• 學位論文

氮化鎵在DNA感測上之應用

氮化鎵，它是一種重要的光電材料，這是因為其為直接寬能隙(3.4eV)的半導體材料。最近它有許多在感測器上的應用，例如: 高功率場效應晶體管和微電子裝置。然而三族氮化物具有化性不活潑且生物相容性已經被大家所知道，所以這樣的特性可以運用在三族氮化物半導體為基礎的生物感測器。在本論文中，為了建構氮化鎵去氧核醣核酸感測器，我們將已經矽氧烷化之氮化鎵表面藉由雙硫鍵與末端硫化的寡核酸鍵結 。進而從接觸角的量測、原子力顯微鏡、x光光電子能譜術、共軛焦光學顯微鏡、高解析穿透式電子顯微鏡等分析技術可以確認DNA分子可以藉由共價鍵的方式固定到氮化鎵表面。由電化學阻抗的分析，可以證明DNA分子固定到氮化鎵表面並且可以辨別出單股DNA和雙股DNA之間的差異。從螢光光譜(PL)分析，可觀測到當雙股DNA鍵結到單股DNA修飾的氮化鎵表面時會有螢光熄滅的現象產生。這意味著氮化鎵同時具有電化學以及光學上DNA的感測特性，相較於氮化鎵薄膜，氮化鎵奈米線具有較高的偵測靈敏度，適於未來之生物感測之應用。

• 學位論文

壹、利用氧金屬催化醣類三芳香基甲基醚之 還原性去保護及官能化之研究 貳、利用氧金屬催化醣類半縮醛生成之研究

由於醯氧金屬同時具有路易士酸及路易士鹼的特性下，我們實驗室自行開發之三氟甲基磺酸氧釩錯合物 VO(OTf)2 ，結合本實驗室目前對催化親核性醯基取代反應 ( Catalytic Nucleophilic Substitution Reaction ) 的研究成果，對醣類三芳香基甲基醚的去保護反應及同時引入一個新的官能基反應，進行研究討論。在詳讀實驗室學長姐的研究後，我們決定以 VO(OTf)2 及 MoO2Cl2 此二氧金屬作為我們反應系統的催化劑。利用此二氧金屬進行這類型的催化反應時，除了改善了傳統方法的嚴苛反應條件外，我們已經能夠得到相當優異的結果，不僅反應條件溫和，反應的效率也相當地高。此外我們在醣類解三芳香基甲基醚的研究中，可選擇以不同的方式得到不同的產物，畢竟在醣類化學的領域中，六號位置是反應活性較大的一級醇類，可視實際需要選擇得到醇類或都是不同官能化保護之酯類。如此一來，更有利於將此反應系統推廣至更多不同的應用領域，如寡去氧該醣核酸 ( oligodeoxynucleoside ) 及寡胜太 ( oligopeptides ) 之固相合成 ( solid state synthesis ) 技術等更具實用價值的應用。

• 學位論文

藉由化學氣相沈積法合成可控制生長的氮化鋁奈米棒陣列

我們發展一個新的方法利用化學氣相沉積法生長大區域和高密度氮化鋁奈米棒陣列。氮化鋁的成長機制為兩階段生長，第一階段為沉積氮化鋁薄膜，緊接著氮化鋁奈米棒陣列生長在薄膜上。由掃描式電子顯微鏡可知生長在矽晶片上的氮化鋁奈米棒平均直徑為40-50奈米而長度約0.5-1.0微米。由X-ray繞射儀及高解析穿透式電子顯微鏡的鑑定，可知大部分的氮化鋁奈米棒均為wurtzite 的單晶結構，且晶體的成長方向為[001]。拉曼光譜對於氮化鋁的研究，顯示角峰的位置在616，653，672 cm-1為氮化鋁烏采結構的A1(TO) 、E2(high)、 E1(TO)震動模式。藉由高密度的製造方式我們可以研究氮化鋁奈米棒陣列在一維奈米材料的基本物理化學性質。而且相信這個生長方法可以應用在合成其他三-五族半導體奈米棒陣列。

