研究亮點 － 化學系
更新日期 2025.06.12
- 114年06月11日
合成邏輯打造智慧型生物感測器 葉怡均教授團隊優化全細胞偵測準確性
為突破生物傳感器專一性不足的限制，國立臺灣師範大學化學系葉怡均教授研究團隊運用合成生物學策略，將假單胞菌HrpR/S蛋白調控系統與Spy Tag/Spy Catcher技術結合，於大腸桿菌中建構具正交邏輯門功能的全細胞感測器。該設計能在同時接收到兩個特定分子訊號（IPTG與Hg²⁺）時，才精準啟動基因表現，顯著提升偵測選擇性與準確性。此研究為智慧型生物感測器開啟新篇章，並為未來複雜環境下的生物分子檢測提供嶄新設計思路。
- 114年06月11日
靶向質譜技術開啟精準醫療新契機 陳頌方教授團隊聚焦人體體液中蛋白質定量分析。隨著精準醫療的發展，人體體液中蛋白質的定量分析成為疾病診斷與預後的重要關鍵。國立臺灣師範大學化學系陳頌方教授研究團隊專注於靶向質譜技術，回顧當前應用於血漿、尿液、腦脊液與唾液等臨床樣本的分析策略，並解析各種質譜儀器配置與數據採集模式的優勢。該技術具備高靈敏度、高準確性及高特異性，能同步定量多種生物標誌物，為臨床診斷與個人化治療帶來嶄新可能。
- 114年06月11日
類澱粉纖維的形成限制了人類降鈣素（hCT）的藥物應用潛力。臺師大化學系杜玲嫻教授團隊結合奈米技術，開發出葉綠素修飾氧化鐵奈米粒子Fe₃O₄@Chl/Fe，可有效抑制hCT聚集、穩定其生物活性。研究透過多種螢光探針與生物物理分析技術驗證此成效，為未來hCT藥物開發與蛋白穩定技術提供嶄新方向。
- 114年06月11日
金屬有機骨架（MOFs）具備高度孔隙與可設計性，廣泛應用於氣體儲存、感測、藥物釋放等領域，並被視為次世代關鍵材料。因多數MOF為絕緣體，限制其在光電元件上的應用。李君婷副教授研究團隊突破傳統限制，開發出具強附著性的金屬有機硫族框架薄膜，首次成功應用於染料敏化太陽能電池作為電觸媒材料，在標準光源下達到10.0%、室內照明下更達26.4%高效率，展現其極具潛力的替代能源應用價值。
- 114年06月11日
具有沃茲利-羅斯晶體剪切結構（Wadsley-Roth crystallographic shear structures）的H相五氧化二鈮
（H-Nb2O5）能夠快速儲存鋰，是一個重要的鋰離子電池陽及材料。然而，其獨特的電化學特性背後的鋰儲存機制卻所知甚少。在此，研究團隊用密度泛函理論（density functional theory, DFT）詳細的計算了吸附位點的偏好、由此產生的電子結構和鋰傳輸的特定途徑，清晰地闡述了詳細的儲鋰機制，這項工作有助於基於知識的設計鈮基化合物作為高倍率鋰儲存材料。
- 114年05月10日
為解決降鈣素藥物易聚集失效的難題，國立臺灣師範大學化學系杜玲嫻教授團隊成功利用葉綠素氧化鐵奈米粒子，穩定人類降鈣素（hCT）並抑制類澱粉纖維形成。研究顯示，Fe₃O₄@Chl/Fe粒子能顯著提升hCT的穩定性與生物活性，為未來開發降鈣素新型製劑與蛋白質藥物儲存方式提供創新方向，也為奈米材料應用於生醫領域開啟新契機。
- 114年05月10日
因應淨零碳排挑戰，鋰電池成為新能源發展的關鍵技術。國立臺灣師範大學化學系王禎翰教授團隊，透過密度泛函理論（DFT）與拉曼光譜實驗，深入探討H-Nb₂O₅材料的鋰儲存機制。研究揭示其晶格結構能有效容納鋰離子並提升導電性，展現發展高倍率鋰電池的潛力。此成果為鋰電池材料設計開啟新方向，並降低實驗門檻，拓展未來儲能科技應用。
- 113年07月01日
國立臺灣師範大學化學系教授葉怡均團隊開發了一種新型熱穩定酶技術，可在30分鐘內透過紅色螢光訊號即時檢測帕金森氏症治療藥物左旋多巴的濃度，提升用藥安全性。由於左旋多巴濃度難以監控，現行治療方法無法實現個人化調整，而該技術成功克服多巴胺與左旋多巴結構相似的檢測挑戰，提供高靈敏度、低成本的即時監測工具。研究歷經五年，已在血清與人工尿液中驗證，未來有望應用於臨床，為帕金森氏症患者提供更經濟實惠且安全的治療監測方案。
