「普利昂疾病」是一種最特殊又最可怕的神經退化症。它的特殊之處有兩點，第一個特殊之處在於這是唯一可以傳染的神經退化症，不但可以在個體之間傳染，甚至還可以跨物種傳染。「普利昂疾病」這個名稱，對於一般人可能很陌生，但提到「狂牛症」，也就是發生在牛身上的普利昂疾病，大概沒人沒聽過，由於它可以從「牛」傳到「人」，又可以經由「輸血」繼續人傳人的能力，在二十幾年前可是讓人聞之色變。第二個特殊之處在於這種疾病的傳染物質不是我們所熟悉的病原體，而是一種錯誤摺疊的蛋白質。這種蛋白質溶解度低，會沿著一個方向堆疊，成為一種特殊的蛋白質聚合物，我們稱之為「澱粉樣纖維」。普利昂疾病的可怕之處是指一旦症狀開始出現，病患大多急遽惡化，一年左右就會死亡，無藥可治。要想發展出能治療這種疾病的藥物，必須要先知道治病的「普利昂澱粉樣纖維」結構是什麼。澱粉樣纖維因為分子量大，堆疊的纖維每根都不一樣，沒有辦法用一般結構生物學的技術去解出，最近這幾年來冷凍電子顯微鏡技術的發展，使得解出「澱粉樣纖維」結構不再是不可能的任務。我們這篇論文是台灣第一個使用冷凍電子顯微鏡技術解出的澱粉樣纖維，也是第一個高解析度的普利昂胜肽形成的澱粉樣纖維。這個纖維由四條原纖維圍繞組成，最特別的是中間還有一條水分子通道，這種結構從未在其他澱粉樣纖維中看到。解出普利昂澱粉樣纖維的結構，為研究此疾病的形成和治療帶來新的方向。

有機磷是重要之化合物，廣泛應用於合成化學、農用化學品和藥物分子。硫代磷酸酯就是其中之一，在農藥及生物活性領域具有普遍的運用，農藥方面以Iprobenfos最具代表性，另外在生物活性方面，硫代磷酸酯所修飾的寡核苷酸可運用在RNA 靶向治療劑、HIV-I 抑製劑和抗膽鹼酯酶。本研究不需要添加過渡金屬、氧化劑、使用便宜也易取得乙酸乙酯最為溶劑且使用少量的鹼，完成一系列對環境友好且高效率親硫加成反應。本研究將各種硫酮與不同的亞磷酸酯衍生物反應得到一系列的硫代磷酸酯。我們也進行克級反應，依然可以維持良好的產率。經過控制實驗，分別為競爭反應、陰離子捕獲反應及自由基反應。反應機構探討方面，本論文也利用密度泛函理論，進行反應機構的推測，透過密度泛含理論計算得知，相較於親碳加成，親硫加成所需的能量更低，因此形成磷硫鍵生成，得到產物硫代磷酸酯。

有機-無機混合鈣鈦礦太陽能電池 (PSC) 近年來備受關注，自2009年Miyasaka及其同事首次報告功率轉換效率 (PCE) 為3.8%，目前鈣鈦礦太陽能電池設備的效率已超過25%。其中，電洞傳輸材料層目前仍然以 (Spiro-OMeTAD) 最被廣泛應用。然而，Spiro-OMeTAD電洞遷移率有限，電導率低，合成過程複雜。因此，開發新型、低成本、穩定的HTM是一個重要議題。金屬紫質及其衍生物普遍存在於自然界中，此外，紫質化合物具有很高的穩定性和優異的光學性質、電化學、剛性結構等特性，這意味著以金屬紫質為基本架構的電洞傳輸材料系統有望應用在太陽能電池元件上。

因此，我們設計開發了一系列以金屬紫質為基本架構的電洞傳輸材料，這一系列新型Zn(II) 紫質分子具有兩種供體系統二芳胺與三芳胺且具有 D_2h對稱性，可以利用二芳胺與三芳胺來調節HOMO/LUMO能階。此外並通過烷氧基鏈的長短調節溶解度和疏水性。新型紫質電洞傳輸材料MDA4 獲得了22.67% ( V_OC 為 1.135 V，FF 為81.3%， J_SC 為 24.56 mA cm⁻²)的光電轉換效率(認證效率為22.19%)，元件同時具有很好的熱穩定性。

多核金屬錯化合物可以有效提高其金屬催化劑對環酯類單體開環聚合反應的催化活性。 其類型可分為兩種：1. 如果催化金屬中心彼此足夠接近，它們就會分擔聚合過程中配位插入反應的工作。 2. 如果催化金屬中心相距很遠遠，但連接催化金屬中心的配體會有共振效應，它們的正電荷性質會彼此相互影響，有如拉電子基團一樣影響著催化聚合反應。本篇綜述重點聚焦於最近關於多核金屬催化劑應用於環酯類單體開環聚合反應的報導，這些多核金屬催化劑表現出比單核金屬催化劑更高的催化活性。此外，本篇綜述也提供了開發新型多核金屬錯化合物所面臨的困境，以及設計催化劑的策略和關注點。

