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以QCM探討改質界面對蛋白質吸附影響之研究

本研究以QCM 作為質量感測器，觀察裸金晶片和改質晶片之蛋白質吸附能力。表面改質選用3-mercaptopropionic acid 、 2-mercaptoethanol 及 1-butanethiol，先對金電極表面做化學性的修飾處理。由於碳氫鏈間的凡得瓦力，加上金-硫間的共價鍵結，使得單分子具有緻密排列的特性，在金電極上形成自我聚集單層膜（self-assembled monolayer，SAM）。三種SAM因為末端的官能基不同（烷基、羧酸根和氫氧基），使得電極表面呈現不同親疏水性。蛋白質選擇使用牛血清蛋白（bovine serum albumin，BSA） ，濃度範圍1mM∼0.01mM，共取七種蛋白質濃度，用QCM觀察不同蛋白質濃度與吸附能力之關係。 改質界面也進一步用儀器測定其物性，如以接觸角量測儀測量表面的親疏水性；掃描式電子顯微鏡（scanning electron micriscope，SEM）用來觀察晶片表面的粗糙度。

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腸溶衣材料應用於口服劑型藥物之延遲釋放研究

腸溶衣材料包覆之藥物控制釋放技術被廣泛應用於固體藥物上，來延遲藥物於胃中的釋放，使其在小腸中釋放。使用腸溶衣包覆藥物有三種主要因素: (一)防止活性物質在酸性環境胃中的降解 (二)避免藥物與胃壁接觸，造成胃出血及胃潰瘍等現象，妨礙胃的消化功能 (三)控制藥物於腸中釋放，達到有效吸收 本實驗是使用包覆機(coating pan)作為在處方藥上覆膜的機器，將腸溶衣材料與預包覆藥物，先行混合成包覆溶液，再利用噴槍噴灑於糖粒表面，完成包覆之後接著使用熱空氣烘乾，就會形成膜狀的包覆藥物，再進行篩析，以獲得適當大小表面積的粒子。 將已獲得在8號與10號標準篩網之間的腸溶衣材料控釋劑型多層藥物，分別秤取適當的質量，對照不同pH值(人工胃液：pH=1.2，人工腸液：pH=6.8，二次去離子水)的緩衝液，進行3組體外的溶離延遲釋放測試，最後利用UV量測此圓粒控釋劑型的藥物釋放情形。 由實驗結果可以得知: I. 微粒包衣控制釋放製劑(pellets)及其以羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose; HPC)及乙基纖維素(ethyl cellulose; EC)等為膜衣包覆後對於藥品釋出的影響。 II. 膜衣包覆的影響因素: (1) 包覆膜衣溶液的組成 (2) 包覆缽的轉速、包覆液噴灑量 (3) 包覆過程 III. 在本研究中發現，對於不同控制釋放劑型的機制及原理之間或許有差異，但是最後都能藉由配方的調配而達到控制藥品穩定釋出，並使藥品達到長期釋放的效果。

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有機-無機混成分枝狀高分子之合成及其流變性質分析

本研究使用聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)末端含胺基之四官能基polydimethylsiloxane，和含雙官能基D.E.R.331和D.E.R.732，以及含單官能基化合物PGE、AGE和BGE，經由環氧樹脂開環，聚合反應後產生分枝狀聚二甲基矽氧烷高分子，合成後比較不同結構分枝狀高分子的差異，並利用熱分析探討不同結構所造成的物性變化，以及使用流變儀探討不同結構分枝狀高分子的流體性質。利用滲透色層分析儀(GPC)測量其分子量，微差掃描熱卡計(DSC)及熱重分析儀(TGA)分析其熱性質與裂解活化能，傅立葉轉換紅外線光譜儀(FT-IR)與核磁共振儀(NMR)鑑定其結構，並使用錐-平板式流變探討高分子流變性質之影響。結果發現六種分枝高分子之重量分子量分布於2000~5000g/mol，由滴定方法測其轉化率皆為90%以上，其玻璃轉移溫度(Tg)則都低於室溫，依結構的不同介於-43~-10oC之間。分子鏈段越剛性，或分子作用力越大，此現象導致高分子的流動性下降，因此黏度上升，流動活化能Eη上升，流動活化能隨著玻璃轉移溫度的提高而增加，由BPS6(Tg = - 43.3℃)的52.0 kJ/mole上升到BPS1(Tg = -10.4℃)的128.7 kJ/mole，由此可見結構對流動活化能的相互關係。 所合成之分枝狀聚二甲基矽氧烷高分子，在頻率與剪切速率較高時將會呈現剪切稀釋(shear thinning)非牛頓流體現象，可利用Carreau-Yasuda方程式描繪其剪切變稀的變化並且計算其鬆弛時間，且觀察出鬆弛時間會隨著溫度上升而降低。

