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發展奈米探針用以快速和專一性純化硫基亞硝基化胜肽

一氧化氮分子藉由與半胱胺酸上的硫基形成可逆共價鍵結，可調節蛋白質的活性和功能進而影響多種生理機制。本論文的目標是發展便捷的方式從複雜樣品中純化硫基亞硝基胜肽。我們將文獻中兩種硫酯基磷探針與兩種固相載體磁性奈米粒子及珠狀瓊脂糖結合，經由追蹤式還原接合亞硝基化硫基反應，將一級RSNO轉換成相對穩定的雙硫鍵產物，應用於純化和鑑定RSNOs。將亞硝基化標準胜肽PTP1B與BSA複雜樣品混合後，探針可成功的純化出PTP1B，並得知珠狀瓊脂糖在複雜樣品中能夠減少分專一性吸附。使用2nd_TEP@agarose探針，已成功從COS-7細胞間質液中純化出能被亞硝基化的胜肽。硫酯基磷探針在研究亞硝基化蛋白上具有極大的潛力，因此我們接著改變探針結構，合成出另一種硫酯基磷探針，探討結構對RSNO反應性的影響。

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壹、雙茚基稠合二苄環庚烯為骨架的掌性螺旋烯光學開關之研究 貳、以二苄環庚烯為骨架之富勒烯衍生物於有機太陽能電池之應用

我們成功的合成出上盤結構為二苄環庚烯 (DBS) 並在2,3號及7,8號碳位置稠合茚基，下盤結構為薄荷醇衍生物之掌性輔助基的螺旋烯化合物12；當以環己烷為溶劑時，利用波長282 nm的光照射時，會得到 (P)-12/(M)-12的比例接近41:59，將 (M)-12摻入向列相液晶分子8OCB，照光後螺旋扭張力由+7.21μm-1變為+6.83μm-1，(P)-12摻入向列相液晶分子8OCB，照光後螺旋扭張力由-8.13μm-1變為+3.75μm-1。 我們也以二苄環庚烯為骨架合成出富勒烯衍生物18，接著分別在二苄環庚烯的3號和7號位置引入4-己氧基苯基及5-己基噻吩合成出富勒烯衍生物21和28，以芴為骨架並在2號和7號位置引入4-己氧基苯基合成富勒烯衍生物24；將這一系列的富勒烯衍生物的元件效率在AM 1.5標準太陽光照射下，以化合物21可得到最大的元件效率2.03% (Voc = 0.68 V, Jsc = -6.10 mA/cm2, FF = 49%)。

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誘導式自組裝生成C4-對稱之氧釩四聚簇狀體應用於篩選金屬陽離子之螢光感測器

基於本實驗室開發之氧釩四聚簇狀體對於不同陽離子具有不同的選擇性，藉由將單體氧釩錯合物之亞柳胺基酸模板上C(5) 位置換上螢光團，使氧釩四聚簇狀體能夠做為陽離子螢光感測器。 於實驗結果中，我們成功的合成出鉗合鈉、鉀離子的四聚簇狀體，並能夠將其置換為銀、汞及鉛離子，對重金屬離子的選擇性為Hg2+ > Ag+ >> Pb2+。光物理性質方面，各類四聚簇狀體的紫外光-可見光光譜並沒有太大的改變，在螢光光譜中可發現放光波長沒有明顯變化，但是鉗合重金屬之四聚簇狀體於550至650 nm 間的螢光強度較鉗合鹼金屬之四聚簇狀體強，其中以8-Hg螢光的增強幅度最大。經由理論計算結果佐證，我們推測由於汞離子的路易士酸性強度最強，能夠有效的增加予體-受體系統的電子轉移，使其螢光強度有顯著的提升。綜合各種結果可以發現，此類型四聚簇狀體結構對於汞離子有很好的選擇性，且與汞離子作用後，螢光增強的幅度最大。

