化學系
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國立臺灣師範大學化學系座落於公館校區理學院大樓。本系成立於民國五十一年，最初僅設大學部。之後於民國六十三年、七十八年陸續成立化學研究所碩士班和博士班。本系教育目標旨在培養化學專業人才與中等學校自然及化學專業師資，授課著重理論及應用性。本系所現有師資為專任教授25人，另外尚有與中央研究院合聘教授3位，在分析、有機、無機及物理化學四個學門的基礎上發展跨領域之教學研究合作計畫。此外，本系另有助教13位，職技員工1位，協助處理一般學生實驗及行政事務。學生方面，大學部現實際共322人，碩士班現實際就學研究生共174人，博士班現實際就學共55人。
本系一向秉持著教學與研究並重，近年來為配合許多研究計畫的需求，研究設備亦不斷的更新。本系所的研究計畫大部分來自國科會的經費補助。此外，本系提供研究生獎助學金，研究生可支領助教獎學金（TA）、研究獎學金（RA）和部分的個別教授所提供的博士班學生獎學金（fellowships）。成績優良的大學部學生也可以申請獎學金。
本校圖書館藏書豐富，除了本部圖書館外，分部理學院圖書館西文藏書現有13萬餘冊，西文期刊合訂本有911餘種期刊，將近約3萬冊。此外，西文現期期刊約450種，涵蓋化學、生化、生物科技、材料及其他科學類等領域。目前本系各研究室連接校園網路，將館藏查詢、圖書流通、期刊目錄轉載等功能，納入圖書館資訊系統中，並提供多種光碟資料庫之檢索及線上資料庫如Science Citation Index，Chemical Citation Index，Chemical Abstracts，Beilstein，MDL資料庫與STICNET全國科技資訊網路之查詢。
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Item 雙氧水響應的硼酸結構用於牽制降鈣素類澱粉纖維的形成(2025) 張家綺; Chang, Chia-Chi人類降鈣素(human calcitonin , hCT)是一種由32個胺基酸所組成的肽類激素，由甲狀腺的濾泡旁細胞所分泌，主要的作用是透過抑制破骨細胞的活性及腎臟、腸道對鈣離子的再吸收來降體內低血鈣濃度，因此可被用於治療骨質相關疾病，如骨質疏鬆症和佩吉特氏病，然而hCT容易於水溶液中形成類澱粉蛋白纖維(amyloid fibril)，這些纖維狀的聚集體會造成hCT生理功能下降，使hCT在作為藥物的使用上受到限制，目前臨床上則以低聚性的鮭魚降鈣素(salmon calcitonin, sCT)來取代hCT，但由於sCT與hCT序列的同源性低，造成部分患者服藥後產生嚴重的副作用。本研究工作試圖以分子嫁接方式來穩定hCT的構型，以便有效抑制hCT的聚集。我們使用硼酸化合物(NPC-BA)與hCT序列中兩個胺基酸側鏈(胺基)反應來”鎖住”hCT構型，並在需要該胜肽時，利用雙氧水”解開”，使恢復其原始狀態。在研究的第一部分，我們根據NPC-BA與胺基酸側鏈的反應性嘗試將其嫁接在hCT序列上N端(N-terminus)及Lys-18上，然而，由於兩連接位點過遠及N端反應性較Lysine低的原因，導致NPC-BA未能成功嫁接於hCT上。因此，我們將序列中Gln-14及Phe-22分別置換成Lysine，再將N端官能基乙醯化，合成兩條hCT的變異體，Ac-hCT-Q14K及Ac-hCT-F22K來做為與NPC-BA嫁接的胜肽。