2020年

我們發現有些水溶液結冰後會推擠溶質到中央匯聚成顏色較深的區域，但有些溶液卻不會，到底是什麼原因造成此現象的差異？於是我們操縱各種變因來觀察它們對溶液結冰時溶質匯聚表現的影響。 實驗發現並非所有的濃度都會匯聚；不同溶質的匯聚情形也不同；水質所含雜質越多匯聚效果越差，且結冰後氣泡分布也各有特色；上下等寬的容器呈角錐狀匯聚，下窄上寬的容器則為柱狀匯聚；先結冰的地方會推擠溶質到後結冰的地方且結冰速率越慢匯聚程度越好；最後我們利用保麗龍包覆+重力方向來控制結冰順序使冰晶推擠力達到加倍的效果，再透過自製離子濃度檢測器發現冰塊中溶質匯聚區的濃度並非均勻一致，而是依結冰的順序而有低、中、高的「濃度梯度」現象。

肺癌是目前全世界首要致死的癌症。雖然現有的標靶治療與免疫療法已經改善某些病患的情況，但有許多病患仍無有效治療方法。因此，我們急需探求新的藥物治療方法來改善肺癌治療的成效。 在此我們選擇一個新標靶藥物Palbociclib來進行研究，Palbociclib 是剛核准的乳癌藥物，主要是藉由抑制CDK4/6來延緩乳癌生長。我們發現Palbociclib能有效地抑制肺癌細胞株的生長和死亡。特別的是，Palbociclib不僅誘發肺癌細胞凋亡(apoptosis)，亦誘發肺癌細胞自噬死亡(Autophagy)。因為AMPK能同時影響細胞凋亡與自噬死亡，我們進一步研究AMPK在Palbociclib誘發癌細胞死亡中的角色，發現Palbociclib主要是藉由抑制去磷酸酶PP5的活性，來增加AMPK的磷酸化，進而活化AMPK，誘發肺癌細胞產生凋亡與自噬。這些藥效原非抑制CDK4/6會產生的作用，我們發現Palbociclib藉由調控PP5-AMPK路徑以誘發細胞死亡。希望這些研究結果能幫助肺癌的臨床研究，以造福病患。

Naa10p (N-alpha-acetyltransferase 10 protein) 突變患者多半有智力障礙的問題，如:奧格登症候群患者常有早夭、腦萎縮及其他發育問題。Naa10p 是一種 N-α-乙醯轉移酶，負責新生肽鏈 N-α-乙醯化。人體中約有 80% 的蛋白質經乙醯化修飾，其中 46% 為 NatA 複合體執行，而 Naa10p 即是 NatA中執行乙醯化的蛋白酶。先前研究顯示Naa10p會影響神經發育，但對Naa10p影響神經發育的機制並不清楚。本研究利用CRISPR/Cas9製作Naa10p的小鼠胚胎幹細胞(mESC)突變株，觀察突變株細胞分裂速率與分化型態的差異，並分析胚胎發育過程Naa10p以及相關基因的表現。 本研究結果證明特定Naa10p突變會加快mESC生長，使其分化為神經母細胞的異常。而其中V111G突變株的Naa10p無法和HYPK結合，且突變S37P及R116W使Naa10p與Naa15p的結合降低，推論此結果可能造成NatA無法正常形成，並改變其與核糖體蛋白的親和力，影響蛋白質乙醯化。目前我們發現突變株中，與細胞分化相關的基因:Oct4、Pax6皆表現異常。以上結果可能可以初步解釋Naa10p突變造成人類疾病的機制。

觀察到圓球及圓盤在水柱上懸浮(Hydrodynamic Levitation)之特殊情形，本研究探討此現象並提出相關解釋。經由實驗發現圓球放置高度並不會影響其最終平衡高度，而水柱高度與圓球平衡高度則呈線性關係；水柱流量愈低，不同於我們實驗前所想像的，其最終能平衡的水柱傾斜角度反而越大；隨水柱傾斜角度愈大，平衡高度即隨之增高；圓盤轉速與水柱切線速度大致相同，透過此結果，我們推論出造成此現象的主要原因，是因附著於圓球上的水對其產生的附著力，而與一般人猜測的康達效應(Coanda Effect)較無關連，我們從而深入分析此現象的細節，並得出一些意想不到的結果。本研究中，最為特別的是，實驗中遇到的奇特進動現象，看似複雜、無規律的運動，我們透過高速攝影機，深入觀察此一系列特殊的進動，竟發現其中規律的運動規則，所以我們進而推論其力學特性，藉以解釋此現象形成原因。

本研究探討年際氣候震盪對全球平均海平面的影響，故將衛星測高儀數據剔除長期趨勢與季節波動後，與數個氣候指數進行互相關及同調性頻譜分析，其結果為：(i) 海平面與 ENSO，尤其是 Central-Pacific Types 在一年半以上的時間尺度，有高度相關，相關的原因可能與混合層溫度變化、陸地降雨海陸分布的變化有關。(ii) 海平面與 PDO、AMO 的相關性分別集中在 4 年以上與 2 年到 10 年，海水的熱含量變化可能是主因。AMO 相關性最高是在其比海平面早發生 8 個月的時間。 (iii) 雖然研究資料不包含北極海，但結果指出海平面與 AO 有弱相關，意味著北極海的年際溫鹽變化，對於全球海平面有遙相關的影響。(iv) 海平面與 AAO 似乎有弱相關，但是無法確定。最後本研究將上述五個指數以最小平方法擬合海平面年際變化，得到各指數的相對強度貢獻比例，有助於了解在未來全球暖化下的海平面變化。