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以旋轉填充床氣提水中氨氮之研究

本研究以旋轉填充床(Rotating packed bed, RPB)氣提水中氨氮，利用RPB高質傳係數的特性，解決傳統氣提設備體積過大等問題。本研究探討RPB的氣體流量(QG)、液體流量(QL)、填充床轉速(ω)、及氣提溫度(T)等操作參數對氣提效率百分比與總液膜體積質傳系數(KLa)的影響。研究結果顯示，氨的氣提效率百分比一般會隨著QG、ω、及T增加而上升，但隨著QL增加可能會使氣提百分比呈現上升或是下降的趨勢。KLa會隨著QG、QL、ω、及T增加而上升，對KLa的影響大小順序為QG > T ~ QL > ω。在QG、QL、ω、及T分別為40 L/min、0.025 L/min、1200 rpm、與40 °C的操作條件下，氨的最大氣提百分比可達到81.4%。以本RPB氣提水中氨氮的質傳單位高度(HL)為2.56-16.6 cm，相較於傳統氣提塔小了一個數量級，證明了RPB的質傳效率優於傳統填充塔。本研究並提出一迴歸式，可用於預測不同操作參數下RPB的質傳係數。

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利用超重力旋轉填充床反應器連續進行酯化反應產製生質柴油

本研究是以自由脂肪酸(Free fatty acids, FFAs)及甲醇作為原料，利用均相觸媒的對甲苯磺酸(p-Toluenesulfonic acid monohydrate, PTSA)結合超重力旋轉填充床反應器(Rotating packed bed, RPB)及高溫酯化(Esterification)技術，達到連續式產製生質柴油之目的。FFAs主要來自廢食用油或油酯經處理後的廢棄物，然而利用FFAs進行產製生質柴油時，不僅可避免與人爭糧更可藉此降低生質柴油之生產成本，在製程上也只需要經過酯化反應，無須再進行第二階段的轉酯化反應。本研究在進行酯化反應時，有別於一些研究的不同之處在於將反應溫度提高至100 °C以上，藉此不僅可提升酯化反應之反應速度，更可達到在酯化反應進行的同時將副產物水蒸發去除而可完全酯化。本研究的第一部分，主要是利用批次反應系統測試常溫與高溫酯化反應之差別，並藉由不同含水率的甲醇進行測試，了解副產物水對此系統之影響。另外，在第二及第三部分則是利用RPB的微觀混合技術，將氣態甲醇及液態FFAs進行強烈的微觀混合反應，藉此達到製程強化(Process intensification)之目的。影響酯化反應之轉化率(Conversion)的變數包括：自由脂肪酸之流量、甲醇與自由脂肪酸的莫耳比、觸媒劑量、RPB之轉速、及反應溫度等。根據批次的實驗結果可以得知，高溫酯化反應較常溫酯化反應更容易達到轉化率100%。然而，當高溫酯化反應結合RPB進行操作時，在自由脂肪酸流量為80 mL/min、RPB之轉速為900 rpm、醇油莫耳比為3.0、觸媒劑量為1.0% wcat/wFFAs、及反應器內溫度為146.7-129.7 °C等之操作條件下，進行第一次反應收集的酯化產物之轉化率為18.16%；如利用此酯化產物在進行第二次反應，用以模擬兩台反應器串聯之結果，而最後所得到的酯化產物之轉化率則可上升至35.34%。如果將觸媒劑量降低為0.3% wcat/wFFAs，並固定油相及含水甲醇流量為80 mL/min及30.7 mL/min，再利用實驗方法用以模擬，當利用RPB進行串聯逆流高溫酯化反應產製生質柴油時，需要多少台RPB進行串聯。由最後實驗結果可知，當RPB串聯至第20台時，可將FFAs之原始酸價從204.36 mg KOH/g降至8.87 mg KOH/g，與估計當RPB串聯至第41台時，其酸價可降低至0.5 mg KOH/g以下，整體轉化率可達到99.8%以上。

