三等獎

癌症多年來高居國人十大死因之首，過去研究顯示慢性發炎與癌症生成密切相關。在發炎反應中巨噬細胞的角色相當關鍵，但在腫瘤微環境下反而幫助腫瘤細胞生長。CHI3L1廣泛表現在腫瘤組織與發炎相關的疾病，在發炎中可能調控不同的免疫相關細胞。因此我們想探討CHI3L1在腫瘤微環境中的功能，研究CHI3L1是否影響巨噬細胞之極化及其他後續功能。結果證實有CHI3L1存在時，巨噬細胞無法正常表現M1巨噬細胞之特徵基因，且其濃度越高，特徵基因表現量就越低。而利用巨噬細胞抗原呈現試驗也發現CHI3L1會降低M1巨噬細胞的抗原呈現能力。綜合以上結果，得知CHI3L1會導致M1巨噬細胞功能缺失。未來將探討CHI3L1如何調控巨噬細胞內的分子機轉，並尋找小分子藥物阻斷CHI3L1的作用，期待對腫瘤合併治療有所幫助。

在種子萌發的階段，光會造成幼苗的形態變化，稱為光形態發生(photomorphogenesis)。然而microRNA (miRNA) 如何影響光形態發生，一直未被詳細探討。藉由次世代定序 (Next Generation Sequencing)之結果分析，得知阿拉伯芥 (Arabidopsis thaliana) 幼苗中，具有受光調控的miRNA。利用北方墨點法 (northern blotting) 及即時聚合酶鏈鎖反應 (Real-Time PCR) ，我們驗證了miRNA和其降解目標之相關性。在篩選過後選得miR396s和miR858s，作為後續研究的目標。下一步便是了解他們的功能。目前已經證明miRNA及對應目標基因的突變株確實會影響花青素、葉綠素累積，下胚軸延長及子葉發育。考量到miRNA有功能性的替代物 (functional redundancy) ，我們於是進行標的序列模擬(target mimicry) ，以削減miRNA之功能；也在建立大量表現上述miRNA之轉殖株，了解其與光形態發生之關聯。最終目標為解開miR396與miR858對光形態發生的調控機制。

本實驗延續過去的研究，進一步探討綠豆發芽水抑制黴菌之機制。經實驗推測，綠豆發芽水中有多種物質－而其中主要為分子量小於3kD的胜肽參與抑制黴菌。而為更了解此現象，設計不同的實驗探討其機制。在縮短浸泡時間後，浸泡溫度為30°C之綠豆發芽水有抑黴效果，未來將探討是否因綠豆階段性釋放抑黴物質導致。另外推測浸泡溫度較低時種子沒有此機制，故在4°C泡綠豆、黃豆、小麥。結果黃豆發芽水、小麥發芽水浸泡7天才有較明顯的抑黴效果，未來將比較更多條件並探討此現象的原因。接著調整不同條件下的綠豆發芽水至相同蛋白質濃度，發現30°C泡3天180顆/120mL的綠豆發芽水抑黴效果較差，未來將探討是否為某些物質濃度改變導致。最後，比較不同樣本找出確切抑黴物質後，期望能應用於臨床上。

滑鼠的問世是電腦史上的重大發展，其關鍵設計是以編解碼技術與影像辨識技術，來判斷滑鼠的移動與方向。本作品「行動工具鼠」的最初設計構想是利用滑鼠滾輪滾動的編碼機構與技術，應用圓周運動相對於距離移動的概念，再將滑鼠滾輪的圓周長，乘以滑鼠滾輪轉動圈數，即可得知滾動的距離；若再以單位時間，除以當下所移動的距離，即可得知即時的移動速度。作品更新版，第二代的設計策略，是利用滑鼠內光學鏡頭IC，以非接觸的方式來偵測滑鼠移動的距離。目前最新的設計，是以無線滑鼠，接上手持式行動裝置，搭配自行設計的APP程式，以相對滑鼠移動的概念，來偵測滑鼠的移動方向，以及滑鼠移動軌跡的座標變化量，即可得知滑鼠實際的移動的距離。以此設計與應用，可以完全取代市售測距輪的所有功能，成為日常生活中便利且實用的好工具。

乳癌為最常見的婦女癌症，轉移後之乳癌具有極差的預後與較低存活率，直至目前尚未具有效抑制乳癌轉移的藥物，因此研發一個有效抗轉移的藥物是極為迫切的。許多研究指出促發炎因子如GDNF、STAT3、JAK和腫瘤的轉移有密切關聯，因此本研究使用一個含有多味具抗發炎效果的中藥複方CR-1，探討其是否能應用於抗乳癌轉移。在動物實驗結果我們看到CR-1能夠有效的抑制腫瘤的生長，為了進一步研究將此複方之成分，依循中藥水煎與酒煎的概念處理分為:水層 (CR-1-WF) 與酒精層 (CR-1-EF)。經由Cytokine array指出CR-1-WF處理過後的乳癌細胞，GDNF、CCL5、IL8等與轉移高度相關的促發炎因子表現量有明顯下降。在癒傷實驗和transwell migration assay我們發現CR-1-WF能夠顯著抑制乳癌細胞的移動。這些實驗結果皆顯示未來CR-1有可能成為一個抗乳癌轉移的藥物。