• 學位論文

毛細管電泳-不均勻電場效應輔助線上掃集法/紫光LED誘導螢光偵測法對尿液中多巴胺及正腎上腺素之分析研究

毛細管電泳-不均勻電場效應輔助線上掃集法第一次被提出並且與一般的掃集法在靈敏度上以及分離效果作比較。本實驗選擇的分析物是經由NDA (naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde) 螢光標識試劑衍生後的多巴胺以及正腎上腺素。在使用一般的掃集法技術下，當毛細管的進樣長度為30 cm (大約佔毛細管總長的1/3) 時，此時的分離度僅有1.5；然而當使用不均勻電場效應輔助線上掃集法時，分離度可以很明顯的增加到9.2。另外在偵測靈敏度上，以紫光/發光二極體 (發光功率大約2mW) 為螢光激發光源時，對於多巴胺衍生物其偵測極限大約是10-9 M，與使用一般的掃集法的偵測極限相近，因為此時的進樣量是相同的。除此之外，這個技術對於偵測尿液中低濃度的多巴胺也提供了足夠的靈敏度以及分離效果。

• 學位論文

利用Baylis-Hillman反應產物製備??類化合物以及利用自由基反應製備乙烯硫化物

• 學位論文

封裝動物膠與生物分子於二氧化矽奈米管作為生物分子傳輸與釋放的應用

近年來，許多將無機奈米結構與生物系統相連的材料已陸續應用於生物醫學領域。二氧化矽奈米管由於具有特殊中空結構，加上用模版方法可以很容易的大量合成等優點。所以在本篇論文中，我們選用二氧化矽奈米管作為傳輸生物分子的材料，利用動物膠的溶膠-凝膠溶液與生物分子充分均勻混和之後，封裝進入二氧化矽奈米管內，再將此二氧化矽奈米管送入細胞體內，觀察其生物分子的釋放效率與釋放時間。為了確定二氧化矽奈米管確實進入細胞，我們選用的生物分子是接有染劑(Cy3)的免疫血球蛋白(IgG)，為了確定二氧化矽奈米管內的動物膠確實能釋放出生物分子，我們選用綠色螢光蛋白(GFP)的DNA，藉由細胞螢光蛋白的表現來證明封裝動物膠於二氧化矽奈米管內，確實能達到釋放生物分子的效果。

• 學位論文

無機氣體表面聲波感測器研製與應用

本研究中研製一多頻道氣體表面聲波感測器(surface acoustic wave sensor, SAW)以偵測空氣中二氧化氮(nitrogen dioxide, NO2)及一氧化碳(carbon monoxide, CO)，在表面聲波晶片上塗佈Ru3+/ cryptand[2,2]與Zn2+/ cryptand[2,2]辨識膜分別對NO2及CO作感測，本研究發現待測氣體與塗佈物間吸附現象為物理吸附，可反覆使用具良好再現性，並且使用壽命超過一個月；由氣體濃度效應研究中發現，本研究研製的表面聲波感測器頻率訊號與CO及NO2濃度皆有良好的線性關係，其中Ru3+/ crypatnd[2,2]及Zn2+/ cryptand[2,2]偵測NO2及CO的偵測下限分別為0.176與0.699 ppm，皆低於恕限量及排放標準。本研究亦探討環境溫度和濕度對表面聲波感測器的影響，各種空氣中有機揮發污染物對表面聲波感測器偵測NO2與CO可能造成的干擾亦被探討。 本研究亦藉由數學統計方法中的主成分分析法(principal component analysis, PCA)來確定本研究所選擇的塗佈物足以分辨NO2及CO，由研究結果顯示在二維的X-Y主成份分數散佈圖(PCA scores plot)，其中NO2與CO各自成群且相互分離即可證明確實足以分辨NO2及CO。另外亦使用類神經網路中監督型倒傳遞神經網路(back propagation network, BPN)來作確認及辨別NO2和CO，倒傳遞神經網路系統亦顯示所選的表面聲波塗佈物Ru3+/ crypatnd[2,2]和Zn2+/ cryptand[2,2]確可分辨NO2及CO作為定性分析，多變項複迴歸分析技術(multivariate multiple regression analysis)亦用來作定量分析。