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異配基中性釕金屬光敏染料合成 與染敏太陽能電池試製

在本論文中，藉由不同染料分子設計並搭配太陽電池元件上最佳化，期許能獲得高效率染料敏化太陽能電池，研究主題主要分為以下兩部分: 第一部分合成出一系列以 TF-21 為基礎，將中心 pyridyl 改成 pyrimidyl，其2,6號位置分別為 phenyl 衍生物及 azolate 的三牙配位基。並將其修飾延伸共軛官能團 thiophene 和 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT)，將此系列 1a ~ 1d 與已發表的 TF-21 作對照，進行一系列染料的電化學、光物理及元件特性的相關探討及比較，並觀察到當增加高陰電性氮原子在芳香族雜環上時，吸收光譜在長波長 MLCT 處吸收峰變得較寬；而HOMO軌域也會被拉低，使氧化電位變得更加正值。相較於 TF-21 效率為5.26%，此系列染料 1d 效率可達7.68%。 另一部分則以 TFRS-51 為基礎，在 isoquinoline 上5號位、6號位以及5, 7號位進行官能基修飾，不同於以往以 thiophene 修飾達到延伸共軛效果，而使用更具有推電子性質的 diphenylamine 及 indoline 官能基。發現由於在不同位置修飾所造成的立體障礙差異會反應在吸收光譜、氧化電位、吸附量以及元件參數表現上。可得知在5號位上進行官能基修飾可以適當地利用其立體障礙而降低 charge recombination 的發生，達到較高的開路電壓850 mV，η = 9.63%。而在6號位上做推電子基修飾能夠有效將中心金屬 t2g 軌域推高，也因為較好的平面性使吸收光譜有較高的吸光係數表現，但由於吸附時易發生堆疊現象造成光電流的損失，以及立體障礙不足的原因造成 charge recombination，而使短路電流及開路電壓皆下降，η = 8.14%。當5,7號位置皆修飾上推電子官能團時，會造成染料分子體積過大使得吸附量下降，雖然有足夠的立體障礙阻止 charge recombination 發生而提升開路電壓至860 mV，但是在光電流下降的情形下，效率也只能維持在8.28%。綜合以上結果，選擇在效率表現較好的5號位進行更強推電子基 indoline 的修飾，中心金屬 t2g 軌域因此被推高；而 indoline 因有較多 fused 環狀結構使得平面性較 diphenylamine 佳，使得吸光係數有些微增加；但也因此無法有效阻止 charge recombination 而使開路電壓下降，效率仍維持在9.59%。 希望能藉由這些染料分子設計的變化所得到之結果，提供未來在染料設計上的方向，並且在延伸染料共軛平面性及增加立體障礙兩項因素所造成的 Jsc 與 Voc 權衡 (trade-off) 效應做適當的評估。

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Zanamivir衍生物作為流感病毒抑制劑之開發及氟標記結合化學酶合成寡醣的研究與探討

流感病毒經由呼吸道造成嚴重的感染，導致流感疾病的大流行。在病毒感染宿主免疫系統時，病毒上的凝血素及神經胺酸水解酶，為兩個最重要抗原。近年來，禽流感的爆發以及發現對常用藥物產生抗藥性的病毒層出不窮，設計及合成神經胺酸水解酶抑制劑是一個迫切的研究方向。在本論文中，共合成約40個瑞樂沙衍生物，並針對禽流感病毒H1N1及H3N2兩種亞型進行抑制活性測試。其中，針對屬於第一基團的神經胺酸水解酶，含有疏水性的萘環基團瑞樂沙衍生物3j，展現最佳的抑制活性IC50為20 nM；在本論文中，醯基胍類的瑞樂沙衍生物對禽流感病毒H1N1及H3N2兩種亞型的抑制活性皆屬於奈米濃度。利用所延伸的醯基可與胺基酸E119及D151產生重要的氫鍵鍵結；此外，疏水性基團也可能與鄰近的活性中心-150 cavity產生作用力。在本論文的研究結果可提供幫助，發展更多具潛力的神經胺酸水解酶抑制劑。 論文的第二部分為氟標記結合化學酵素合成寡醣的研究與探討。酵素合成法適合複雜的寡醣體之合成，但在純化上有時懭時費日，且導致低產率的結果。因此，為了有效免除複雜醣體的費時費力的純化過程，綜合可行且簡單有效的純化方法是渴望的研究發展重點。為達到這目的，在本論文中，結合氟標記在醣體化合物的還原端，對於高極性的碳水化合物發展一個新穎的純化方式；成功的合成且純化得到四醣體-Sialyl Lewis X及聚N-乙醯基乳醣胺。首先，以化學合成法將氟標記掛於N-乙醯葡萄糖胺，接著利用酵素合成法，結合磷酸葡萄糖胸苷轉移酶、N-乙醯基己胺糖轉移酶、β-1,3-乙醯葡萄糖胺轉移酶、β-1,4-半乳糖轉移酶、α-1,4-半乳糖轉移酶、α-2,3-唾液酸轉移酶及α-1,3-岩藻糖轉移酶，在非還原端延伸醣鏈長度。因此，藉由氟標記，可發展多樣性的醣類分子庫。

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在不同pH值下細菌視紫質光迴圈反應M態生成量子產率的激發波長相依性