以不銹鋼、鋁、壓克力暨熱熔膠膜仿製高砂熊蟬之翅脈結構，於完成覆膜後，作為實驗之五種仿翅測體。另設計製作兩種不同控制功能之四連桿振翅機構，再搭配其他觀測儀器、設備與簡易器材，依振翅幅度、振翅頻率、攻角及風速等影響飛行的變因控制組合成72個實驗模組。每種仿翅測體的72個模組各執行4次每次10秒鐘之振翅實驗，觀測與計算出各組測體之翼緣撓度、升力、推距與翅面壓力等合計1440個模組數據並配合相關理論公式加以比較分析、論證。另外，針對蟬翼翅室〈脈〉的結構形抗加以分析，並設計四款不同之翅室〈脈〉結構組合型態，分析比較其應力與應變關係，找出最佳的肋膜結構組合，以作為人類生活與科技運用器材結構設計與運用之參考，例如降落傘、風帆船、薄膜建築結構、微機電系統〈MEMS〉、太陽能光電建築〈BIPV〉與人工飛行振翅翼等。

利用路易士酸催化環狀2,3-環氧化-6-炔-1-醇進行分子內合環反應，合成出螺旋環狀化合物結構。當使用溶劑為二氯甲烷，催化劑使用六水合三氯化鐵時，可以得到合環反應的最佳結果。此反應是藉由三氯化鐵催化促使起始物中環氧環狀結構開環：接著参鍵上的π電子攻打三級碳陽離子以及進行［1,5］氫陰離子轉移後，建構出螺旋［4,5］癸烷的羰基衍生物；利用更進一步的氘化實驗可以証實此反應機構。利用核磁共振研究以及X-ray繞射分析可證明此螺旋環狀化合物的結構。我們現在的實驗方法使用無毒、較為經濟的藥品，相對於大部分文獻中所找到的方法而言具有很大的優勢；而此方法將會應用於合成現在已知具有生物活性的螺旋化合物結構。

我們使用了直流電源進行感應電流的測試，結果發現直流電源因為電流穩定，所以無法產生感應電流，只有在打開電源或關閉電源時才會有。於是我們用打點計時器設計了自動開啟與斷電的裝置，使直流電不斷地開啟與斷電，造成源源不斷地感應電流，但此裝置的輸出功率太小。接著我們使用了簡易的振盪器形成振盪電路，使直流電可以有交流電的效果，透過許多測試，最後利用細線編織而成的麻花辮來繞線圈，解決因集膚效應所造成的損耗，接著用倍壓式整流電路，將交流電轉成直流電，使原本的傳輸效率大大提升，最後再透過鋁片的反射，使接收線圈的效果再度提升。

本研究創新使用一種生物可分解之離子液體作為鋁空氣二次電池之電解質。與文獻上使用的高價且含毒性的咪唑類離子液體相比，本研究合成的離子液體原料為甘油與氯化膽鹼，均為成本低廉且對人體無害的環保材料。延續過去參加新竹市中小學科展題目「可撓性輕量化鋁空氣電池」的成果，此次國際科展的內容更進一步延伸為可充電式的鋁空氣二次電池，除了電解質的創新外，亦包含電極方面的革新，如陽極除了採用純鋁外，另探討使用鈦鋁合金來減緩腐蝕。在空氣電極方面，除了添加活性碳來增加吸附氧氣的表面積外，另添加二氧化錳來增加氧氣還原的活性。

因參加TYPT台灣青年物理辯論競賽，初步認識了此現象──當一個橫向放置的圓柱造波鼓在水面上垂直震盪時，引起的表面水流逆流。當造波鼓振動的最大加速度達到了臨界值，表面的粒子行進方向就會與波的傳播方向相反。我們查詢了有關此現象的文獻，驚訝的發現，此現象目前還沒有理論可解釋。於是我們便以自製的實驗設備，開始探討在不同的振動情形下，表面流會如何變化。 以目前所獲得的數據，我們推斷反向的流動與造波鼓排開水的體積及造波鼓前排列的波包有關，而回流只是補償流的性質，且水表循環之貢獻遠較水面的流動下顯著。根據為不同厚度的造波鼓有不同的回流臨界加速度，且縱向的水流循環強度遠較水表循環弱，前者速率大小約與後者相差一數量級。 我們也利用閃頻儀分析了不同條件下水波的波形，並利用Poincaré map將其分為兩類，分別對應到表面的出去流與回來流。