推展中心化學組負責協助國內外化學相關研究機構合作及學術交流，支援化學學門與科學推展中心SPEC，也會補助及辦理學術活動，統整學術訊息，進行研究能量統計。歡迎大家透過每年固定於4月、8月、12月推出的工作報告通訊，了解推展中心化學組的工作成果。 

展望新的一年，電子報將繼續推動國內化學研究領域共好及朝向永續發展的推廣目標，我們將會開設新的〈研究合作徵求〉欄位，誠摯邀請各位學術研究夥伴為自己的實驗室撰寫一篇介紹文，以增進學術界的交流合作。無論您的實驗室專注於基礎科學、應用研究，或是跨領域整合，我們期望透過電子報刊登介紹文，讓不同領域的研究者能更深入了解您的研究重點、技術專長以及現有的研究資源，進而拓展彼此的合作機會。

 

每篇投稿以500字為限，內容涵蓋實驗室的核心研究方向、技術優勢、目前研究成果以及期望尋求的合作領域，並歡迎您提供大頭照、實驗室網頁連結、聯絡資訊，以便讓對您的研究感興趣的老師及研究者進一步主動跟您聯繫。非常期待各位學術研究夥伴踴躍投稿，讓我們攜手共創學術研究與技術創新的美好未來！

In-Cell DEER Spectroscopy of Nanodisc-Delivered Membrane Proteins in Living Cell Membranes  

Chu-Chun Cheng, Ruei-Fong Tsai, Che-Kai Lin, Kui-Thong Tan, Vidmantas Kalendra, Mantas Simenas, Chun-Wei Lin, and Yun-Wei Chiang 

JACS Au 2024, 4, 10, 3766–3770 

國立清華大學 化學系 林竣偉助理教授 

國立清華大學 化學系 江昀緯教授

膜蛋白在許多細胞生理程序中扮演關鍵角色，例如運輸分子和傳遞信號。然而，要在其自然環境中研究這些蛋白質的結構變化和功能，仍然具有很大的挑戰性。在我們的研究中，我們開發了一種新方法，使用稱為奈米碟的人工膜片，將標記的膜蛋白輸送進入活細胞的膜中。透過這項技術，我們可以直接使用雙電子自旋共振（DEER）光譜法來觀察蛋白質在活細胞上的結構變化。我們將這個方法應用於膜蛋白 BsYetJ，並成功將其輸送至兩種不同的細菌中：大腸桿菌（革蘭氏陰性菌）和枯草桿菌（革蘭氏陽性菌）。結果顯示，輸送後的 BsYetJ 仍保有運輸鈣離子的功能，顯示其在轉移過程中仍保持活性。我們的實驗還發現，BsYetJ 在不同膜環境中的行為有所不同，顯示出周圍脂質對蛋白質功能的影響。這種奈米碟輸送方法克服了傳統技術的限制，使研究膜蛋白在真實生理條件中的結構和功能變得更加容易，可輕易的將修飾過、改造過的膜蛋白輸送至活細胞，為未來研究提供了一個有價值的工具。 

Highly Efficient Manganese Bromides with Reversible Luminescence Switching through Amorphous–Crystalline Transition 

