2021年

本研究結合手機發展出一個檢測類風濕性關節炎的新方法。此研究使用奈米結構式的表面電漿共振晶片，藉由血清中的抗體接合後光譜紅移現象分析結果，將其用於檢測類風濕性關節炎。我們先用可與類風濕性關節炎的抗體結合的peptide修飾晶片，測量不同濃度下光譜紅移量的差異，找出紅移最明顯的檢體濃度，以此濃度配置我們之後實驗的檢體。接下來分別使用matlab分析歸納出發病與未發病之間光譜波長紅移量的差別，和架設手機拍照後用imageJ分析紅光強度兩種分析方法測量不同檢體，判斷其是否發病。從實驗結果發現，稀釋至原本濃度10倍的檢體紅移量最明顯，且使用imageJ分析紅光強度的數據比使用顯微鏡測量光譜波長的數據準確且穩定，前者可以明顯檢測出是否發病。我們希望將這種方法推廣到第三世界國家和農村地區，為他們提供一種更省時，更具成本效益的方法來測試類風濕關節炎。

尋找高紅移的超大質量黑洞，有助於天文學界了解宇宙再電離時期。雖然黑洞的數量稀少，但相較於星系，超大質量黑洞較亮，且在高紅移時，存在時間比伽瑪射線爆久。因此，它們的光譜可以協助天文學家最有效率地探索再電離時期星系間物質的特性。本報告交叉比對Subaru 超廣角相機策略觀測計畫 (Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program, HSC SSP) 和廣域紅外線巡天探測衛星 (Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE) 的觀測數據，尋找可能的高紅移超大質量黑洞。本研究根據光度測定 (photometric observation) 和宇宙紅移 (cosmological redshift) 的原理，從雙色圖中較紅的區域挑選了46個候選星體，並逐一透過天文望遠鏡照攝的影像確認是否有可能是超大質量黑洞。最後，選出三個可能的高紅移超大質量黑洞，可用於向大型天文望遠鏡 (如昴星團望遠鏡 (Subaru Telescope) ) 申請光譜分析。

路燈若變壓器損壞，會連同高效率LED晶片被丟棄，就像勞斯萊斯的引擎壞了就整台廢棄。本作品思考如何回收LED良品，改造成「不需要」變壓器也能發揮高功率路燈LED的強光照明並長時間使用。 用a-IGZO取代電阻器，從已發表的論文知a-IGZO經紫外線或藍光激活後，有超過一天以上的持久性光電流，可讓LED有更好的發光效率，路燈LED發藍光，且適合放在玄關入口照得到紫外光激活可持續到晚上。LED需要直流偏壓3.7V下工作，用110V交流電除了電壓相差太大，也有閃爍問題。我們巧妙利用路燈LED是集成晶片，經設計可在交流電變換極性時都有LED亮著，再用擴散片(從液晶螢幕拆下)將光弄勻，讓燈看起來是恆亮，材料成本僅需一元(電阻器)。回收再製後，可用在大門入口或走廊下長時間照明，環保愛地球省電省錢。利用Arduino設計監測模組並用wifi傳回數據，可長時間觀測，證明可行。

本研究主要研究人類尿液中，腎結石中的奈米細菌(nanobacteria)是礦物結晶或細菌成長作用，使用自製分光光度計，以OD值的差異劃分，結果顯示奈米細菌呈現礦物結晶特徵，成分分析亦證為磷酸鈣。之後研發腎結石抑制劑時，使用自製人工尿液，以磷酸鈣Ca3(PO4)2、草酸鈣CaC₂O₄和尿酸(C5H4N4O3)為主體，分別測試維他命C、(•OH)、模擬管壁發炎、模擬尿液pH值變化，並觀察其結晶型態變化，結果發現模擬管壁發炎OD值最高1.4，尿液pH值5時OD值 1.3次之。推斷腎結石主因與管壁發炎最密切，其次是pH值變化，偏酸與過鹼皆易產生結晶。最後以自製的結石抑制劑比較傳統C6H5K3O7(檸檬酸鉀) 抑制劑，本研究抑制劑OD值呈現較佳抑制效果。

