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臺灣

行動式空汙追源裝置 以鉻酸鉀溶液吸光度測量還原性氣體濃度

本研究以光度計偵測鉻酸鉀溶液濃度,以其高氧化力特性,定量SO2與C2H2濃度。 結果證實氣體濃度與鉻酸鉀吸光度下降,有高度線性相關。SO2的最適方程式為:吸光度 = -0.2362 x (SO2體積%濃度) + 0.4472,偵測極限1.69%。C2H2的最適方程式為: 吸光度 = -0.146 x (C2H2體積%濃度) + 0.4492 ,偵測極限2.74%。並運用光度計原理,以3D列印與雷射雕刻製造機體,結合紫光雷射、風扇攪拌器、數位電錶與薄膜輸氣裝置,組裝「行動式420nm紫光雷射光度計」與氣體收集裝置,驗證鉻酸鉀溶在濃度10-4至0M之間,與光敏電阻值有高度線性相關:電阻值(kΩ) = 57044 x [K2CrO4] + 1.5309,R2為0.98。實際應用到乙炔測量,每公升乙炔使電阻值下降0.2041 kΩ,為行動式裝置,已能有效偵測氣體汙染事件,預防類似氣爆事件再發生。

「微」鋼琴三部曲

現代科技日新月異,許多人慢慢的接觸了程式設計,例如:Scratch、mBlock、micro:bit。我們的研究以micro:bit作為程式設計,先探究生活中物品的導電性,再以這些可導電的物品加上micro:bit的程式設計,運用「琴鍵編碼表」的邏輯概念,以最少的接線,設計出以下三種可攜帶的科技鋼琴:1、西卡紙與導電材質結合;2、塑膠鍵盤與導電材質結合;3、木片與導電材質結合。只要輕輕的按琴鍵,就可以彈出一首優美的簡單樂曲。為了突破微鋼琴的琴鍵數量限制,我們增設降8度及升8度鍵,可增加彈奏的音域。另外我們也運用了micro:bit板子上的A和B鍵,一按A或B鍵,micro:bit就會自動彈出一首歌曲,非常有趣。

神秘「果」度─探討神秘果抗氧化及解酒的可能性

由於看到新聞報導神秘果具有能讓酸變甜的效果,也有良好的抗氧化能力,甚至有解酒的效用,引發了我們的好奇心而進行研究,旨在探討神秘果的抗氧化力及解酒的可能性。首先萃取不同保存方式的各部位神秘果,以碘滴定法檢測其抗氧化力,我們發現神秘果的抗氧化力受到不同部位、溫度及保存方式影響,以葉片的抗氧化力為最高,而乾燥保存最能保留色素及抗氧化力。我們另以神秘果中含有的琥珀酸和檸檬酸進行解酒研究,在37℃下使琥珀酸過量時酒精減少百分比最高,而檸檬酸幾乎不與酒精反應。接著以Arduino自製酒精蒸氣檢測器測定不同保存及萃取方式的神秘果解酒情形,以水萃取的濃縮液能使酒精蒸氣濃度下降量較乙醇萃取的多,又以冷凍乾燥的果皮+果肉最佳。

格子直線數與歐拉函數之探討

本研究在探討過原點且通過特定格子區域中格子點的直線數,利用縱向或橫向方式來計算。不論哪一種方式皆從正方形區域探討,得到其格子直線數與歐拉函數有關,特別是在橫向方式中增加上高斯符號與高斯符號協助計算,得到正方形、長方形、三角形及圓形區域的直線數及其上下界,及探討上下界的特定區域。此外,將原點移動到任意點,探討過任意點且通過特定格子區域中格子點的直線數,得到一些有趣的性質。 接下來,從正方形區域推廣至高維度的超立方體區域中的直線數,並推導出三個歐拉函數的推廣式,其中一種是約當囿互質函數,使用這些函數不僅能簡化計算,更能拓寬歐拉函數的視野。另外二種皆是利用幾何結構推導出來,其中一種是用第二類史特林數來表示。 最後我們使用此歐拉函數的推廣三式推導出高維度的超立方體、超長方體、單體 (即高維度中廣義三角形區域)及角錐柱中的格子直線數及其上下界,特別是利用橫向方式獲得公式的更為精簡。

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。

布拉美古塔內的「多生圓」n邊形好正!

