理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    利用酵素連續催化顯色反應偵測酪胺酸及酪胺酸酶活性
    (2020) 陳慧瑜; Chen, Huei-Yu
    酪胺酸是一種芳香族胺基酸,是合成兒茶酚胺類和黑色素的重要前驅物。酪胺酸的代謝紊亂可能會導致生物流體中的酪胺酸濃度水平異常,故酪胺酸為檢測疾病的重要生物標記物。酪胺酸酶是一種含銅氧化酶,在酪胺酸代謝生成黑色素的路徑中,酪胺酸酶是重要的限速酶,而酪胺酸酶的異常表達,也可能造成黑色素瘤癌等疾病,因此能利用簡單的方法偵測酪胺酸及酪胺酸酶活性,具有重要意義。在這項研究中,我們開發了酵素連續催化之比色法生物感測器,利用酪胺酸在酪胺酸酶和4,5-多巴雙加氧酶 (DOD) 的催化反應下,所生成的黃色甜菜醛胺酸和具有紅螢光的甜菜色素作為輸出訊號,選擇性偵測酪胺酸及酪胺酸酶活性。本實驗所開發出的系統對酪胺酸及酪胺酸酶濃度具有良好的線性關係 (酪胺酸:R=0.998;酪胺酸酶:R=0.994) 及偵測極限 (酪胺酸:1.102 μM;酪胺酸酶:0.072 U/mL),也成功利用標準添加法應用於偵測真實樣品胎牛血清及人工尿液中的酪胺酸和酪胺酸酶活性,且得到良好的準確性。此外,透過麴酸作為抑制劑模型測試,證實此感測器也可應用於篩選出酪胺酸酶的潛在抑制劑。
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    開發以4,5-多巴雙加氧酶為基礎之全細胞生物感測器用於檢測二價銅離子及多巴胺
    (2020) 石家宜; Shih, Chia-I
    左旋多巴經由全細胞生成之4,5-多巴雙加氧酶能將其催化成甜菜醛胺酸,透過加入2-胺基對苯二甲酸 (2-AIPA) ,可進一步生成具有紅螢光的甜菜色素 (2-AIPA-BX)。本研究開發了一種簡單且經濟的方法,可大量合成甜菜色素用於二價銅離子檢測,在銅離子濃度為25~500 μM的範圍內,有隨著濃度提升而紅螢光下降的趨勢,呈現出良好的線性 (R = 0.99) 且最低偵測極限為21.92 μM,也成功將2-AIPA-BX應用於人工尿液樣品及紙基材上的檢測,以簡單、低樣品耗量、低成本且便攜式的設置進行二價銅離子的檢測。此外,本研究也經由4,5-多巴雙加氧酶上特定的胺基酸位置突變以改變其反應的選擇性,成功使其反應選擇性從左旋多巴變成多巴胺,證實此方法的可行性及未來發展性。
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    利用微生物 MerR 家族與二元調節系統設計銅離子生物感測器
    (2016) 陳姵璇; Chen, Pei-Hsuan
    本研究使用微生物抵抗銅離子的調控系統,利用基因重組技術設計量測銅離子的全細胞生物感測器。本研究分別使用青枯桿菌 (Ralstonia eutropha) 中屬於 MerR 家族的 cue 基因調控組,以及耐金屬貪銅菌 (Cupriavidus metallidurans) 中屬於二元調節系統的 cop 基因調控組,以紅色螢光蛋白作為訊號輸出的報導基因來建構質體,設計出不同的銅離子生物感測器。其中,cueR 生物感測器除了能夠量測銅離子之外,在適當的前處理下還能分別量測銀離子與金離子。根據世界衛生組織所公布的飲用水水質準則,飲用水中銅離子的含量不得超過 2 mg/L (31 μM),本研究所設計的 cueR 生物感測器以耐金屬貪銅菌作為質體之宿主時,量測銅離子的最低偵測極限為 25.54 μM,能夠量測飲用水中銅離子是否超標。而在 copSR 生物感測器的實驗中,嘗試使用不同的 cop 啟動子,建構出多種 copSR 生物感測器。也嘗試表現紫茉莉的 4,5-多巴雙加氧酶 (DOPA 4,5-Dioxygenase of Mirabilis jalapa, MjDOD),透過添加 L-多巴 (L-3,4-dihydroxyphenylalanine, L-DOPA) 催化產生出甜菜黃色素 (betaxanthin),以色素的生成作為輸出訊號,進而縮短檢測時間。此外,我們嘗試在不同來源的水樣品中額外添加銅離子進行量測,證明本研究設計的 copSR 生物感測器不會受到水中其他雜質干擾而影響銅離子量測。本研究設計出多種銅離子生物感測器,隨著每種生物感測器偵測範圍不同,可望運用在不同的需求上。