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2020年

酯類代謝於花粉萌發及花粉管生長所扮演的角色

研究初期顯示增加儲存時間會降低花粉萌發率,並造成內源性酯類顯著降解。因此我們推測花粉萌發所需的能量可能由內源性酯類提供。先前研究發現雌蕊柱頭分泌物(SE)含有促進花粉萌發的因子,本研究探究 (1)花粉萌發過程中內部酯類組成變化;(2)找出SE如何影響酯類代謝進而促進花粉萌發。利用薄層色層分析法比較後發現極性酯於花粉萌發較中性酯重要,而SE主要加速了磷脂醯肌醇(PIs)、磷酯醯膽鹼(PCs)的降解與雙酸甘油酯(DAGs)的生成。利用LC-MS發現添加SE確實能加速PCs/PIs的降解及DAGs的生成,更能促進PAs的快速生成再降解。我們推測添加SE能夠促進PCs/PIs降解,PIs磷酸化成PIP2後經過PLC水解生成1,4,5-三磷酸酯(IP3)以及DAGs,IP3能促使粗糙內質網釋放內源性鈣離子,而DAGs磷酸化成磷酯酸(PAs)後促使膜上的鈣離子通道打開,讓外源性鈣離子進入花粉管內。而PCs在經過PLD水解後也能形成PAs讓鈣離子進入花粉管內。

PP5-AMPK Pathway mediates Palbociclib-induced Cell Death in Lung Cancer

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。

臺灣極端寒流個案與東亞地區冬季氣候之關聯

本研究定義1967~2016年的極端寒流並將其分成1985前與1986後兩個時期,進行前後期寒流個案合成之綜觀環境場的比較,得知前後期確實有所不同,且以天為單位,後期寒流及非寒流差異較不明顯,推測需要更長時間尺度才能凸顯差異。再以臺北冬溫與世界冬季的溫度、風場做相關性分析,發現緯向風的蒙古地區,在前後期正相關性都相對明顯;經向風則是西伯利亞西部的負相關在前後期皆較明顯。因此,我們分別取蒙古緯向風及西伯利亞經向風以月為單位做不同季節延遲、同步及領先的迴歸分析,並發現與臺北冬溫相關性最高者,分別為蒙古冬季同步緯向風,及西伯利亞春季領先2經向風。最後為了驗證,再將此二風場1967~2016年的數據分為寒流、非寒流期間及全部數據進行比較,觀察同個月份在寒流及非寒流期間與平均值的差別,也探討這些差異與臺北冬溫三個月份間的差異有何異同,結果證實寒流及非寒流大多具有明顯不同。

水力懸浮運動及其特殊進動現象之研究

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。

製備超疏水性修飾石墨烯海綿應用於廢油回收

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。

全球平均海平面的年際變化(1993-2017),Mean Sea Level Variations on Inter-annual to Decadal Timescales, 1993-2017

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。

多功能數值控制微型射出成形機

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。

鈦合金骨釘植入位置與脊椎椎體受力之分析比較

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。

探討指尖陀螺在不同轉動角度下之力學模型及新型離心設備之設計

本研究可分為三個部分:第一部分利用指尖陀螺在不同角度(0-90度,指旋轉面與水平面之夾角)下進行轉動實驗。實驗結果顯示當角度越大,指尖陀螺的轉動時間越長;當角度為90度時有最長的轉動時間。轉動過程可分為高轉速區與低轉速區。前半部為高轉速區,其轉動頻率隨時間成指數衰減關係;後半段為線性區,其轉動頻率隨時間成線性衰減關係。在第二部分,我們將樹脂注入微型聚乙烯管進行離心實驗,結果顯示指尖陀螺與水平面角度為40度轉動時,可以達到最短的樹脂長度,亦即最好的分離效果。在第三部分,我們根據前述之實驗結果提出設計離心機的新概念,那就是:結合以下兩個要件1.試管轉動時應與轉動軸垂直與 2. 試管的轉動平面與水平面成40度時,此種離心設備相較於傳統離心機應可具有較高向心力(離心力),可達更好的分離效果。

地錢熱逆境記憶元件HSA32及HSP101之功能探討

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。