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利用iTRAQ化學標定方法進行乳癌細胞系MCF-7多重抗藥性之差異蛋白質體學分析

@_@乳癌是全世界女性中最常見的癌症類型，在台灣，乳癌為女性癌症的好發率首位，死亡率則位居第四。乳癌荷爾蒙治療是一種具有全身療效而且副作用相對最少的療法，許多荷爾蒙藥物已成功的用於轉移性乳癌或手術後輔助治療上，並且都有優異的療效。本篇研究使用同重元素相對及絕對定量(iTRAQ)的化學標記方法搭配質譜技術，分析乳癌細胞系MCF-7經由乳癌荷爾蒙藥物(Tamoxifen)，以及常搭配的標靶藥物(Everolimus、Palbociclib) 治療後，其蛋白質產生的相對變化量。為了降低樣品的複雜度，iTRAQ標定的胜肽樣品會先經由液相等電聚焦法(sIEF)、鹼性逆相層析法(BRP)、強陽離子交換層析法(SCX)做第一維的分離，再進行奈米級液相層析連接質譜儀進行分析。於三次生物性重複實驗之中，共鑑定到 8855 個蛋白質以及61169個不重複的胜肽，並比較了三種分離方法鑑定結果的正交性與互補性。在Tamoxifen、Everolimus及Palbociclib相對定量出的蛋白質中，分別挑選出了362、339、827個差異蛋白質，並以Metascape網站進行pathway分類比較，主要與beta-oxidation of pristanoyl-CoA, nucleoside phosphate metabolic process, metabolism of lipids有較大的相關性，並從中挑選出幾個蛋白質(Q96B36-2、O95817、P11279-2、O76070、E9PC90、P11279-2)做進一步探討，期望能發現新穎的蛋白質，日後可能做為乳癌荷爾蒙治療及標靶治療的生物標記分子，對乳癌的發病機理和後續臨床疾病之診斷治療提供新的方向。

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有機催化α,β-不飽和醛及2-羥基苯甲醛苯腙製備四取代1,3,4,5-吡唑化合物

本題目為利用有機催化反應，合成四取代1,3,4,5-吡唑化合物。在此反應中，以20 mol% DL-脯胺酸為催化劑，進行巴豆醛及苯腙之 [3+2]-環加成反應，芳香化後得到產物吡唑，產率30-51%。DL-脯胺酸首先活化巴豆醛，生成亞胺離子中間體，與苯腙進行 [3+2]-環化反應，芳香化後，便得到四取代吡唑化合物。

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空間控制的三金屬奈米捕光器合成用於電漿增強的產氫反應

氫是宇宙中含量最多的元素，同時也是能量密度最高且乾淨的能源，因此光催化產氫反應(HER)成為近年來熱門的研究議題，貴金屬奈米材料通常具有優異的催化活性，但高昂的成本限制了其發展，因此低成本、高活性的催化材料開發勢在必行。本實驗利用晶種成長法，以兩種不同的界面活性劑，溴化十六烷基三甲銨(CTAB)與檸檬酸鈉(Na3CA)合成晶種，控制生長條件合成出尺寸相近的金奈米棒(AuNRs)與金奈米雙三角錐(AuNBPs)，再將金奈米棒與金奈米雙三角錐分散於氯化十六烷基三甲銨(CTAC)的環境下，加入硝酸銀(AgNO3)及弱還原劑抗壞血酸(AA)，將銀離子還原在金奈米粒子表面，形成金/銀-核/殼結構，利用賈凡尼置換反應，將鉑與銀進行置換還原至金/銀-核/殼結構表面，合成出三金屬奈米補光器。以TEM圖型研究此奈米結構的變化與差異，吸收光譜的調控可以從可見光到近紅外光的範圍。透過能量色散X射線譜元素面分析確認元素分布情形，以及使用感應偶合電漿質譜儀(ICP-MS)進行元素定量分析。將這三金屬奈米補光器(0.0192毫克的鉑負載量)應用於光催化產氫反應，照光後過電位降低約0.045 V。證明我們的三金屬奈米補光器有優異的光催化活性。

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鹽類濃度對神經退化性疾病相關的 CAG 與 CTG 重複序列之DNA髮夾結構動態轉換的影響