這種方式不僅成功將小分子NPC-BA分別嫁接於兩變異體上外，我們也證明雙氧水的響應也能將其”解開”，而硫磺素-T螢光動力學實驗也證實Ac-hCT-Q14K 和 Ac-hCT-F22K 相較於 hCT 具有更優異的抗聚集能力，同時其生物活性與hCT相比大致維持不變，然而溶解度差的問題是未來我們仍需要進行優化的部分。Item 揭示人類降鈣素雙位點突變變異體其抑制聚集機制(2025) 潘沛君; Pan, Pei-Chun胜肽藥物面臨的挑戰之一是其不可逆的聚集特性，從而降低治療效果和生物利用度。例如，人類降鈣素 (human calcitonin, hCT)，這個賀爾蒙多肽含有32個胺基酸，由甲狀腺濾泡旁細胞 (C-cells) 所分泌在維持骨骼結構和調節血液中的鈣含量起到重要的作用，這些特性使其可用於治療骨質疏鬆症和佩吉特氏症等骨骼相關疾病，但因聚集特性嚴重限制了其作為藥物的潛力。我們實驗室過去的研究發現序列中的 Tyr12 和 Asn17 在hCT聚集形成類澱粉蛋白纖維 (amyloid fibril) 的過程中發揮關鍵作用。這些位置的雙突變點 (Y12LN17H hCT, DM hCT) 抑制了多肽聚集的能力，進而提升其治療潛力，然而，這些突變點為何可抵擋多肽的聚集，目前尚不明確。在本研究中，為了闡明 DM hCT 抗聚集特性的潛在機制及其在防止 hCT 聚集方面的抑制作用。分析並比較了 DM hCT 與另外三個雙變異體 (Y12LN17A、Y12LN17D、Y12LN17DAB) 各方面的性質，這些變異體皆針對 Asn-17 位點進行改變，並各自具有不同的胺基酸特性。利用硫磺素-T (thioflavin T, ThT) 螢光動力學實驗評估它們的聚集程度及使用圓二色光譜 (circular dichroism spectra, CD spectra) 了解它們形成α-螺旋 (α-helix) 構象的傾向，試圖討論構象穩定性與聚集之間的關係，並增進我們對該胜肽DM hCT相較於hCT較不容易聚集的原因，除此之外，我們還探討了這些序列取代對生物活性的影響。希望這些發現將有助於優化 DM hCT 並推進臨床應用胜肽藥物的開發。Item 以材料為核心探索 : 透過抑制聚集以穩定人類降鈣素(2024) 黃景鴻; Huang, Ching-Hong人類降鈣素(human calcitonin, hCT)是一種由32個胺基酸所組成的荷爾蒙胜肽。在生物體內扮演調節血鈣水平的重要角色，可抑制破骨細胞的活動，因此常被作為藥物使用來治療骨骼相關疾病，例如: 佩吉特氏病和骨質疏鬆症等。由於它高聚集傾向的特性，導致其藥物效果受到一定限制，我們的研究目標在於開發新的材料用於穩定該胜肽。根據先前實驗室的研究發現，醣類分子對抑制hCT的聚集具有潛在能力，但需要在高濃度下才能發揮聚集抑制的作用。在這項研究中，我們利用史托伯法 (Stöber process )製備溶膠，並引入額外的葡萄糖，希望能有效地串聯溶液中的葡萄糖分子，藉此降低葡萄糖的濃度或提升抑制聚集的效果。在本研究中，我們參考了相關文獻中的製備條件，以獲得穩定的樣品溶液，之後再進行製備條件的優化。當製備出的材料穩定度提升後，我們才開始調整添加的葡萄糖濃度。首先，透過凝膠滲透色譜(Gel permeation chromatography, GPC)判斷材料的交聯程度，確保其交聯程度相似後，再以傅立葉轉換紅外光譜(Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR)確認葡萄糖是否交聯於材料中。