2022年

塑膠對環境危害甚深，雖已有研究證實部分昆蟲可降解塑膠類的聚苯乙烯（PS），但關於聚丙烯（PP）的生物降解研究很少，也沒有進一步透過腸道菌相分析，鑑定出負責降解的菌種。因此我們希望利用麵包蟲生物降解PP，透過16S rRNA定序分析找出可降解PP的潛力菌種，解決塑膠垃圾對環境造成的傷害。我們的實驗結果顯示，麵包蟲能攝食PP並生長，且加入濕料及利用糞便移植腸道菌相能增加麵包蟲對PP的消耗量，證明麵包蟲能攝食PP與腸道菌相有關。利用次世代基因定序分析腸道菌相，麵包蟲攝食PP後腸道菌相有極為顯著的變化，其中腸道菌Pseudomonas stutzeri顯著增多，經實驗證實此菌可降解PP，且在37oC、中性環境的降解效果較佳，一星期約降解3.4 %的PP。我們所使用的方法可快速篩選出能降解PP的菌種。

本研究由文獻[1]的一道題目進行發想。題目是給定正方形ABCD，E在¯AB上，E^'在¯BC上，且¯BE=¯(CE^' )。若¯DE交對角線¯AC於P且¯(DE^' )交對角線¯AC於Q，則存在點R，使得¯AP=¯PR，¯CQ=¯QR，則∠PRQ=60^∘。我們改變正方形這個條件，考慮等長線段的特徵，再推廣到菱形。並在矩形與平行四邊形中，將「等長線段」這個條件改為「等比例線段」討論其保角特徵。最後將上述性質推廣到空間中的正方形、菱形、矩形與平行四邊形。 我們證明不論 點的位置在¯AB線段的何處，∠PRQ恆為60^∘。我們也發現在平面上R點的可能位置有兩個，且滿足R點的軌跡正好是1/3圓弧，且此圓弧只與對角線長有關。在空間中，E點固定時，R點的位置在一個圓上，隨著E點在¯AB線段移動。此時R點軌跡是1/3圓弧繞此圓弧所在的弦旋轉360^∘所在曲面，此曲面也只與對角線長有關。

多重抗藥性（MDR）細菌已經在全世界的範圍內成為了一個重大威脅，而像是多重抗藥性的綠膿桿菌就是其中一種對大多數療法有抵抗力的病原體。在目前的治療方案無效之前，有必要開發出一種新型機制的抗生素能夠作為對抗的手段。我們通過電腦虛擬篩選的方式，並用一個脂多糖脂質A (LipidA)生合成路徑的關鍵蛋白，LpxC，作為篩選的對象。在我們的第一次預測中，ZINC000001587011 (brequinar) 具有較低的結合能和較高的生物利用度。但由於其較高的cLogP值，使我們對其進行了官能團修飾，以期能有所改善。最後，我們在所有衍生物中找到了N11，有最大的潛力能做為抗綠膿桿菌的藥物前驅物。

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。

由於台灣汽、機車數量逐年攀升，且人口密度高、道路窄小和停車位不足，使得人、車爭道和兩車併排等現象層出不窮，導致汽車駕駛人或乘客在開啟車門時，未注意後方來車造成碰撞的傷亡事故屢屢發生。有鑑於開啟車門不當事故頻繁，本研究提出一個基於達靈頓電路（Darlington Circuit）的快速且成本低之車門開啟預警系統，當汽車駕駛人或乘客碰觸車門內把手內側的軟式觸控薄膜開關時，系統即會啟動欲開啟車門側的門外警示燈和車後方向燈光閃爍，以提早預警行人或機車騎士，同時，汽車A柱內的警示燈、蜂鳴器會同步閃爍和鳴響，以提醒汽車駕駛人或乘客注意後方車輛避免碰撞，保障用路人安全。