長期以來，將低毒性前驅物在腫瘤部位原位轉化為化療藥物，以提高其治療效果一直是一個難以實現的目標。在這項研究工作中，我們製備了一種包含藥學上可接受前驅物的鋅基沸石咪唑酯骨架做為奈米反應器 (NR) ，可以用於局部合成抗癌藥物。將所製備的 NR 在腫瘤小鼠模型中進行瘤內給藥，然後用超音波 (US) 照射以激活化學合成反應。使用 US 激活給藥的 NRs 滲透到腫瘤組織中以完全覆蓋病灶處，儘管有少許 NRs 洩漏到周圍的正常組織中，然而只有 H₂O₂濃度高的腫瘤組織才能充分接觸到合成的抗癌藥物，其成效顯著阻礙了腫瘤的成長。在周圍正常組織中未檢測到明顯的化學合成反應，因為其局部 H₂O₂ 濃度可忽略不計，並且未直接經由 US 照射。本研究所提出的治療分子的腫瘤特異性原位合成不會引起任何明顯的體內毒性，因此是一種有效的生物相容性精準化療方法。

近紅外二區(NIR-II, 1000-1700 nm)為近年來一個新興的詞，與傳統近紅外一區(NIR-I, 600-900 nm)相比，NIR-II可大為降低光穿透生物組織時的吸收與散射，和生物分子自體螢光的干擾，因此可以達到深層顯影與更高的空間分辨率的效果。然而，現今只有少數的螢光探針放光波長能超過 1100 nm且量子產率高於 0.5%，因此本研究旨在開發半導體共軛高分子點(Pdots)為主的螢光探針，由於長波長和高量子產率一直是一個難以同時兼顧的課題，主要是因為既有的發光能隙定律限制(emission energy gap law)。因此我們想設計一個具有超小能隙donor-acceptor為主的分子結構，達到長波長的放光，並藉由TADF材料中獨特的立體結構及光學特性，來突破低量子產率的困境。TADF通常為具高度扭曲的結構，此特性可以將量子產率提高至近1.6%，同時TADF分子使共軛長度增加，也可能使放光波長產生紅移的現象至1100 nm，我們從DFT理論計算去深入探討TADF分子對於整個共軛鍊的光學影響，我們也將此分子做成Pdots，並通過顆粒大小與表面官能基調控的方式，使Pdots成功應用於老鼠活體的3D深層骨頭顯影上。

為了更加地理解非共價鍵弱作用力對分子或其鍵長的影響，本篇論文探索了氟化的手性鋅錯合物中含三種非共價鍵[藍移氫鍵(HB)、第四族鍵(TB)和鹵素鍵]對分子所造成的影響。便用高準度的中子繞射結構解析，研究結果顯示了亞甲基C-H鍵分別由於第四族鍵和藍移的氫鍵的作用，而各別造成C-H鍵的伸長和C-H鍵的縮短。為了顯示多個弱作用力對藍移 C-H 鍵的可加成效應，本研究也仔細研究了三種不同類型的第四族鍵，成果中展示了如何透過與來自該 C-H 鍵的氫原子形成藍移氫鍵，而達到抵消因TB鍵所造成的C-H鍵伸長。用 密度泛函理論 (DFT) 和其他相關非共價鍵弱作用力計算，非共價鍵作用和靜電勢分析研究可用來驗證此實驗的結果。

隨著上世紀末化學家對 C-H鍵中的氫鍵的興趣；其所得到的一般認知是，此共價C-H所形成的氫 鍵是縮短C-H鍵，這與當時一般大多數人所熟知的典型 H鍵相反。然而，由於這種收縮的幅度很小，加上測量它長度變化的超高難度，這個想法幾乎沒有辦法得到實驗的驗證。這篇論文除了再闡述了所謂的藍移氫鍵及它的可加成性外；並探討它的另一個全新概念，即與C作用時(用第四族鍵)其伴隨著C-H鍵延長的現象；這是一個徹底抵制所有(之前)實驗可測試及證實的論述。本篇文章採用高準度中子繞射的實驗數據，修正了化學界對C-H鍵的既有概念，對非共價鍵作用力研究領域將是一篇重要的參考文獻。

 

[註: 1. Bent’s rule 可用來解釋C-H鍵的伸長和C-H鍵的縮短。

2. 在此論文中用手即可將不同的手性鋅錯合物晶體分開，應可媲美巴斯德用鑷子將不同對掌性的酒石酸鈉晶體分開的實驗。

自由基是具有未成對電子的化合物，具有相當高的活性，其自發性的二聚合反應更是自由基難以分離與純化的主因，所以低配位數自由基分子相當少，因此最常見的穩定自由基的方法就是增加分子的立體阻礙與配位數。例如：三配位硼中性自由基可透過單電子還原三配位硼陽離子來合成，但是，還原雙取代硼陽離子並無法達到穩定的雙取代硼自由基，而是生成了具有硼-硼單鍵的二聚合反應產物。雙取代硼自由基不穩定的原因除了立障不夠大以外，其中心硼原子上同時存在的兩個高反應性原子軌域也是原因之一，所以在過去超過半個世紀的研究中，雙取代硼自由基的合成從來沒有被實現過。在本篇的研究中，邱靜雯教授團隊利用正交推拉電子效應，讓硼原子上的兩個相互垂直的空軌域與半填滿軌域，分別由推電子的氨基與拉電子的碳烯來穩定，成功合成出第一個雙取代硼自由基陽離子，並發現此雙取代硼自由基陽離子與三配位中性硼自由基之間的電子轉移可以用一氧化碳配位來控制。當雙取代硼自由基陽離子與一氧化碳結合後，電子會從三配位中性硼自由基轉移到一氧化碳配位之硼自由基陽離子；但是在低壓下抽掉一氧化碳後，電子又會回到三配位硼陽離子，產生原本的雙取代硼自由基陽離子。