• 學位論文

中藥材板藍根及大青葉之成分分析與基原辨識

高效液相層析儀（HPLC）為測定中藥指標成分的常用分析工具，而近年來高效液相層析質譜儀（LC-MS）的發展，亦使其在天然藥物分析上逐漸扮演重要角色。本研究利用HPLC配合柱前衍生化方式，分析板藍根及大青葉藥材中的10個胺基酸成分，利用LC-MS偵測10個有機酸類及其他藥理活性成分，並開發一HPLC分析方法，建立各品種之化學指紋圖譜。另外誘導偶合電漿質譜儀（ICP-MS），是目前用於無機元素分析的主要方法，本研究亦利用ICP-MS，對板藍根及大青葉藥材中的水溶性無機元素進行分析，並應用於藥材基原之化學辨識。 本研究分為三個部份，第一部份為藥理活性成分分析，板藍根及大青葉為常用之清熱解毒藥材，而中藥材的清熱解毒功效，主要集中於其活性成分的抗菌及抗內毒素作用，在板藍根及大青葉中以胺基酸類及有機酸類成分為主。胺基酸類採用柱前衍生化方式，以DNFB（2,4-dinitrofluorobenzene）為衍生試劑配合HPLC進行分析，可於60分鐘內成功分離板藍根及大青葉中10種主要的胺基酸成分（Asp, Ser, Glu, Gly, Pro, Arg, γAB, Trp, Val, Tyr ）。有機酸及其他藥理活性成分則以HPLC-MS進行分析，採用SIM模式，可於60分鐘內偵測10種藥理活性成分（adenosine, indican, vanillic acid, syringic acid, anthranilic acid, salicylic acid, benzoic acid, tryptanthrin, indigo, indirubin）。上述分析方法亦使用於板藍根及大青葉加工製品，如板藍根濃縮顆粒及青黛。 第二部份為各品種之指紋圖譜建立，板藍根及大青葉市售品種混雜，除《中華人民共和國藥典》所收載之十字花科植物菘藍（Isatis indigotica Fort.）的根（板藍根）、葉（大青葉），及爵床科植物馬藍（Baphicacanthus cusia Bremek.）的根、莖、根莖（南板藍根）及葉（南板藍葉）外，另有來自豆科野木藍（Indigofera suffruticosa Miller.）、馬鞭草科大青（Clerodendrum cyrtophyllum Turcz.）等數種植物的代用品。本研究開發一HPLC分析方法，以32個吸收峰作為基原辨識的依據，建立化學指紋圖譜。 第三部份為水溶性無機元素分析，利用ICP-MS，進行板藍根及大青葉藥材中水溶性無機元素之定量及半定量分析，並應用於藥材基原之化學辨識。而基原辨識方面，除採人工方式分類外，亦配合使用多變量統計軟體如SPSS、HCE等，進行區別分析、主成分分析及群聚分析，其結果可作為中藥材基原辨識及品質控管的參考。

• 學位論文

奈米、乳霜STS模組教學之成效與科學態度探討

摘要 本研究藉由與學生日常生活有關的社會問題，設計開發兩套STS模組課程：『奈米科技知多少』和『保養聖品-乳霜』，並從蒐集的數據分析此教學策略對於中學生在相關概念、學習興趣方面的成效。另外藉由科學態度量表，分析兩學校學生科學態度分佈情形，且使用偏相關統計法分析學生的科學態度和他們在STS模組教學後的科學概念成績之相關性。 本研究所開發的兩個模組分別於兩所中學（以X學校、Y學校代表）進行教學。『奈米科技知多少』模組研究對象為X學校8年級學生共30名學生。而『保養聖品-乳霜』模組研究對象為Y學校7年級學生共36名，兩校均屬於常態編班。研究結果如下： 1、 在STS教學活動後，學生的知識層面有明顯成長。使用 『奈米科技知多少』 模組之X學校學生其科學概念前、後測分數差異達23.2分；使用 『保養聖品-乳霜』 模組之Y學校學生其科學概念前、後測分數差異達19.1分。而針對平均值差異進行T檢定結果發現均達顯著值(p＜0.05)，說明模組活動對學生知識層面確有影響。 2、 學生在『科學的態度量表』之平均得分主要集中在2-2.5、2.5-3、3-3.5分三個區間，而樣本中科學態度分數極高的（3.5-4分）和極低的（1-1.5分）人數並不多，整體約略呈常態分佈，且超過一半的學生科學態度之平均得分比期望值高。 3、 學生的科學態度和成就測驗成績相關係數達0.543及0.629，顯示均為中度相關。而針對相關性進行T檢定結果達顯著值(p＜0.05)，表示兩者之間確實存在相關性，說明了學生所抱持的科學態度愈正向，多元化的STS模組活動可提供更多機會與環境提升學生的科學概念。 4、 大部分學生對本次教學活動抱持正面態度，包括認為很有趣、多元化的教學方式可以增加學習的興趣。認為模組教學比單純聽老師講解好，也希望下次教師還能使用類似教學模組的方式進行教學。 關鍵字：STS模組、奈米、乳霜、科學概念、科學態度

• 學位論文

以金屬催化合成四氫?喃衍生物