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臺灣

探討橙皮苷(Hesperidin)及綠原酸(Chlorogenic acid)混合處理對結腸癌細胞(HCT116)存活率的影響

癌症常年在我國十大死因中位居第一,而其中結腸、直腸和肛門癌的死亡率排第三,並有逐年增加趨勢。中草藥萃取的藥物分子已被證實可抑制癌症,研究發現橙皮苷 (Hesperidin) 及綠原酸 (Chlorogenic acid) 可協同抑制具有雌激素受體ERα及ERβ的乳癌細胞 (MCF-7),並推測藥物是作用在雌激素受體/粒線體路徑,然而是哪類雌激素受體會受影響則缺乏資料。故本研究以MTT assay探討橙皮苷、綠原酸對缺乏ERα表現之結腸癌細胞 (HCT116) 的影響。結果顯示藥物單獨及混合作用下,當綠原酸濃度600 μM以上時能顯著抑制HCT116並具有劑量效應,然而橙皮苷及綠原酸對HCT116協同效應較不顯著,推測ERα在雌激素受體/粒線體路徑中扮演重要角色且參與在橙皮苷及綠原酸對MCF-7毒殺的協同效應中;因此推測上述藥物在不同細胞中可能作用於不同的抑制路徑,將來會以三陰性乳癌細胞為對象,進一步確認ERα扮演的角色,期望可在橙皮苷混合綠原酸抑制乳癌的路徑上提供更多證據。

合成二維錫鈣鈦礦晶體用於提升太陽能電池效率

鈣鈦礦太陽能電池有易製造、質量輕且可撓曲等優點,是極具發展潛力之光電材料。本計畫以優化鈣鈦礦太陽能電池之吸光層為研究主軸,使用錫元素汰換電池中有毒的鉛元素,並以DMF/DMSO=4/1、轉速3000 rpm進行旋轉塗佈以製成晶體薄膜。為了改善晶體能隙,我們使用間隔物改變晶體排列方式,並摻雜銫離子改善材料之吸光性質。本研究發現當間隔物的比例越多,晶體較傾向水平排列且穩定性會提高,且以苯乙銨離子為佳;在間隔物為丁胺離子,若摻雜銫離子則可降低晶體之吸光能隙。目前我們已成功採用60%丁胺離子(間隔物),並添加20%銫離子合成出錫鈣鈦礦晶體,組裝成電池之光電轉換效率約為8.8×10-3 %,後續將持續改變晶體組成,以提升錫鈣鈦礦太陽能電池之光電轉換效率。

以卵黃細胞模擬紅血球在血管中之流動表現與潛在應用價值

本研究藉由觀測雞卵黃細胞在7種生理情況中之運動情形,藉由蒐集相關參數,如細胞形狀、運動速率及其對應側截面積,建模出無需侵入性取血樣,即可評估細胞處於何種生理狀態之模型。111年10月起為求模擬紅血球之較佳研究對象,先建立基本資料,透過各種嘗試,探尋出雞卵黃細胞在經過何種處理後,最適合模擬紅血球運輸型態;接續進行細胞形變與運動速率、截面積、不同生理情形下對應的血液濃稠度……各變項實驗。研究結果顯示,細胞在運輸過程中可藉由轉換形變策略來調節其運動速率。本研究證實影響細胞形變的因素包含血液所造成的流體阻力、細胞質的流動性,特別是當細胞處於酒精濃度≧0.5%的環境時,此時細胞質會限制其形變,導致運動速率無法被調節。

河川小「壩」王—「丁壩」對河川挑流、緩流之影響探究

本研究是在探討丁壩對河川挑流、緩流之影響,而經過實驗和統整後,我們發現: 河流在經過河道彎處時,會造成攻擊面。從實驗得知,若在攻擊面前、中、後設置丁壩群及護腳工,可以有效的挑流及減緩流速,因此,在模擬河道的實驗中,發現在不同彎度和寬度的河道,所使用的都是透水、平行丁壩,且丁壩長度是河道寬的三分之一,可以有效挑流及緩流。最後,我們用塊石工法模擬設計丁壩、護腳工和落差工發現,塊石工法可以有效的挑流及減緩流速,在丁壩前後形成的淺瀨和深潭可以讓魚類生存;又在沉積位置設置魚穴,形成另一種魚類生態和水草在此美化環境,讓環境與生物在此處共存。

「影」響-預測社宅興建前後校區日照和遮蔽的差異

學校旁要蓋社宅,大家很關心日照遮蔽將如何改變?我們發送表單問卷詢問師生,空拍校園上中下午日照遮蔽現況,整合出師生的期待—希望社宅在夏季為操場、綜合球場和靜思樓遮陽降溫,但冬季別遮擋以保有暖冬陽。我們收集資訊製作模型以模擬四季的日照遮蔽,實驗探究陰影生成和遮擋的原理,發現建物愈高、距離愈近和高度角愈小,陰影愈易遮擋;夏天影子遮蔽的範圍最廣、最短;夏季照物角45°遮陽效果最好,冬季照物角0°或90°較能曬到太陽;植栽或不透光建物的遮蔽,可減少輻射量及降溫;北面的建物易被南面的遮擋,最後模擬的結果是—春、夏、秋三季的操場將能在朝會獲得遮陽,但冬季操場、綜合球場和靜思樓將增加更多陰影,迎來更多嚴寒。