接著，我們利用X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析材料之元素比例 ，推算出材料中交聯的葡萄糖量。在硫磺素T(Thioflavin T, ThT)動力學實驗中，我們觀察到材料通過減少共同培育下的hCT纖維數量方式達到抑制hCT聚集的效果，該結果也透過穿透式電子顯微鏡(Transmission electron microscopy, TEM)得到驗證。Item 糖類滲透物用於抑制人類降鈣素聚集(2023) 張庭豪; Zhang, Ting-Hao胜肽的不可逆聚集現象嚴重限制了其作為藥物的生物利用度和治療活性，因此有效抑制胜肽聚集是一個重要的挑戰。人類降鈣素（Human calcitonin, hCT）是一種32個胺基酸組成的胜肽激素，由甲狀腺（Thyroid gland）中的濾泡旁細胞（Parafollicular cells）分泌，具有調節血鈣水平和維持骨骼結構的生理功能，因此在治療骨骼相關疾病，如骨質疏鬆症和佩吉特氏症(Paget's Disease)，方面具有潛在價值。然而，hCT具有高度聚集的傾向，容易形成類澱粉蛋白纖維（Amyloid fibril），這可能降低其原有功能並限制其作為藥物的應用潛力。目前臨床上，鮭魚降鈣素鮭魚降鈣素（Salmon calcitonin, sCT）因其較高的生物活性和極低的聚集傾向而取代了hCT成為廣泛使用的胜肽藥物，但由於sCT與hCT之間的序列相似性較低，患者在使用後可能產生嚴重的副作用和免疫反應，因此尋找有效抑制hCT聚集並保持其治療活性的方法便十分重要。 在本實驗中，我們透過一系列實驗，加入不同滲透物小分子，並利用不同濃度去觀察其對於hCT生成類澱粉蛋白纖維的影響，最後發現了具有葡萄糖分子的糖類滲透物對於hCT生成類澱粉蛋白纖維是具有延緩效果的。透過這些實驗結果，我們期望能尋求可用來穩定hCT的藥物添加物，並有助於設計對抗類澱粉蛋白變性疾病（Amyloidosis）之藥品。Item 透過人類降鈣素雙突變序列的相關片段研究其對人類降鈣素纖維化的抑制原因(2022) 莊雅苹; Chuang, Ya-Ping胜肽不可逆的聚集極大地限制了其作為藥物的生物利用和治療活性，而有效抑制胜肽聚集具有很高的難度。人類降鈣素 (human calcitonin, hCT) 是一種由甲狀腺濾泡旁細胞 (C細胞) 分泌且包含32個殘基的賀爾蒙胜肽，其可以調節血鈣水平，維持骨骼形狀，因此可用於治療代謝性骨病，如骨質疏鬆症和佩吉特病。然而人類降鈣素就是因為具有高度形成澱粉樣蛋白纖維 (Amyloid) 的傾向，而降低其原始功能並限製其作為藥物的潛力。由於鮭魚降鈣素具較高的生物活性和較低的聚集傾向，目前其替代人類降鈣素作為廣泛使用的治療劑。不幸的是，鮭魚降鈣素與人類降鈣素的序列僅有一半相同 (32個胺基酸中有16個與人類降鈣素不同) ，這會使某些臨床治療中病人產生嚴重的副作用，包括厭食、嘔吐和免疫反應等。過去研究顯示，人類降鈣素中胺基酸的改變可以改善其聚集傾向。本實驗室先前的研究中，我們證明雙突變的人類降鈣素 (Y12L N17H hCT, DM hCT) 聚集能力降低許多，並可用於抑制人類降鈣素纖維的形成。本研究基於DM hCT的序列，我們希望可以藉由拆解其片段來研究其對於人類降鈣素的抑制行為，希望可以對人類降鈣素抑制劑的設計有所幫助。由於通常認為C端不涉及聚集機制，因此我們設計4個C端截短的DM hCT變異體 (DM 1-18、DM 1-22、DM 8-22 和 DM 8-25) ，用以作進一步研究。