三核苷酸重複序列 (Trinucleotide repeats; TNR) 的不正常擴張會引發多種神經退化性遺傳疾病，其中有許多疾病是由 CAG/CTG 重複序列不正常擴張引起的，例如亨丁頓舞蹈症 (Huntington’s Disease)。由於 TNR 會形成髮夾結構且具有構型間滑動重組的特性，使 DNA 在複製、修復和重組過程中發生錯誤而造成序列擴張。本研究利用單分子螢光共振能量轉移光譜，以氯化鈉濃度為操縱變因，探討奇數重複次數 (CAG)n 與 (CTG)n 序列之動態結構轉換。在低氯化鈉濃度下，可觀察到 (CAG)n 序列傾向形成尾端單組 CAG 序列突出、由四個核苷酸組成環的懸垂髮夾結構，且可能因髮夾結構尾端不穩定而造成其部分打開，但並未觀察到兩端對齊、由三個核苷酸組成環的鈍端髮夾結構。而在較高氯化鈉濃度下，除了使 (CAG)n 序列髮夾結構局部打開之速率常數明顯下降，還出現類似於 (CTG)n 序列之懸垂與鈍端髮夾結構動態結構轉換。我們認為鈉離子可以中和 DNA 磷酸根的負電荷，使鹼基配對作用力更穩定，因此氯化鈉濃度越高，(CAG)n 序列髮夾結構越不容易打開。另外由於 A-A 錯誤配對較 T-T 錯誤配對不穩定，在低氯化鈉濃度下 CAG-CAG 配對無法支撐由三核苷酸組成且較不穩定的環狀結構，因此較不傾向形成鈍端結構，而隨著氯化鈉濃度越高，CAG-CAG 配對穩定性越高，使其有機會生成鈍端結構，因此可觀察到類似於 (CTG)n 序列的動態結構轉換，且在 (CTG)n 序列中亦觀察到當氯化鈉濃度增高，構型間的平衡偏向鈍端結構的現象。因此我們結論 TNR 髮夾結構的莖 (stem) 穩定性可由氯化鈉濃度調控，而影響其動態髮夾構型重組。

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表面電漿共振效應在奈米金銀修飾二氧化矽球之光催化還原二氧化碳研究

由於大氣中的二氧化碳濃度持續升高，進而造成全球暖化和氣候變遷等問題，近年來科學家嘗試使用光催化或電催化等還原方法將二氧化碳轉變成可再利用的能源以解決大氣中二氧化碳過量的問題。本研究選用具有強表面電漿共振效應(LSPR)之金屬元素作為光催化的活性位點，例如金、銀等，進一步探討其對於二氧化碳的光催化還原反應效果。此外，金、銀等過渡金屬元素含有多電子的d軌域，可以幫助穩定CO雙鍵的中間態，提高多電子轉移的機會，進而產生各種多碳產物如乙醛、乙醇等。 為了研究表面電漿共振效應對於光催化反應的影響同時增加有效的催化面積，本研究使用二氧化矽球做為基材，主要是利用Stöber溶膠凝膠法合成，並於其表面生長金銀奈米島狀結構。最後透過還原金屬離子的方式將金屬島狀結構生長於矽球上，改變生長液中所添加的金屬前驅物的量，可以調整島狀結構的間隙大小，並更進一步探討其與光催化還原二氧化碳的關係。最後將乘載好金銀奈米島的粉末樣品照射類太陽光源並連接氣相層析儀可以了解到產物生成速率以及光催化效率和二氧化碳還原產物種類。從結果可知，在長上適量銀的二氧化矽球對乙醇選擇性為54%，乙醛選擇性為34%，且光催化效率是最好為0.0485﹪，但隨著銀的負載量提升，光子效率降低導致還原效率降至0.0295﹪，而觀察到銀奈米島可幫助光催化二氧化碳產物乙醇與乙醛之選擇性提升，之後或許可以使用較大尺寸的矽球使銀島長得更加均勻，增加產物的產率。

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以固相萃取搭配氣相層析質譜法確認罕見遺傳代謝疾病病人之尿液有機酸

代謝是維持人體各項生理機能得以順利運作的基礎，透過比對正常人與患者代謝物種類、濃度的差異，可以作為醫師搭配臨床症狀進行診斷之參考，這也是近年代謝體學蓬勃發展的原因。在遺傳代謝疾病的領域，無法被代謝或異常代謝的產物會在患者體內大量堆積，然而患者在早期通常不會出現明顯臨床症狀，且症狀則與多種疾病雷同，容易造成誤診。如吞嚥困難、肌肉張力異常也是小兒腦性麻痺常見的臨床症狀，嗜睡、嘔吐、抽筋、餵食困難則常見於新生兒敗血症、雷氏症候群。是故尿液有機酸之定性與定量尤為重要，透過了解遺傳代謝疾病患者與正常人檢體中四十四種有機酸濃度的差異，可盡早確診疾病項目、開始治療。然而尿液中具有大量且複雜的基質，建立一套有效避免基質干擾、保留待測物，並能夠穩定分析的方法，才能成為輔助診斷的利器。一般研究使用液相萃取搭配液相或氣相層析質譜儀，然而經過比對後發現各篇研究所得的正常範圍歧異相當大，是由於液相萃取容易因操作人員之差異與該實驗方法專一性不足。是故，本研究借重自動固相萃取裝置之穩定性與方法之專一性，經最佳化之沖提條件及反應條件，可以提供建立尿液中四十四種有機酸快速與準確的分析方法，並建立正常範圍作為輔助診斷之依據。