- 113年04月05日
【本篇報導由化學系 葉怡均教授研究團隊提供】
基於酶的比色生物感測器廣泛應用於臨床，但需具備高靈敏度與多樣品處理能力以提升成本效益。本研究採用嗜熱細菌鏈黴菌（*Streptomyces Sclerotialus*）的新型熱穩定酶——2,3-多巴雙加氧酶（2,3-Dopa-Dioxygenase），首次成功應用於左旋多巴檢測。研究開發出紅色螢光訊號檢測法，能在30分鐘內快速識別左旋多巴，並透過雙螢光訊號高靈敏檢測多巴胺與左旋多巴，以監測帕金森氏症患者的治療情況。該系統在血清中驗證其穩健性，並結合殼聚醣修飾微流體紙基技術，實現對混合溶液的快速高效分析。
- 113年04月02日
【本篇報導由化學系 謝明惠特聘教授研究團隊提供】
本研究利用簡便的一鍋化方法合成罕見的含硒自由基之羰基錳陰離子錯合物[(μ-Se)(μ3-Se2)2Mn3(CO)9]2− (1)。陰離子錯合物 1 的 μ-Se− 片段具自由基特性，可自二聚化反應形成雙聚物[(μ4-Se2){(μ3-Se2)2Mn3(CO)9}2]4− [(1)2]，亦可與自由基捕捉劑TEMPO或亞烷基溴化物(CH2)nBr2 (n = 1, 2)反應形成硒自由基淬滅的錯合物[(μ-Se(TEMPO))(μ3-Se2)2Mn3(CO)9]2−(1-TEMPO)或四錳基底之氧化耦合產物[(μ4-Se2)(μ-Se2LSe)2Mn4(CO)12]2− (L = CH2, 2-CH2; Se, 2-Se)。研究團隊…
- 113年03月10日
【本篇報導由化學系 陳頌方教授研究團隊提供】
在本研究中，開發了使用聯苯固定相的QuEChERS和UHPLC-MS/MS方法，並用於葡萄中12種花青素的快速分離。實現了多種物質的高效分離單醣基化和非醣基化花青素。目標花青素的線性範圍為0.5-500 ng mL-1。重複性分析的同日內（intraday）和異日間（interday）精密度均低於11.8%。不同來源的葡萄中的花青素已成功定量。因此，所開發的QuEChERS和UHPLC-MS/MS方法成功地為葡萄中花青素的定量…
- 113年03月09日
【本篇報導由化學系 杜玲嫻副教授研究團隊提供】
迄今為止，已經發現有42種人體胜肽或蛋白質能夠形成類澱粉蛋白纖維，其中大多數與人類疾病相關。然而，目前尚無類澱粉沉積症（amyloidosis）相關的治療方法，因此，迫切需要開發可抑制形成的類澱粉蛋白纖維的策略。人類降鈣素（human calcitonin, hCT）是一種包含32個胺基酸的激素胜肽，由人體甲狀腺濾泡旁細胞（Parafollicular cells）分泌。它可以調節血液中鈣離子的濃度，並降低破骨細胞（osteoclast）的活動。因此，降鈣素也被視為一種治療型胜肽。然而，hCT的聚集阻礙了治療可能性，並且在目前的藥物配方中已經被鮭魚降鈣素所取代。本研究發現，二羥基咖啡酸（Dihydrocaffeic Acid, DCA）修飾的氧化鐵奈米材料，可以分解預先形成的hCT類澱粉纖維，以維持它們對hCT聚集的穩定性和抑制效應…
- 113年03月09日
【本篇報導由化學系 王禎翰優聘教授研究團隊提供】
陽離子無序的岩鹽結構材料（Cation-disordered rock salt，DRX）具有簡單的立方結構、多樣性的成分組成和良好的電化學性能，因此，被視為一種新型的鋰離子電池陽極材料，也在近期引起了廣泛的關注。此外，由於陽離子在DRX中會有大範圍的隨機分佈，因此，陽離子在DRX空間上排列方式便成為固態材料界中一個十分有趣問題。研究團隊此篇的工作是探討一系列具有良好成分控制的錳（Mn）鐵（Fe）基DRX的振動結構…
- 112年11月03日
國立臺灣師範大學化學系姚清發教授率研究團隊，以「有機合成鈀催化交叉反應」論文，榮登美國化學學會9月底發行的《有機化學通訊》（Organic Letters）國際期刊封面。這項研究屬於連接碳原子的策略，不但大幅縮短化學反應的時間，還可在室溫條件下完成，提升研究效率，有助科學家研發抗癌藥物和多用途的化學產品。