本研究使用聚胺基甲酸酯海綿為基材，藉由在表面吸附石墨烯材料使海綿具有超疏水性，使其能從水中有效分離出油類，達到油水分離的效果。我們研究出簡易自製氧化石墨烯的方法，並使用自創的照紫外光乙醇法將其還原成還原氧化石墨烯，接著吸附在海綿上，再使用十三氟辛基三乙氧基矽烷修飾石墨烯海綿，使其鍵結上具有超疏水性官能基。藉由測量海綿表面與水珠間的接觸角，我們找出了製做超疏水性海綿的最佳條件，最終完成了矽烷修飾還原氧化石墨烯聚胺基甲酸酯海綿(FS-rGO-PU Sponge)。 本研究超疏水性海綿的製程簡易、成本低且符合綠色化學，同時具有單位體積吸油量大，可多次重複使用等優點，我們除了測試其對食用油、礦物油的回收能力，並製作成可連續分離油水的裝置，可應用在工業、家庭廢油及海上油汙的回收，甚至可做為空氣清淨機或排油煙機的濾網。

臨床手術中常有骨釘植入位置偏差之情形，且目前並無研究針對骨釘植入位置對椎體力學反應之探討，故本研究使用CAD軟體Solidworks建立11個不同骨釘植入位置的人體第三節腰椎模型，利用有限元素分析軟體ANSYS進行力學模擬分析，計算不同骨釘植入位置於不同負載條件以及有無骨整合情況下，腰椎椎體的應力情形與整體結構之穩定度。研究結果顯示，在不考慮傷及神經或是骨釘穿出骨頭的情況下，當椎體與骨釘若受前彎(flexion)、後仰(extension)、側彎(lateral bending)、旋轉(rotation)及無軸向負載(pure bending)時，骨釘螺帽中點至棘突中軸的垂直投影距離越小，椎體位移亦越小，結構越穩定；且不論有無骨整合都呈現相似走勢。骨科醫師表示仍會選擇打在目前最普遍的植入位置最為保險；但依照本研究結果，當臨床手術醫師面臨植入常規位置困難度較高時，骨釘植入位置若稍偏外側穩定度並不會有顯著差異，且可避免傷及中樞神經系統。

高職機械群科在學習的過程中常常接觸到射出成形相關領域，我們想自主設計開發微形射出成形機，並和工業界生產的機台以液壓為射出機構不同。所以本專題以3D列印機的運動控制及材料加熱系統為基礎，利用變導程螺桿的加壓射出機構及螺桿導軌鎖閉模機構來完成射出成形所需的各個機械動作。變導程螺桿做出材料的輸送及射出動作，加壓後可將空氣排出，進而取代了原本注塞式和一般螺桿式的加壓射出；再利用公模、母模、頂射板和母模固定板所形成的射出模系統，進行自動化。由於機台微小化，操作方式和現行3D列印機操作方式類似，所以可作為教學之教具使用，亦可由同學自行設計模具進行射出成形操作。也能針對不同的材料做為射出的成品。

為減少高溫造成的農業損失，了解植物耐熱機制成為重要的研究課題。其中植物熱逆境記憶受兩個熱誘導蛋白HSA32和HSP101之調控已在阿拉伯芥與水稻中被揭露，HSP101除了幫助蛋白質摺疊外，也可促進HSA32的累積，HSA32則延緩HSP101降解的速度而延長植物的熱逆境記憶。本研究以低等植物地錢作為為模式，探討植物熱逆境記憶機制之演化過程。生理實驗結果顯示地錢同樣具有熱逆境記憶現象；氨基酸序列的親緣樹表明高等植物與低等植物的HSA32明顯分成兩群，呼應先前互補實驗的結果，指出這兩群HSA32結構功能上的差異；如同高等植物，地錢HSA32和HSP101的表現均受熱誘導而活化。然而，初步結果顯示，不同於高等植物，地錢hsa32剔除突變株有更強的熱逆境記憶，顯示地錢HSA32的功能可能是抑制地錢的熱逆境記憶，未來需要進一步驗證。

螢光奈米鑽石(Fluorescent Nanodiamond, FND)主要應用於生物定位，其結構中與一個氮原子相鄰的晶格缺陷部分(Nitrogen-Vacancy, NV^-)照射波長532nm的雷射會發出637nm的螢光，對FND施加磁場會使螢光強度減弱。由於在低濃度溶液中螢光訊號會被溶液的背景雜訊掩蓋而難以偵測，因此設計實驗對FND施加穩定變換的磁場，此動作能夠使螢光強度也進行相同週期的變化。針對此週期進行快速傅立葉轉換(Fast Fourier Transformation, FFT)得出的數值會與螢光強度呈正比，進而推知FND濃度，有效排除不隨磁場變動的背景雜訊。研究結果顯示，施加磁場並使用FFT能夠成功排除牛血清蛋白(Bovine Serum Albumin, BSA)、碘化丙啶(Propidium Iodide, PI)、水、血液的背景輻射，且FND在高離子濃度溶液中會沉澱，在表層包覆BSA則可以有效地改善此現象。FND不易受到血液的背景輻射干擾螢光測定。