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聚乳酸/氫氧化鋁/含矽氧烷分枝狀高分子複合材料之阻燃性質

本研究以氫氧化鋁(ATH)結合自行合成之有機-無機含矽氧烷分枝狀高分子(BPS2)作為聚乳酸(PLA)之無鹵素阻燃劑，藉由塑譜儀以熔融混煉法製備聚乳酸/氫氧化鋁/含矽氧烷分枝狀高分子之阻燃性複合材料。以PLA：ATH重量比75：25時，尚未加入含矽氧烷分枝狀高分子(BPS2)其限氧數值為31並且垂直燃燒測試可達V-2等級；當部份ATH藉由含矽氧烷分枝狀高分子(BPS2)取代後LOI值皆可維持在30，複合材料經圓錐量熱儀測試其平均熱釋放率有下降趨勢，PLA/ATH/BPS2複合材料除P75-0阻燃等級為V-2(UL94 V)外其餘複合材料皆能達到UL-94規範之V-0等級，垂滴現象明顯改善但不會引燃棉花；依實驗證明，添加含矽氧烷分枝狀高分子可有效提升PLA/ATH複合材料之阻燃性質。

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生物與非生物性誘導子對銀杏固定化細胞培養生產銀杏內酯B之影響

銀杏 (Ginkgo biloba)，杏仁科藥用植物，於中國傳統中醫上用於治咳平喘，而在現代藥理學實驗中亦證明銀杏萃取物確含有許多具醫療功能的成分，尤其以銀杏內酯B (Ginkgolide B，GB)最受人矚目，其具有防止血栓形成、抗血小板凝結、抗老化與治療轉移性癌症功能，市場需求量極大，因此以銀杏愈傷組織進行懸浮培養量產GB已勢在必行，但銀杏懸浮培養普遍遭遇GB產量極低問題，而二次代謝物多為植物防禦機制下產物，因此透過加入生物 (Yeast extract、Chitosan)與非生物 (Salicylic acid、Methyl jasmonate)誘導子激活防禦機制，以刺激GB產量提升。本研究以代表防禦機制強度的H2O2濃度和細胞存活率作為評斷指標，分析不同誘導子對GB產量的影響。 根據實驗結果顯示，茉莉酸甲酯 (Methyl jasmonate，MJ)與水楊酸 (Salicylic acid，SA)實驗結果最佳，其防禦機制強度相較於對照組分別提升了4.1倍與3.9倍，胞外GB產量提升5.0倍與3.6倍，而誘導子雖然會抑制細胞活性，但仍可保持8成存活率，而酵母萃取物 (Yeast extract，YE)與殼聚醣 (Chitosan，CH)雖然亦提升了3.5倍與4.4倍的防禦機制強度，但其胞外GB產量僅各提升了3.1倍，且存活率方面，除YE可維持8成存活率外，CH存活率大幅滑落至7成。初步的實驗結果說明誘導子確能有效激活銀杏防禦機制，但誘導子會對細胞造成抑制，因此選擇對細胞傷害較為溫和且GB產量高的非生物性誘導子較為合適。

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含三苯胺及1,3,4-噁二唑結構之聚芳香醚合成與其性質研究