本研究由布拉美古塔定理(Brahmagupta theory)的圓內接四邊形的布拉美古塔線,找出二種具有內切圓性質的新衍生四邊形,此特定條件下的圓內接四邊形,會呈現是等腰梯形結構。將特定條件下的圓內接四邊形推廣至特定圓內接五、六、七、八、……、等n邊形中,可發現在多組正交對角線條件下,這些特定圓內接n邊形間具有遞迴關係數量的內切圓,其半徑之間、各自的圓面積與原外接圓面積都有特殊的比例關係。上述衍生多邊形的頂點、內切圓圓心、原圓內接多邊形的對角線與其交點,這些元素間也具有多點共圓的性質。

智能菜圃~利用多元控制及AI辨識技術協助蔬菜種植之研究

本研究主要探討不同土壤濕度、照度及施肥頻率等因素對蔬菜生長的影響,從研究發現若能在蔬菜不同的成長期給予適合的成長環境,可以達到促進蔬菜良好成長及節水的功能。另外本研究亦利用AI影像辨識功能,辨識出對蔬菜可能產生危害的鳥類或昆蟲,開發出一種裝置來驅趕這些害蟲,實驗結果確實能達成此一目的。故本研究結果若能運用於蔬菜的裁培上,一定能夠促進農業種植的發展。

如「膠」似「漆」-台灣淡水渦蟲黏液黏性及抗菌功能分析

本研究探討渦蟲爬行黏液應用功能。以化學及物理方式分析渦蟲爬行黏液黏性,確認其應用於仿生材料可能性,化學分析利用高濃度膠片及常見醣蛋白染色法PAS與過點酸硝酸銀染色,並以銀染分析做對照,發現渦蟲爬行黏液醣蛋白分子量為15~10 kDa及低於5 kDa部分。物理分析利用自製落球及斜坡實驗,發現渦蟲水溶性黏液黏度為2.7mm2/S,非水溶性黏液具黏滯性使鋼球於斜坡實驗中減速。再來分析渦蟲黏液抑制環境菌能力,探討其開發為抗菌塗料可能性,初步發現渦蟲爬行黏液中含有細菌,並使用無菌過濾渦蟲水溶性黏液進行抑制環境菌實驗,發現其對曝氣水中所收集到的4種革蘭氏陽性球菌產生抑制效果。未來將分析渦蟲黏液中醣蛋白種類及黏液抗菌機制。

熱休克蛋白Hspb7基因表現調控之探討

小分子熱休克蛋白 B7 (HSPB7,Heat shock protein B7),又稱心血管熱休克蛋白 (cvHsp)。HSPB7表現於心肌細胞當中也表現在骨骼肌當中。我們可以從再生的肌肉細胞中看到熱休克蛋白B7大量的表現,可見其對於損傷的肌肉細胞至關重要。此外,Mef2a (Myocyte-specific enhancer factor 2A) 被發現對於Hspb7基因表現有所影響且、屬於AP-1 (Activated Protein 1) 家族的c-Jun (Jun proto-oncogene) 和Fra-2 (Fos-related antigen 2) 被發現影響了肌肉發育和參與了骨骼肌衛星細胞群的調控。 本實驗在HEK-293T細胞當中將克隆出的Mef2a、c-Jun、Fra-2與Hspb7上游不同長度且帶有螢火蟲螢光素基因之啟動子進行轉染實驗,並藉由螢光素酶檢測法觀察彼此調控關係。本研究發現,c-Jun、Fra-2對於Hspb7基因表現有抑制的成效而Mef2a有增加基因表現的成效。

「蜂」狂「白」「老」匯: Hex70a 蛋白作為蜜蜂長壽因子

蜂巢中,蜂后與工蜂雖同為雌蜂,但牠們的壽命存在極大差距,前者可存活至三~五年,後者平均最大壽命則約為三十天,造成此差異的主要原因正是蜂王乳(Royal Jelly)的食用:蜂后終其一生不斷地攝取蜂王乳,但工蜂僅有在其幼蟲期的前面三日有攝取蜂王乳。工蜂在食用蜂王乳後,體內蛋白質在表現量及種類上便可觀察到明顯的差異。 本研究觀察蜂后(Queen)、餵食蜂王乳的工蜂(RJ;平均壽命約90~120天)、一般工蜂(Control)的體液及細胞全蛋白圖後,選擇大量存在、表現於蜂后(Queen)、餵食蜂王乳的工蜂(RJ)體內Hex70a蛋白作為研究對象;同樣攝取蜂王乳的工蜂(RJ),經過RNAi操作抑制Hex70a基因表現的實驗組,其壽命較對照組是確實有減少的。