從試驗中得知毛氈苔可以消化分解酵母菌，同時發現不同品種的毛氈苔會有不同的捕食行為：圓葉毛氈苔的外腺毛彎曲將酵母菌移入葉片中心並進行消化；寬葉毛氈苔在彎曲過程中會做一次折返。毛氈苔的黏液皆可抑制酵母菌的發酵，並使用3D列印自製與改良儀器，來量化其抑制酵母菌發酵能力的差異。此抑制能力來自黏液裡的消化酶，發現外腺毛黏液的抑制效果優於內腺毛。利用酵母菌被消化後所釋出成分的模型，將實驗數據逐一歸納出誘發腺毛彎曲的物質是磷酸根、鈉離子、銨根與幾丁質，且以磷酸根為主要物質並會產生彎曲訊息傳遞現象。最後解釋為何寬葉毛氈苔的外腺毛在彎曲過程中會一次折返：不同品種的毛氈苔誘發其腺毛彎曲的物質與所需濃度是有差異的。

高基氏體為細胞內重要的胞器，可加工修飾蛋白質並運輸胞囊。我們利用螢光染色法觀察三種不同物種的細胞，高基氏體顯著地聚集在細胞一側。細胞分裂時如何平均分配高基氏體給子細胞？實驗利用基因重組轉殖螢光蛋白標記中心體、微管、內質網、粒線體，發現只有中心體與其延伸的微管會與高基氏體顯著地聚集在同一側，而破壞掉中心體延伸出的微管會使高基氏體無法聚集，由此可推測細胞利用中心體延伸的微管來聚集高基氏體。我們還發現細胞分裂時，高基氏體會先分散到細胞質各處，細胞分裂後再聚集到中心體周遭。在拍攝活細胞細胞分裂的實驗中，顯示中心體會藉由微管聚集高基氏體，以重新排列微管的方式來牽動平均分配高基氏體至兩側。本實驗確認高基氏體的位置與微管、中心體移動有高度相關。高基氏體移動並聚集一側有助於建立細胞極性，這與物質運送分泌、細胞爬行皆有關聯。

利用桌面曲棍球的玩具，啟發本組做出能讓建築物漂浮減震的設計，並使用樂高EV3教育模組設計實驗來探討其中影響減震效果的變因。本組發現：只要在建築物底部兩個介面中充入空氣形成「空氣墊」，就可以減少摩擦力而達到減震的效果，另外也發現，讓建築物懸浮的空氣墊氣壓越大、底面積越大、重量越輕、接觸底面越光滑、及在高頻的地震下，其減震的效果越好。此外，為了減少因為減震產生的建築物滑動而超過原本建築物設計活動的範圍，使用此隔震設計的建築物也需要設計使用阻尼或避震墊在建築物的周邊，以避免滑動時撞壞建築物。最後希望提出此創意的隔震設計讓業界有不同的思考及靈感，做出將來更好的建築物避震設計，讓人們可永久免於地震的傷害。

線蚓(Enchytraeus sp.)與蚯蚓同屬於環節動物門，具有很強的再生能力。Hedgehog(Hh)基因在兩側對稱動物中對體節發育有重要的調控作用，而先前研究中已發現線蚓體內的Hh基因序列，所以本研究希望利用調控線蚓體內Hh基因的表現，探討Hh基因在環節動物生長與再生中的功能。 本實驗首次嘗試將RNAi技術應用在線蚓上。將線蚓浸泡在含有Enc-Hh的dsRNA溶液中以操作RNAi。利用免疫螢光染色法發現Hh基因受到抑制後，線蚓新生體節神經的連接不完整，顯示Hh基因與神經發育有相關性。由於線蚓快速的再生速度、飼養容易、構造簡單及身體透明且方便染色觀察，透過線蚓RNAi技術的建立，除了能進一步探討Hh基因功能外，也希望提供再生研究時的另一種選擇方式。

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。

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。