- 112年09月07日
【本篇報導由化學系 呂家榮教授研究團隊提供】
本研究利用有機半導體氣體感測器與氣相層析法對人體皮膚散發的氣體進行量測，在身體的各部位中，手掌的訊號最高而頭部次之。針對4名健康男性和4名健康女性身上進行分析。比較三種不同有機材料製成的感測器之反應，來自手掌的主要成分與氨不同。氣相層析鑑定手掌氣體中含有醛酮類分子。不同的人得出的結果一致，但會因性別略有差異，身體皮膚氣體測量可以應用到患者疾病情況的先期診斷…
- 112年09月05日
【本篇報導由化學系 李祐慈教授研究團隊提供】
本研究在3-硫醇黃酮衍生物分子系統中，首次以理論計算與實驗觀察證明：室溫下溶液態中硫醇分子可發生激發態氫鍵轉移，顛覆過往對於含硫系統分子內氫鍵與激發態質子轉移之化學觀念。這些結果證實含硫氫鍵的普遍性，也對氫鍵的化學開啟了一個新的篇章…
- 112年06月23日
【本篇報導由化學系 陳頌方教授研究團隊提供】
過去許多文獻與臨床研究表示雜環胺類化合物具高度致癌性與突變性，希望能開發一種有效分析雜環胺類化合物的方法。分子印記技術是根據抗原-抗體理論所延伸的應用，該技術提供對目標分析物高度的專一性與低廉的成本。本研究目的在開發以氧化鐵作磁芯，藉由表位印記合成分子印記磁性聚合物（Magnetic Molecularly Imprinted Polymers, MMIPs）純化並應用於雜環胺類化合物的定量…
- 112年06月10日
【本篇報導由化學系 杜玲嫻副教授研究團隊提供】
阿茲海默病（Alzheimer’s disease, AD）的特點之一是由β-澱粉樣蛋白（Aβ）形成的細胞外老年斑塊（senile plaque），並沉積於患者大腦之中。以往的研究顯示，AD大腦中的斑塊與醣化最終產物（advanced glycation end products）位處於相同的區塊，醣化最終產物主要由一系列蛋白質與還原醣或反應性極高的二羰基化合物反應的結果，與一般經由酵素專一性修飾的過程不同。本研究證明，醣化反應可以增加Aβ的細胞毒性。
- 112年06月10日
【本篇報導由化學系 葉怡均教授研究團隊提供】
L-酪胺酸羥化酶(L-tyrosine hydroxylase，以下簡稱TH)是在人體中非常重要的酵素，TH的缺乏屬於一種罕見的體染色體隱性的遺傳性疾病，在人體中TH扮演著將L-酪胺酸(L-tyrosine)轉換成L-多巴胺(L-3,4-dihydroxyphenylalanine，簡稱L-DOPA)的重要角色，然而L-多巴胺又是兒茶酚胺的前驅物，當TH缺乏時會導致腦兒茶酚胺缺乏症並且產生抑鬱症、運動障礙以及發育不完整等症狀，因此快速並精準的檢測…
- 110年12月09日
【本篇報導由化學系 杜玲嫻副教授研究團隊提供】
全球的失智症患者中約莫有六至七成確診為阿茲海默症，患者好發於65歲以上的長者，近期研究新發現，約30~57%的阿茲海默症病患存在另一種蛋白質TDP-43的異常沉積，並加劇疾病的進展呈現更嚴重的腦萎縮現象。目前阿茲海默症的治癒效果有限，為獲得更佳的治療策略，對此疾病的瞭解應更加透徹，其中，蛋白質TDP-43在此疾病中扮演的角色更不容忽視。
- 110年11月10日
【本篇報導由化學系 王禎翰教授研究團隊提供】
隨著環保電動汽車和便攜式電子產品的加速發展，鋰電池（LIB）成為了一種不可或缺的儲能裝置，因而得到廣泛的研究。在我們最近的研究中發現T相五氧化二鈮（T-Nb2O5）的超快鋰離子存儲系統，並研究其充電/放電過程中的複雜反應機制：通過密度泛函（DFT）的計算，T-Nb2O5脫鋰/鋰化狀態的詳細結構變化、鋰離子遷移的振動特徵和動力學的研究，我們成功的獲得相關的反應機制…
- 110年11月09日
【本篇報導由化學系 蔡明剛教授研究團隊提供】
銅電催化劑已在過去的文獻中，被證明可以選擇性地將二氧化碳還原為碳氫化合物。然而，因為缺乏基於時間尺度上分辨光譜特徵的系統性研究，使得銅催化劑的表層原子特徵—金屬銅或氧化銅，對於反應路徑的選擇性影響仍然無法確立。在此，本篇研究提出一種具備數秒解析尺度的X射線吸收光譜，以觀測反應中催化劑的化學狀態演變…