經由硫黃素T螢光測定實驗中我們發現了四個截短的變異體與DM hCT抑制效果有所差異，爾後並使用圓二色性光譜儀測量了它們形成α-螺旋構象的傾向程度，跟抑制效果比對之後發現，α-螺旋構象對於抑制人類降鈣素聚集是有一定的重要性。DM 1-22為僅次於DM hCT最佳的抑制劑。Item 分子表面修飾的氧化鐵奈米粒子用於穩定人類降鈣素(2022) 吳宇萱; Wu, Yu-Hsuan類澱粉蛋白纖維的形成在類澱粉蛋白變性中是重要的關鍵。此外，一些多肽類賀爾蒙，如人類降鈣素 (human calcitonin, hCT) ，因具有調節血鈣水平的作用而聞名，但由於hCT具高度傾向形成類澱粉蛋白纖維，因此作為藥物的潛力有限。奈米材料在各個科學領域具有許多優勢，通常具有獨特的物理及化學性質，如體積小、表面積大和與其他物質反應時活性極高。最近，研究指出氧化鐵奈米粒子經過適當表面修飾能夠抑制類澱粉蛋白纖維的形成。在這項研究中，我們發現通過不同方法合成的 Fe3O4@Chl/Fe (Fe-C) 、Fe3O4@Chl/Cu (Fe-CCu) 和 Fe3O4@hematoxylin (Fe-SU) 會影響hCT的成核和聚集過程。為了獲取雙重的驗證，我們使用兩種放光區域不同的苯並噻唑螢光探針來監測 hCT 類澱粉蛋白纖維的形成，以避免氧化鐵奈米粒子自身光學特性潛在的干擾，並使用電子顯微鏡觀察樣品終點樣貌。額外使用動態光散射粒徑分析儀輔助監測hCT纖維的形成 。由凝膠電泳來佐證出終點樣品的單體含量，和使用4,4'-二苯胺基-1,1'-聯二萘-5,5'-二磺酸與尼羅紅觀測共培育後的纖維含量。我們證實Fe-C為效果最佳的奈米粒子用作抑制hCT類澱粉蛋白纖維的產生，可使hCT更加穩定，經共培養後依然保留最多蛋白質單體，得以與細胞膜上的受體結合，增加其生物活性。此外，我們發現Fe-C以及Fe-CCu能夠降解預先形成的hCT纖維。我們的目標是希望在 hCT 製劑中添加一種新穎材料，以增加 hCT 作為藥物活性成分的機會。Item 設計具有抗聚集性的人類降鈣素變異體(2021) 謝宜靜; Hsieh, I-Ching胜肽的不可逆聚集極大地限制了其做為藥物的生物利用度和治療活性，因此有效抑制胜肽聚集是一個重要的挑戰。人類降鈣素（Human calcitonin, hCT）是一種由32個胺基酸組成的的胜肽激素，經由甲狀腺中的濾泡旁細胞（C-cell）所分泌，並且hCT在生物體中具有調節血鈣水平並維持骨骼型態的生理功能，因此適合用於治療骨骼相關等疾病，如：骨質疏鬆症和佩吉特氏症。然而，hCT具有形成類澱粉蛋白纖維的高聚集傾向，這可能導致原始功能降低而阻礙其藥物潛力。目前臨床治療中，鮭魚降鈣素（Salmon calcitonine, sCT）因為較高的生物活性和極低的聚集傾向，而代替hCT成為廣泛使用的胜肽藥物，但可惜的是sCT與hCT的低序列同源性，造成患者服藥後有嚴重的副作用和免疫反應發生，因此本研究的目標是設計一種與hCT保持高序列相似性的變異體。先前已證明在hCT的特定胺基酸位點上進行修改就足以有效抑制hCT聚集，所以我們試圖找尋出調節胜肽聚集的關鍵位置和胺基酸，使hCT能以最微小的序列變化設計出具有低聚集傾向但不損失生物活性的理想策略。在這項研究中，我們使用預測軟體發現Tyr12位置在抑制hCT聚集中起關鍵作用，從而提出了三種人類降鈣素變異體（Y12E、Y12P和Y12R），並且透過多種實驗觀察聚集特性，包括ThT螢光動力學、TEM、SDS-PAGE和DLS，顯示Y12E表現出較好的抗聚集能力，以及指出三種變異體與磷脂膜相互作用和TFE誘導劑下結構幾乎不受太大影響。