細菌視紫質是一種光合成蛋白，鑲嵌於嗜鹽古細菌H. salinarium的細胞膜，受到可見光的激發後在細胞膜內外兩側產生質子濃度梯度，作為合成ATP的化學勢位。細菌視紫質的光迴圈反應過程會產生一系列可利用可見光吸收的特徵峰區別出的中間態，如K、L、M、N和O，其中M態的生成被認為是質子化席夫鹼去質子化並將質子傳遞給反離子Asp-85的過程。在過去已有不少文獻研究細菌視紫質光迴圈反應的量子產率，但鮮少研究其與激發波長的相依性。本篇論文中將利用可調變波長雷射光以及瞬態可見光吸收光譜技術搭配即時的能量偵測，探討在不同pH值下，細菌視紫質光迴圈反應M態量子產率與激發波長的相依性。 激發波長在500 nm至600 nm間，M態量子產率不隨著激發波長的改變產生明顯變化，相對地，在600 nm以上，量子產率隨著激發波長的增加而減少，這可能是在視黃醛激發態的位能曲面上存在著一個約1 kcal mol-1的位能障礙在弗蘭克-康登範圍與朗道-齊納跨越範圍之間所導致，隨著激發能量下降，跨越位能障礙的速率降低使視黃醛異構化的量子產率下降，進而使後續的M態量子產率減少。而在激發波長小於500 nm的範圍，M態量子產率則隨著激發波長的縮小而減少，這可能是由於視黃醛吸收較高能量光子後產生振動熱激發態而與不參與異構化的振動模式偶合，因而使視黃醛異構化的量子產率下降，進而使後續M態量子產率減少。另外，隨著pH值的降低，細菌視紫質的可見光吸收光譜產生紅位移，這被認為是藍膜的生成。吾人發現相對於紫膜，藍膜具有較低的M態生成效率，這可能是由於Asp-85質子化使視黃醛的激發態位能曲面發生改變，進而使異構化後續的M態量子產率減少。

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食品中多重重金屬的微量分析

食物是人類攝取必需微量元素以及有毒元素的主要來源，本研究利用微波消化系統結合感應耦合電漿質譜儀(ICP-MS)應用於稻米中重金屬的總量分析研究，針對多重元素(As, Hg, Pb, Cd, Cu, Cr, Ni, Zn, Se, Al, In, Ga, Mo, W)進行微波消化以及ICP-MS的參數最適化評估。經實驗後選用6 mL conc.HNO3以及3 mL 30%(v/v)H2O2之混合溶液作為最佳消化溶液，於110 ℃的消化溫度下進行消化10分鐘，再根據不同之金屬元素選擇不同之上機模式進行偵測，經NIST標準品進行方法確效得回收率介於80~120 %間，並使用Top-down approach評估此方法之量測不確定度，介於0.08-5.08 mg/kg的範圍內。 本研究收集來自全台75件白米樣品、25種魚類樣品以及42件豬肉樣品，進行現況樣品調查以及我國成年人及國小學童之週/日/月攝入量之評估。由數據結果顯示，75件白米樣品皆符合我國食品藥物管理署(食藥署)針對重金屬鉛、鎘、汞的規範；25種魚類樣品中濃度較高的砷及汞則需進一步建立物種分析方法以確認其中毒性較高之無機砷以及甲基汞的濃度；42件豬肉樣品則是都符合了食藥署針對可食用性家畜類內臟重金屬之規範。攝入量評估方面，我國國小學童各元素之週/日/月攝取量皆符合聯合國糧農組織以及世界衛生組織所制定之規範；成年人則是砷和汞有超標的情形。

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利用電子自旋共振光譜探究侷限效應對生物分子之動態結構的影響

近年來，為了研究生物分子真實的結構與構型變化，侷限效應逐漸受到重視。奈米尺寸的逆微胞與孔洞材料其共同特性包括熱穩定性高，可調變之尺度廣，容易形成均勻度高且大小一致的侷限空間，使之運用於研究侷限效應更具潛力。本研究利用定位自旋標記－電子自旋技術(SDSL-EPR)觀測Tempol以及生物分子Bcl-2-associated X protein(Bax)、T4溶菌酶(T4L)置入逆微胞與孔洞材料中之分子運動特性，並與ㄧ般溶液做比較，希望能具體描述奈米侷限效應對於生物分子之影響。 　　利用連續波長與脈衝式電子自旋共振光譜(Cw/pulse ESR)進行研究，發現生物分子於逆微胞與孔洞材料中，均會造成分子運動速度減緩，代表兩者的確可產生侷限效果；但以結構分析來說，相較於一般純粹溶液，逆微胞中的Bax、孔洞材料中的T4L皆會產生結構遭受擾動的結果；進一步研究帶有標記之分子，一般純粹溶液中的水分子在低溫下會產生結冰的狀態(分子有明顯聚集情況)，而在逆微胞與孔洞材料中於低溫下會維持無定型狀態(glassy amorphous state)。另一方面，加入海藻糖(trehalose)於逆微胞水相中希望能使水相擁擠並加強侷限效應，實驗結果發現加強效果不甚明顯；文獻中曾提到，trehalose會聚集在逆微胞極性部分的位置，因此利用自旋標記脂質研究trehalose與逆微胞壁上的作用力，發現使用Tempo PC以及5-PC均無法得到與文獻相同的資訊，因此驗證文獻之結果需待進一步的深入探究。 　　本研究發現，逆微胞與孔洞材料對於研究侷限效應不全是正面的效果，逆微胞與蛋白質之間的靜電吸引力、蛋白質的選擇(等電位點之考慮)、孔洞材料大小與蛋白質大小關係可能是使用逆微胞與孔洞材料研究侷限效應之額外考量，而這些推測急待後續研究來證實。