- 110年08月10日
【本篇報導由化學系 李祐慈教授研究團隊提供】
在有機化學中，烯丙基（C3H5-）是一個獨特的基團，因其π電子共振結構，使其能以相對穩定的獨立陰離子、陽離子或自由基形式存在。含有烯丙基的有機硫化物，如二烯丙基二硫化物（diallyl disulfide, DDS）對我們其實並不陌生，因為它與它的衍生物，俗名「大蒜素」（allicin）的二烯丙基硫代亞磺酸酯，都是大蒜與洋蔥等…
- 110年03月30日
【本篇報導由化學系 李位仁教授研究團隊提供】
許多有機合成的催化反應會以銅錯合物當催化劑，長久以來，科學家只能從反應過程中推測三價銅錯合物的存在。本實驗室成功地合成出三價有機銅錯合物及其衍生物和中間體，三價銅錯合物會有一個轉化的過程。這些錯合物的頂端配位基都與堅固的三角三價銅平臺緊密聯接…
- 109年12月07日
【本報導由化學系 陳家俊教授研究團隊提供】
「金銀奈米捕蚊燈」(Au-Ag nanozapper)具有可調控的吸收波長和空腔大小，其長方結構的外框可捕捉不同能量的光子，並在內部的孔隙間激發近場電場的大幅增強。利用其獨特的物理和光學性質，此表面電漿子奈米材料在螢光增強、光化學催化、生物分子檢測、光電元件、光熱轉換和藥物輸送等應用有很大….
- 109年10月27日
【本報導由化學系 謝明惠教授教授研究團隊提供】
當 [EFe3(CO)9]2– 還原 BiCl3 可得到混合鉍與硫族之鐵羰基團簇物 [{EFe3(CO)9}Bi]– (E = Te, 1a; Se, 1b)。X光分析顯示1a 與 1b 為一四角椎構型，且裸露的鉍及硫族皆具有位向活性的孤對電子。1a 及 1b 可逐步進行甲基化與金屬化反應，來探討 6s/5s 及 6s/4s 的親核能力比較。在金屬化反應中……
- 109年09月15日
【本報導由化學系 林嘉和教授研究團隊提供】
設計具有表面超疏水性、高表面積、大而均勻的孔徑以及擁有出色穩定性的材料，對於合成化學家來說是一個非常具有挑戰性的領域。因此，我們通過選擇性地修改內部晶格重排的中孔MOF外表面來構建超疏水介孔金屬有機骨架（MOF）系統，演示其生物啟發的封裝重排策略。具有限孔隙度的…
- 109年09月15日
【本報導由化學系 林嘉和教授研究團隊提供】
本研究發表了一個金屬有機骨架(MOF)孔洞材料的新發現——在溫和條件下，通過化學鍵連接的變動，可以實現MOF整體晶格結構的極快速重排。該系統在活化（即溶劑交換和脫附）後約40秒內，其結構從具有低孔隙率與非序化的MOF轉變為高孔隙率與結晶性的異構體，讓比表面積…
- 109年06月02日
【本報導由化學系 陳頌方教授研究團隊提供】
紅酒中含有的大量的多酚物質，「白藜蘆醇(Resveratrol)」是其中之一。白藜蘆醇為植物抵禦細菌入侵時，自然產生的多酚類植物抗毒素。過去研究證實其具抗癌、抗發炎、促進新陳代謝等功效。由1980年代的「法國悖論」口號提出，富含反式白藜蘆醇的葡萄酒有助於降低心血管疾病風險，故以此為出發點…
- 109年05月05日
【本報導由化學系 蔡明剛教授研究團隊提供】
理論計算化學約從1970年代開始發展，1998年獲得諾貝爾化學獎肯定其在量子化學的深刻影響；透過結合古典力學與量子力學的混成演算法，大幅推進對真實化學反應的描述能力，在2013年再度得到諾獎的肯定。因此，在虛擬數值世界裡所出現的化學事件，將成為當代化學製程科技中必須參考的重要資訊…
- 109年02月05日
【本報導由化學系 林震煌教授研究團隊提供】
以往過年時節，晚上總是會有放沖天泡的熱鬧景象，但我們可能不知道，沖天炮在「飛」的過程，和最後「爆炸」的聲響，炮裡面裝填的火藥成分是不一樣的。一般認為黑色火藥是按照「一硫二硝三木炭」的比例混合製成的，用比例來表示的話，大約是硝酸鉀75%、硫磺粉10%、木炭粉15%。但是實際分析…