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臺灣

以類器官為轉譯研究模式探究乳癌標靶藥引發腸道副作用之機制與對應策略

本研究以腸道類器官(organoid)模擬體內環境,分析乳癌標靶藥物Lapatinib與Tucatinib對腸道產生副作用的差異。Lapatinib明顯抑制ileum及colon organoid的形成,其IC50低於Tucatinib約1000倍。其中Lapatinib特別對adult type organoid較具明顯抑制作用,顯示影響腸道上皮細胞的分化功能。以RNA seq 與Ingenuity pathway Analysis分析藥物對organoid中轉錄體表現的影響,Lapatinib 在colon organoid中增加腸道發炎、葡萄糖代謝異常、氯離子外流等基因群的表現,並降低crypt發展的基因群。其中,Lapatinib藉由增加Glut3的表現提高organoid對葡萄糖的吸收,此作用受到L-ascorbic acid (Vitamin C)抑制,亦增加GABA receptor 提高氯離子外流,顯示代謝與電解質失衡及發炎作用可能為lapatinib造成腹瀉的主因之一。以3D organoid為可信賴的轉譯研究模式,我們發現同屬HER2 tyrosine kinase inhibitor的Lapatinib與Tucatinib對腸道功能產生迥然不同的影響,並發現合併使用Glut3 inhibitor或GABA receptor antagonist可能可成為減緩Lapatinib副作用的對應策略。

高壓氧對動物的傷口癒合

本研究探討高壓氧治療對動物傷口的進程時間與皮膚創口的癒合品質。使用自行開發之動物高壓氧艙(1.4~3ATA),幫助流浪動物結紮傷口快速癒合,並救助傷口嚴重潰爛,瀕死的流浪動物。本研究選30隻體態相近之流浪貓,進行節育手術後隨機抽取15隻貓作為試驗組,其餘15隻貓作為對照組。試驗組在常規治療的基礎上,每天再採用1個小時的高壓氧治療,對照組僅採用常規治療,持續觀察兩組試驗動物的傷口癒合進程,其結果顯示試驗組無論是傷口癒合速度或瘢痕組織的平整度皆優於對照組,瀕死動物救治實驗,成功救活無法手術的流浪動物。

動物植物間的攻防大戰--生物抑制劑探究

10%的芒草醋液、芒草灰燼淬取液對紋白蝶幼蟲和果實蠅成蟲的致死率高達90%以上。5%的芒草醋液和芒草灰燼液對已發芽的大花咸豐草和稗草生長抑制率高達90%以上。芒草醋液對外來入侵昆蟲生長具明顯抑制作用。芒草醋液可提升水稻產量達13.8%,提升玉米產量達15.5%。真菌細胞的細胞壁和所有昆蟲的體表,都是幾丁質構成,都會被醋酸和芒草醋液等有機酸溶液破壞。芒草灰燼,可避免蝸牛爬入取食蔬果。芒草醋液的成分物質主要有丙醛、乙醇、甲酸、苯酚。丙醛和乙醇對動植物生長影響不大,2.5%的甲酸+苯酚可達到對紋白蝶幼蟲和東方果實蠅成蟲100%致死率。甲酸和乙酸,可破壞幾丁質,讓苯酚進入蟲體而致死,故甲酸和苯酚互為協同劑。芒草醋液為非常有效的純天然生物農藥。

舞動「迴」旋──迴力鏢飛行能力與迴力效果之探究

本研究欲探究迴力鏢的飛行能力與迴力效果,並將其飛行能力區分為:滯空時間與飛行距離兩項。我們的研究發現:影響迴力鏢滯空時間、飛行距離、迴力效果,最重要的因素是「重量」、「翼面長度」、「翼面夾角」:「重量」越重,「翼面夾角」為90度時,迴力鏢的滯空時間、飛行距離、迴力效果越佳;「翼面長度」越短、「翼面重量」越重,則迴力鏢的滯空時間、飛行距離、迴力效果越佳;「翼面寬度」越寬、「翼面長寬比」比值越小,則迴力鏢的飛行距離越遠;而迴力鏢外型對迴力鏢的飛行能力、迴力效果沒有顯著影響,但V型迴力鏢是飛行能力、迴力效果最差的迴力鏢。由此可知:重量越重、翼面長度越短、翼面重量愈重的迴力鏢,其飛行能力與迴力效果最佳。

預見土石-土石流偵測系統

隨著地球暖化、氣候異常、暴雨再加上台灣地處地震帶,土石流的發生就更加頻繁,利用科技進步之便,可以保障每個人生命財產的安全是非常急需的工作。 此次研究製作的偵測模組,使用台灣自行研發的Web:Bit開發板¬、Arduino開發板和樹莓派開發板,透過自製的光纖感測、水銀開關檢測與影像判別等3種模組,獲得土石流發生時變異的光電訊號或影像訊號,確認土石流的產生。同時為提升土石流發生判別與影像識別效能,我們也研發了濕度偵測與自動開關燈之系統。除了比較這三種模式的靈敏度, 可透過手機LINE、電子郵件發出警報,並連結YouTube觀看實際狀況,期許未來可以廣泛運用於各類土質,減少土石流造成的傷害。