多邊形與西姆松線的研究與深入探討

西姆松線是三角形外接圓上一點對三邊作垂足,三垂足共線所得之線,而我們成功將其推廣到多邊形,發現了當圓上一點 P 對圓內接 n 邊形做了(n-2)次垂足後,最後 n 點會共線,而我們將其定義為多邊形西姆松線。我們結合了純幾何和歸納法證明其正確性,此方法也是我們所想出的特殊證法,我們還使用解析幾何的手法求出該線在坐標平面上的通式。在已知三角形西姆松線的軌跡會形成三尖瓣線的前提下,我們利用解析幾何的方式證出了三角形之九點圓為該三尖瓣線的內切圓,並成功找出三尖瓣線方程式通式,而我們也發現n邊形西姆松線的軌跡亦會形成 n 尖瓣線,但會因多邊形形狀的不同而產生扭曲。

三角形能容多少方

本研究探討在直角三角形勾股中容一個正方形,即為「勾股容方」,其正方形邊長、周長與面積會有什麼關係?若不斷重覆延伸此圖形,觀察這樣的圖形模式,最後又會有什麼結果?發現同一層內正方形周長的總和,其值會相等,也觀察到勾股容方與黃金比例的關聯性。 另外,如果將正方形邊長擺放在直角三角形的斜邊上,我們稱為「斜邊容方」,同樣逐步討論其正方形邊長、周長與面積的關係。當不斷重覆延伸此圖形時,發現在勾股容方或斜邊容方中,將所有正方形的面積加總後,其面積和皆會等於原直角三角形的面積,以及勾股容方的邊長會大於斜邊容方的邊長。

「銅」的奧妙-各項變因對電鍍銅的影響

本研究分為兩大部分進行電鍍銅的變因研究。第一部分的操縱變因為改變電鍍銅的基本實驗條件,發現電極距離越近、電壓越大、電鍍時間加長會使鍍上的銅越多但是容易產生黑色氧化銅,而改變電解液硫酸銅的濃度發現10%的硫酸銅可鍍上的銅最多,濃度降低或增加並不會增加鍍上的銅。第二部分主要是研究添加劑對電鍍銅的影響,除了將鍍上的銅秤重外,另外自行研發以簡單的『膠帶撕黏法』想要了解鍍銅的附著力。實驗發現添加氯化鈉與鹽酸會使鍍銅的附著力提升,較不易從被鍍物上脫落,添加氫氧化鈉會使電解液產生氫氧化銅的沉澱而阻礙電鍍銅的進行,添加低濃度硫酸則會鍍上較具有光澤品質較佳的銅。

腦波辨識特徵提取於即時身分認證的研究

本研究的腦波辨識基於特徵提取,可應用於身分認證,具有不能被仿冒的優點。我們用低成本高便利性的腦波儀,自行撰寫程式讀取原始腦波,建立一致性的實驗程序。首先用腦波專心度的高低來控制智能車,再用腦波來測謊,有隱藏說謊行為時會觸發高電位腦波,在兩項前期研究後發現可用腦波特徵進行身分認證。三位受測者於不同日期提取10份腦波,每份腦波紀錄5120筆數據。接著我們反覆嘗試組合數十種統計函數進行特徵提取,找到兩項最佳特徵,達成將大量凌亂腦波資料降低維度又具有辨識力。我們腦波辨識分類方法使用近鄰演算法,測試程序用盲測交叉驗證法,辨識正確率百分百。最後我們用Arduino板來展示腦波辨識應用於腦波身分認證,資料庫中只要儲存每位受測者的腦波特徵值,就能在數秒內正確辨識說出受測者身分,顯示每個人腦波是不同的,而且能用特徵將其分辨出來。

火焰之舞

國慶煙火在天空綻放時,顏色斑斕炫爛,不禁在想,火藥裡頭究竟加了哪些物質造成這些五顏六色的絢麗光芒?於是開始搜尋資料,發現這些多彩的色光,是因為電子在不同的軌域中躍遷時放出來的光芒,稱為焰色反應。於是我們開始動手作實驗,發現在酒精膏上填充不同的金屬離子會出現不一樣顏色的火焰,而且在火焰的外部加入電場,竟然能使火焰產生偏折的現象!這個現象更引起了我們的好奇,火焰中是否含有帶電離子,以致於被電場吸引?又添加不同價數的離子,是否會因為價數的不同而造成偏折角度的差異?於是我們經過了反覆實驗後觀察到失去電子的正電離子,確實會因為電場的影響造成不同角度的偏折,且正電離子本身的價數越大,造成的偏折角度越小。