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利用拉曼和表面增強拉曼光譜技術研究三核金屬串錯合物：四-(二-2-吡啶胺基)化三釕(雙軸向配位基：雙氰基、雙氯基)之結構

本論文主要研究三核釕金屬串錯合物 Ru3(dpa)4Cl2 ( dpa = anion of di(2-pyridyl)amine )、 [Ru3(dpa)4Cl2]+(PF6)-、[Ru3(dpa)4Cl2]2+(PF6)22-、Ru3(dpa)4(CN)2與[Ru3(dpa)4(CN)2]+(PF6)-分子的振動頻率及結構。我們利用兩種激發光源( 633、532 nm )及高解析拉曼光譜系統，測量了三核釕金屬串錯合物的拉曼與表面增強拉曼光譜( SERS, 633 nm激發 ) ，配合紅外光譜與理論計算結果，進行三核釕金屬串錯合物的振動模式指認。指認的策略，主要透過不同氧化態與軸向配位基錯合物光譜間之交叉比對及錯合物與非軸向配位基( dpa- )之間的光譜比對，輔以D4點群處理X-Ru-Ru-Ru-X與Ru-N伸縮振動得到不可約表徵，預測譜帶個數；我們也參考Ru2的文獻，得知[Ru2]4+與[Ru2]5+中Ru-Ru伸縮振動頻率的位置及Ru-Ru鍵長，比對Ru2Ni(dpa)4Cl2之實驗結果，並觀察三核釕金屬串錯合物有無相對應的譜帶，來輔助光譜的指認。在Ru3(dpa)4Cl2中，指認釕-釕金屬間對稱伸縮振動頻率為320 cm-1，金屬間非對稱伸縮振動頻率為323 cm-1，而[Ru3(dpa)4Cl2]+及[Ru3(dpa)4Cl2]2+釕-釕金屬伸縮振動的譜峰位置與Ru3(dpa)4Cl2並無明顯差異；Ru3(dpa)4(CN)2與[Ru3(dpa)4(CN)2]+則在拉曼光譜及紅外光譜分別觀察到280 與 302 cm-1譜帶，並指認為釕-釕金屬間對稱與非對稱伸縮振動，而Ru-C對稱與非對稱伸縮振動的譜峰位置分別在380 與 386 cm-1。最後，在金屬對應性價數與鍵序對應拉曼譜峰位置的結果，中性錯合物的三個釕離子皆為+2價，依陰電度差異，+1價氧化態錯合物dpa-中心之N之陰電度最高，因此中心的釕離子應為+3價，+2價氧化態錯合物端點其中一個釕離子為+3價，中心釕離子為+3價，但由Ru3(dpa)4Cl2拉曼光譜上1018 cm-1，譜寬為19 cm-1之breathing mode並無明顯分裂，但紅外光譜上740/748 cm-1譜峰是分裂的，在+1價及+2價氧化態錯合物觀測到一樣的情形；因此從拉曼及紅外光譜得知兩個吡啶基 ( pyridyl ) 應該是相似的；而吾人之實驗樣品釕-釕金屬鍵序預期為1.5，釕-釕金屬伸縮振動的譜峰位置在320 cm-1，與鍵序為2.5之Ru2釕-釕金屬伸縮振動譜峰327 cm-1比較，位置是相近的。

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Synthetic studies on functionalized chiral cyclopentanones

本論文中，我們將著重於運用異原子引導共軛加成與環化反應(HADCAC)來建構前列腺素E2的不對稱環戊酮骨架。其設計的合成路徑裡包含: (1)化合物107和96運用埃文斯羥醛不對稱反應來建構(R)立體結構的化合物(R)-109。 (2)運用改良的毛思迪方法確認化合物(R)-109中醇基的絕對組態。 (3)化合物(R)-109與鋰正辛炔進行異原子引導共軛加成與環化反應得到環戊酮(R)-112，但與烯基親核試劑卻無法建構環戊酮。(4) 為改善異原子引導共軛加成與環化反應，化合物(R)-109由取代反應獲得溫勒伯醯胺(R)-129。 (5)溫勒伯醯胺(R)-129與正辛烯鋅酸鋰鹽進行異原子引導共軛加成與環化反應可得到環戊酮(R)-127。