線上教學 -- 深度學習專注力分析

自2020年受到新冠肺炎疫情的影響,許多原有的生活、工作與學習型態都受到了影響。為了控制疫情,減少面對面接觸是其中一種方法,學習模式亦從實體轉變成線上。因學習都是面對鏡頭進行,老師很難掌握學生實際的學習狀況,也不易確認學習的品質。 沒有專注就沒有辨識、學習記憶。鄭朝明(2006)提到專注力與學習有密切關係,線上學習容易受到許多外在環境的誘惑導致專注力下降。本作品提出利用人工智慧中的深度學習,透過學生學習時的鏡頭畫面進行臉部特徵擷取,作為深度學習之分類器的輸入進行辨識,並將辨識出的狀態分析後得到結果。教師可利用分析出的結果進行教學模式的調整,以提升學生學習的狀態與品質。

新式綠色溶劑運用於鋰離子電池回收

本研究以回收目前於電動汽機車及儲能設備中使用量最大的 Panasonic 18650 三元鋰離子電池為主軸,開發以三混深共熔溶劑(TDESs)將電池中的鈷、鎳回收之方法。 TDESs的合成,四級銨鹽選擇文獻中常用的氯化膽鹼,配對各種氫鍵予體(HBD)後,使 用針對鋰鎳鈷鋁氧化物(LiNi 0.8Co0.15Al 0.05 O2 ,LNCA)溶解度最高的 TDESs 組成作為探討主軸。 接著以循環伏安法(CV)分別量測 TDESs與LNCA及電池電解質溶於TDESs之電位窗及還原峰電位。並採用二極式電鍍還原鈷、鎳後,以掃描式電子顯微鏡(SEM)及能量分散光譜儀(EDS)分析鍍層表面的形貌及成分。最後以無電電鍍法還原出貴金屬。 結果顯示,溶入電池電解質之 TDESs溶液,在溫度373.15K,外加電壓4V、5V、6V的 條件下可單獨還原出鈷金屬,且在無電電鍍的實驗中觀察到,在室溫下靜置 2 小時後,可將 鈷、鎳還原。

拾級而上~從Jonah公式談矩形堆疊問題

多數人購房會要求生活空間的最大利用,其中樓梯間的置物櫃設計就是其中一例,本文是由置物櫃排列所發展的數學問題。 假設在樓梯下裝設矩形櫃子,並允許每行的櫃子最多只有兩種樣式:一種是該行的每個櫃子都是單位高度,另一種是該行最多只有一個超過單位高度的櫃子;而排列方式則是最高櫃子位於最下方且最底層的高度則是逐行高於或等於前一行的櫃子,我們將這樣的問題稱為「矩形堆疊」。 透過動手實作發現「矩形堆疊」與路徑數有關,於是建立與路徑的一一對應關係,並研究路徑問題。經由Jonah’s公式發展路徑問題後,再回來解決「矩形堆疊」問題;此外也研究變化不固定的路徑問題,對於特殊結構例如拋物線下「矩形堆疊」,都有不錯的結果。

水箱滿隔形-探討運水車翻覆因素

運水車翻覆的新聞,讓我們膽戰心驚,為什麼運水車會翻覆成四輪朝天?消防車的水又為何低於半滿水位時,需要漏光比較安全?在五年級自然【力與運動】中,得知物體受力時,運動狀態可能會改變。本研究探討水箱的水重,水箱有無隔間及水箱形狀對運水車行駛時的車速變化影響。透過自製傾斜穩定度檢測器,發現不同水量下,半滿水位的八角柱水箱,所能承受的翻覆角度最小,因為水往低處流,水又比空氣重,造成重心偏移而翻覆;相同水量下,重心最低的三角柱水箱能夠承受最大的翻覆角度。 根據實驗結果發現,裝滿水、有隔間、都可以降低水的搖晃程度,減少水的質心因慣性流動而不斷偏移中心的機會,可以降低車子翻覆的機率。

海上廢油幾起來-幾丁聚醣對柴油的吸附力探討

海上漏油事故時有所聞,而漏油更會對海洋生物及環境造成危害。依專家研究顯示,此類事件洩漏出來的石油能被成功清理的,往往不到10%。而使用油分散劑固然可以在一定程度上解決岸邊油污回收不完善的問題,但同時仍會讓分散後的油持續在海中⻑時間存在,對環境的衝擊很大。有鑑於此,我們嘗試運用天然幾丁聚醣(Chitosan)具吸附力的特性,來探討其對柴油的吸附效果。透過實驗,我們將5%幾丁聚醣溶液製作成晶球,在不同環境條件下加入柴油並浸泡後再以真空抽濾法過濾出剩餘的油,結果證實幾丁聚醣確實具有吸附柴油的功用。幾丁聚醣可以吸附柴油及海洋中的重金屬又是生物可分解的物質,未來也許可以進一步做成濾材,用來保育海洋環境。