本實驗合成3種含三苯胺及1,3,4-噁二唑之雙氟單體，再分別與不同的雙酚進行親核取代聚合反應，形成主鏈含有芳香醚之新型高分子，並依芳香醚主鏈位置不同，來探討其熱性質、光學性質、電化學性質及應用。 單體與高分子皆以傅立葉轉換紅外線光譜儀 ( FT-IR )、核磁共振儀( NMR ) 鑑定其結構。在溶解度測定方面，這些高分子皆能溶於有機極性溶劑如NMP、DMF、DMSO、DMAc、THF、DCM中。光學性質方面，在NMP溶液中，UV-vis 最大吸收峰約位於280 nm和360 nm，PL放射峰則是在458 nm ~ 507 nm；而熱性質方面，玻璃轉移溫度介於163 ~ 219°C之間，在氮氣下5%及10%重量損失溫度為358 ~ 465°C及392 ~ 486°C；固有黏度為0.10 ~ 1.26 dL/g；其電化學性質是由循環伏安法 ( CV ) 所檢測，聚芳香醚高分子的HOMO和LUMO值可藉由氧化電位和吸收光譜的起始波長計算而得，分別是-5.54 ~ -5.42 eV 和-2.52 ~ -2.25 eV 。

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含三吡啶結構之共聚物合成與其金屬螯合性質

本實驗合成4’苯環取代2,2’:6’,2’’-三吡啶(2,2’:6’,2’’-Terpyridine)的乙烯單體(VTPy)，將其與市售的對乙烯苯磺酸鈉(SSS)利用不同比例進行共聚合，利用2,2’-偶氮二異丁腈（AIBN）為起始劑進行自由基聚合反應，依照單體入料比例不同進而製得側鏈含三吡啶與苯磺酸鈉隨機排列結構的共聚高分子，並且探討其物理性質、熱性質、光學性質及金屬螯合能力等。在溶解度方面，隨著苯磺酸鈉結構的增加，其對水的溶解性越好，成功合成出水溶性之含三吡啶的高分子(PTPY25)。PTPY25的固有黏度為0.689 dL/g，其玻璃轉移溫度(Tg)在182 ℃，氮氣下5%及10%熱裂解溫度分別為412℃及420℃。對於過渡金屬(Cu2+、Hg2+、Zn2+、Ru2+)在純水中的UV-vis圖譜中，可以發現滴加Cu2+、Hg2+、Zn2+、Ru2+後原本位於287nm的最大吸收峰逐漸驟息，而在330nm會有新的吸收峰出現。特別的是滴加Ru2+金屬在0.66當量至1.0當量時會有沉澱的現象，此現象顯示合成出含三吡啶及對-苯磺酸鈉共聚高分子對Ru2+金屬有相當的選擇性，可以將其應用在廢水處理的重金屬回收。

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含二苯並呫噸結構之聚芴高分子合成與其性質之研究

聚芴（Polyfluorene）本質上是一高電洞移動率之傳導材料，一般藉由導入多電子與缺電子基團改善電子及電洞傳導性。 　　本實驗成功合成五種含有二苯並呫噸的聚芴高分子，先合成出新型雙溴單體4-(3,11-dibromo-14H-dibenzo[a,j]xanthen-14-yl)aniline和帶有三苯胺官能基的4-(3,11-dibromo-14H-dibenzo[a,j]xanthen-14-yl)-N,N-bis(4-nitrophenyl)aniline，分別與具有雙硼酸環官能基之fluorene聚合成出PFDBX和PFTAN，兩種聚芴高分子。之後以PFDBX高分子進行側鏈基取代反應合成出PFDMe、PFDAr和PFDArMe三種新型高分子，以NMR與FT-IR鑑定結構，並探討其熱性質、光電性以及溶解性。 　　合成之高分子在260~400nm之間具有強烈UV-Vis吸收，最大放光波長範圍約在400~459nm之間。這些聚芴高分子的玻璃轉移溫度在149~169℃之間，氮氣下的5%和10%重量損失分別在364~410℃和417~433℃之間。側鏈改質後高分子循環伏安圖（CV）皆顯示出兩個還原峰且不具可逆性。