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以理論計算探索重組能之光物理效應

近年來，隨著光物理之研究領域蓬勃發展，相關機制也日益被重視，例如：生物顯影技術之遠紅外放光量子效率之提升與有機發光二極體效率提升之微觀光物理機制。本論文利用計算化學探索重組能對以上兩大光物理現象之影響，內容分別如下： I. 為了提升遠紅外放光分子的放光量子效率，以Franck Condon Principle與Marcus Theory為根基，將基態與激發態兩能階之間的電子躍遷與遲豫至優化結構的能量差定為重組能，並以青色素分子（Cyanines）與電子予體－受體分子（Donor－acceptor compounds），兩類目前研究上最具遠紅外放光潛能之分子，以DFT以及TD－DFT計算結果比對分子差異，並探討分子結構對重組能的影響。 II. 以Fermi’s Golden Rule與Marcus Theory為基礎，將電子轉移速率推廣至第一單重激發態與第一參重激發態的轉換速率，並以絕熱狀態、低耦合為前提，在構象座標中，y軸表示以基態優化結構能量為零點的相對能量，x軸表示不同結構，兩能態得以兩拋物線表達。兩拋物線的相交點為由第一參重激發態轉換至第一單重激發態所需經過的能量障礙。透過DFT以及TD－DFT計算各能態能量並運用二次函數運算，計算不同分子之能障，討論熱延遲螢光放光現象計算上預測之判斷依據。

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PD 125375 的結構及合成研究

@_@在1987年，Rithner團隊從Streptomyces sp.中分離出已知生物鹼tomaymycin以及oxotomaymycin。也意外發現未知的第三個生物鹼PD 125375。其中tomaymycin和oxotomaymycin曾經廣泛地被研究過，已被發現具有抗腫瘤以及抗菌活性。第三個生物鹼PD 125375具有吡咯-吡咯烷的特殊骨架結構，雖然PD 125375缺乏抗腫瘤和抗菌活性，但由於其結構的特色，引起本實驗室的關注。 PD 125375具有5-6-5三環核心骨架，並且具有兩個連續的掌性中心，以及在吡咯烷的2號位上上有一個E組態的環外亞乙基取代。在文獻上尚未有人研究PD 125375的生物合成以及全合成。在本論文中，我們使用了一個簡單的方法來合成PD 125375。在EDCI的條件下，將4-亞乙基-L-脯胺醇與吡咯2-羧酸進行耦合反應，得到脯胺醇-吡咯耦合產物。並使用戴斯－馬丁氧化劑完成將一級醇氧化成醛，氧化後產物在弱酸性條件下進行分子內加成反應，得到合環產物。

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利用混合陽離子方法提升二維錫鈣鈦礦穩定性

有機-無機鈣鈦礦憑著其優異的光電性質在近十年受到各界大量的關注，但是常見的鈣鈦礦材料中含有鉛，存在環境汙染與毒性之風險，尋找替代元素即成為重要的研究議題。然而，錫鈣鈦礦具有高吸收係數與低能隙的優點而成為相當好的替代元素，不幸的是錫鈣鈦礦穩定性極差容易受環境影響而氧化，因此本研究專注於錫鈣鈦礦的穩定性提升。 本篇成功將合成二維錫鈣鈦礦晶體BA2FASn2I7 (n = 2)，再利用混合陽離子方法將甲脒與銫共同摻入鈣鈦礦製成BA2FA0.5Cs0.5Sn2I7 (n = 2)，藉由粉末X光繞射鑑定結構得知銫確實有進入錫鈣鈦礦晶格且具有清楚的等間距繞射峰，測量吸收光譜得知能隙僅有略微變化依序為1.74 eV和1.72 eV，又發現BA2FASn2I7經過雷射激發後會出現錫鈣鈦礦主體以外的放射光，而在BA2FA0.5Cs0.5Sn2I7沒有發現此現象，僅有螢光強度的衰退，證明混合陽離子確實能夠抑制其他晶相的產生提升錫鈣鈦礦穩定性。最後將二維錫鈣鈦礦晶體置於大氣中觀察其結構變化，發現BA2FA0.5Cs0.5Sn2I7經過12小時候仍維持其二維層狀結構，表示混合陽離子的二維錫鈣鈦礦結構比BA2FASn2I7穩定。 未來可嘗試合成更高層數的混合陽離子二維錫鈣鈦礦，應用於光伏元件，將有機會提升效率以及穩定性。

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利用一價銠金屬催化α-重氮-β,γ-不飽和酯類化合物與苯胺化合物進行不對稱加成反應 : 合成γ-胺基α,β-不飽和酯類化合物與八氫吲哚衍生物

本篇論文論述利用一價銠金屬與掌性雙環[2.2.2]雙烯配基L3d形成錯合物，催化α-重氮-β,γ-不飽和酯類化合物11，反應形成銠金屬碳烯(rhodium carbenoid)中間體，與苯胺化合物12進行不對稱加成反應，成功地合成出一系列具有掌性中心之主要產物γ-胺基α,β-不飽和酯類化合物13，產率為6–85%，鏡像超越值為22–>99.5%，及副產物為具有掌性中心之α胺基β,γ-不飽和酯類化合物14，產率為15–54%，鏡像超越值為15–90%。將具有掌性的γ胺基α,β-不飽和乙酯化合物13al經由數步反應步驟，可合成出八氫吲哚衍生物99。