將鋼球放入一個鉛直站立的圓環凹槽內，當圓環由靜止開始轉動的過程中，鋼球沿著圓環向上運動，經過我們設計並改良的實驗架設，製作出穩定的實驗裝置進行量測，探討各種變因對鋼球運動的影響，並彙整出鋼球運動的幾個階段，進行理論建模與實驗數據的比較分析；我們參考幾篇論文嘗試在理論建模的方程式逐步加入模擬修正，從最單純的質點運動方程式逐步考慮旋轉、搖晃、阻力、鋼球體積等等，比較理論模擬結果與實驗數據的差異，也驗證了一些論文中缺乏實驗驗證的理論計算之正確性。

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。

本研究探討改善冬季養殖廢水中亞硝酸降解不良的問題。潘朵拉菌Pantoea sp.可在冬天生長並降解水體亞硝酸，不同於其他菌其在低溫時生長較好但降解較差，顯示兩者非正相關。進一步得知溫度會影響Pantoea sp.細胞內代謝機制，也發現氨濃度降低時降解能力上升，西方墨點法及酵素活性實驗得知MDH表現量和活性在低溫較高。水體中添加葡萄糖可使冬季亞硝酸降解能力提升6倍，且不影響其生長，與文獻添加碳源會促進益生菌生長不同。比較各式糖類後得知單醣和雙醣皆可提升降解能力，其中單醣較雙醣好，且此做法適用各鹽度環境，而碳源可提升降解能力，推測因其影響細胞內TCA cycle運作。最後實際到戶外採集養殖池水研究，結果顯示成本低的擴培方式可有效降解亞硝酸，對改善台灣冬季養殖廢水水質有高度應用價值。

上皮細胞黏附因子 (EpCAM)參與了細胞的黏附、信息傳遞、增殖及分化等功能，並在惡性腫瘤組織中大量表達，被當作各種癌症的診斷標誌物，因此被認為是治療癌症的重要關鍵。另外近期研發的抗EpCAM中和性抗體被認為能抑制EpCAM的訊息傳遞，導致腫瘤細胞的死亡，也可以降低癌細胞中PD-L1蛋白的表現，進而導致腫瘤細胞死亡及活化T細胞殺死癌細胞的能力。 為了觀察EpCAM是否會對癌細胞造成影響，我們將癌細胞分成野生型 (wild type)以及EpCAM基因剔除細胞株，並以Western blotting及qRT-PCR確認實驗組的EpCAM基因有確實被成功剔除。進一步利用細胞存活率及細胞群落實驗證實EpCAM會促進大腸直腸癌細胞增生，並以抑制劑DAPT和TAPI-1處理證實EpCAM訊息傳遞會增加癌細胞轉移與侵入能力。接著為了驗證EpCAM中和性抗體的作用，我們用EpCAM中和性抗體處理癌細胞後，由細胞凋亡實驗確認EpCAM中和性抗體確實會促使癌細胞凋亡。我們的研究結果顯示EpCAM的訊息傳遞會促進腫瘤增生與轉移，而EpCAM中和性抗體於癌症治療中的高度前瞻性，期許將來能在癌症治療中提供一個可行有效的療法。

先前有許多人探討了坐標平面上格點正方形、格點直角三角形的性質，卻沒有人用數學的方式將此主題推廣到各種多邊形，格點多邊形性質便一直被歸類於資訊研究，目標變為預測當邊數很多或範圍很大時的估計值，因此本研究的目的在於用數學化的方式探討在坐標平面上每個頂點坐標皆為整數的多邊形性質，並推導出能算出精確值的通解。 本文探討的多邊形包含了凹多邊形及凸多邊形，研究者提出繪製格點多邊形的「迂迴作圖法」並成功推導出格點多邊形的範圍條件、範圍內最多邊的格點多邊形邊數、面積極值、周長極值的通解，並找出了部分多邊形的周長極大值與個數。運用本研究的結果，將有助於在有限區域或空間中依照特定規律設計最大路徑，例如遊樂場的迷宮與雲霄飛車軌道。