我們還進一步的測定細胞內被激活的cAMP來檢測這些變異體是否能與其受體結合，卻意外發現，Tyr12的胺基酸側鏈結構可能是與受體結合的重要部位。本研究證實了Tyr12突變成Glu、Pro雖然能顯著改善其類澱粉蛋白纖維形成，可是卻也嚴重影響其發揮正常的生理功能，需要更謹慎地探討Tyr12在序列中的意義。Item 磁性奈米材料用於抑制人類降鈣素聚集(2021) 沈采玲; Shen, Cai-Ling根據文獻紀錄目前約有三十多種人類胜肽或蛋白質聚集形成類澱粉蛋白纖維，而此些類澱粉蛋白纖維存在又與人類疾病關係密切，可惜的是目前並沒有治癒類澱粉蛋白變性病的方法，因此抑制類澱粉蛋白聚集成為最重要的治療策略。人類降鈣素是由32個胺基酸所組成的激素肽，透過甲狀腺濾泡旁細胞(亦稱C細胞)分泌，主要功能為調節體內鈣離子濃度與維持骨骼結構，因此可應用於治療骨相關疾病。然而，人類降鈣素因聚集速度較快易於形成類澱粉蛋白纖維導致降低其生物利用度及治療活性。目前選擇用聚集速度較慢的鮭魚降鈣素做成的鼻噴劑來當作治療藥物，但其與人類降鈣素的胺基酸序列差異甚大，導致具有免疫反應相關問題，而能有效抑制人類降鈣素形成類澱粉蛋白聚集並維持其治療活性成為最重要的研究課題。磁性奈米材料因具有較高生物相容性、低毒性、獨特的磁性以及其他等優點，因此於各個領域皆廣泛地發展成為具有潛力的材料，此外亦有些許的研究是關於磁性奈米材料抑制類澱粉蛋白纖維的探討，並且發現此奈米材料抑制人類降鈣素聚集的文獻甚少。本研究中，我們透過化學共沉澱法製備出氧化鐵奈米粒子，並且利用不同方法(如共價鍵與吸附)將小分子包覆於氧化鐵奈米粒子的表面，再觀察其對於人類降鈣素形成類澱粉蛋白纖維的影響。經由硫磺素-T動力學和穿透式電子顯微鏡證明Dopamine-Fe3O4及Dihydrocaffeic acid@Fe3O4這兩種材料皆能有效抑制人類降鈣素聚集以及可降解其類澱粉蛋白纖維，透過此些實驗結果，我們期望能再以人類降鈣素為有效成份的劑型開發中，尋求可用來穩定人類降鈣素的藥物賦形劑添加物。Item 具多巴胺與五胜肽DFNKF修飾的中孔洞氧化矽奈米粒子對人類降鈣素聚集之影響(2021) 陳昱傑; Chen, Yu-Jiie人類降鈣素(Human calcitonin, hCT)是由32個胺基酸組成的胜肽荷爾蒙，透過甲狀腺周圍的濾泡旁細胞所分泌。主要的生理功能為維持血液中鈣離子濃度以及骨骼結構之形成，可以用於治療高血鈣症、佩吉特氏病以及骨質疏鬆症等疾病。然而，水溶液中的人類降鈣素具形成類澱粉蛋白纖維之傾向，可能會使其生理功能受到影響並限制其作為胜肽藥物之發展。中孔洞氧化矽奈米粒子有高單位表面積、易官能化修飾、低細胞毒性和高生物相容性等優點，使其在生物醫學相關領域發展相當的廣泛。本實驗室先前研究中，粒徑約1 nm修飾有鄰苯二酚結構的奈米碳點材料成功地抑制人類降鈣素形成類澱粉蛋白纖維，本論文則使用粒徑約45 nm的中孔洞氧化矽奈米粒子亦修飾同樣的鄰苯二酚結構，來探討粒子大小對於抑制人類降鈣素聚集的差異。 另外，有文獻指出人類降鈣素中15-19號序列DFNKF為誘發人類降鈣素聚集的關鍵序列，本實驗想透過五胜肽DFNKF來影響全長的人類降鈣素聚集。同時，由於短胜肽在體內容易發生降解作用，我們亦將五胜肽DFNKF修飾於中孔洞氧化矽奈米粒子(MSN-DFNKF)與人類降鈣素共培養，運用硫磺素-T動力學分析與穿透式電子顯微鏡來觀察纖維數量及纖維形貌的改變。