿產生裝置中高汙染且不可撓曲的缺點。

上皮細胞黏附因子 (EpCAM)參與了細胞的黏附、信息傳遞、增殖及分化等功能，並在惡性腫瘤組織中大量表達，被當作各種癌症的診斷標誌物，因此被認為是治療癌症的重要關鍵。另外近期研發的抗EpCAM中和性抗體被認為能抑制EpCAM的訊息傳遞，導致腫瘤細胞的死亡，也可以降低癌細胞中PD-L1蛋白的表現，進而導致腫瘤細胞死亡及活化T細胞殺死癌細胞的能力。 為了觀察EpCAM是否會對癌細胞造成影響，我們將癌細胞分成野生型 (wild type)以及EpCAM基因剔除細胞株，並以Western blotting及qRT-PCR確認實驗組的EpCAM基因有確實被成功剔除。進一步利用細胞存活率及細胞群落實驗證實EpCAM會促進大腸直腸癌細胞增生，並以抑制劑DAPT和TAPI-1處理證實EpCAM訊息傳遞會增加癌細胞轉移與侵入能力。接著為了驗證EpCAM中和性抗體的作用，我們用EpCAM中和性抗體處理癌細胞後，由細胞凋亡實驗確認EpCAM中和性抗體確實會促使癌細胞凋亡。我們的研究結果顯示EpCAM的訊息傳遞會促進腫瘤增生與轉移，而EpCAM中和性抗體於癌症治療中的高度前瞻性，期許將來能在癌症治療中提供一個可行有效的療法。