Guang-Hsun Tan, Hao-Cheng Lin, Hao-Chi Liang, Chih-Wen Pao, Po-Yu Chen,

Wei-Tsung Chuang, Chung-An Hsieh, Dalia M. Dorrah, Ming-Chia Li, Li-Yin Chen,

Ho-Hsiu Chou, and Hao-Wu Lin

ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 41, 55842–55851

國立清華大學 材料科學工程學系 林皓武教授

儘管放光刺激響應材料 (luminescent stimuli-responsive materials, LSRMs) 因其在光電領域中所展現出的應用潛力而成為近年來的研究焦點之一，然而大多數的LSRMs需使用到如鑭系元素等稀土金屬，而這也限制了它們進一步的發展。在本研究中，我們成功透過乾式球磨製程合成出兩種錳基LSRMs，即(R-PEA)₂MnBr₄與(S-PEA)₂MnBr₄。(R-PEA)₂MnBr₄與(S-PEA)₂MnBr₄可在室溫下同時展現出非晶的紅色放光態與結晶的綠色放光態，且此二狀態可透過熔融淬火(melt-quenching)和退火(annealing)來進行可逆轉換。基於上述特性，我們首次成功將錳基鹵化物應用於可重複利用之時間-溫度指示器(time-temperature indicator)上。此外，我們也利用非晶態的高透明度，實現了具有低偵測極限（18.1 nGy/s）和高空間分辨率（30.0 lp/mm）的X光閃爍體。以上成果揭示了錳基鹵化物的多功能性。  

HURP binding to the vinca domain of b-tubulin accounts for cancer drug resistance

Athira Saju, Po-Pang Chen, Tzu-Han Weng, Su-Yi Tsai, Akihiro Tanaka, Yu-Ting Tseng, Chih-Chia Chang, Chun-Hsiung Wang, Yuta Shimamoto & Kuo-Chiang Hsia  

Nature Communications, 15:8844, 2024

中央研究院 分子生物研究所 夏國強研究員

長春花生物鹼衍生物是一類用於治療癌症的化療藥物，但癌細胞常會對此產生抗藥性，限制了治療效果。研究發現，肝癌上調蛋白（HURP）可能與這種抗藥性有關。HURP 是一種微管作用蛋白，在多種癌症中表達量很高，能夠降低癌細胞對長春花生物鹼類藥物的敏感性，但具體的分子機制仍不明確。  

 

為了解 HURP 如何導致抗藥性，中研院分子生物學研究所研究員夏國強、台灣大學生命科學系教授蔡素宜以及日本國家遺傳學研究所副教授 Yuta Shimamoto 展開了合作研究。他們結合了冷凍電子顯微鏡技術、生化分析與細胞生物學實驗，深入探索了 HURP 在細胞中作用的機轉。 

 

研究發現，HURP 含有一個專門結合微管蛋白的區塊，能與 β-微管蛋白直接結合，並與長春瑞濱（一種長春花生物鹼衍生的化療藥物）競爭。這種競爭能夠減少長春瑞濱引發的微管生長缺陷，降低藥物對癌細胞的抑制效果，進而使癌細胞對藥物產生抗性。此研究闡明了 HURP 過度表現如何驅動抗藥性，也提出了以 HURP 作為抗癌新標靶的可能性。針對 HURP 的抑制，或許能增強長春花生物鹼類藥物的療效，為未來的癌症治療帶來新的方向。

Chi-Hao Chang, Chao-Ting Yen, Theo P. Goncalves, Yu-Sheng Lin, Yu-Chun Wang,

R. Sidick Basha, Bo-Yan Chen, Cheng-Hao Fu, Liang-Wei Chen, Meng-Li Jhou,

Kuo-Wei Huang and Chih-Ming Chou

Chem. Commun. 2024, 60, 11339–11342 

國立高雄大學 應用化學系 周志明教授

阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學 黃國維教授

本研究探討了利用羧酸作為導向基團，進行高選擇性的溝呂木－赫克反應(Mizoroki-Heck reaction)反應。烯烴作為有機分子中的重要官能基團，由於其廣泛存在以及多樣的反應性，吸引了有機合成化學和藥物化學領域的高度關注。然而，對於內部烯烴特別是未活化雙鍵的選擇性官能基化，依然是化學合成的一大挑戰。傳統方法通常需要額外的導向基團和昂貴配體，而限制了其應用性和經濟性。為克服這些限制，本研究提出以羧酸作為導向基團來實現雙鍵官能基化。烯烴羧酸衍生物通過與鈀金屬形成五元環中間體進而與不同構型底物反應，達到高區域和立體選擇性控制，進而省略添加配體的需求，提升了反應的經濟性。實驗採用(E)和(Z)構型的烯基溴與(E)不飽和羧酸進行Heck型烯基化及內酯化反應，並發現醋酸鈀和碳酸銫的組合在適當的溫度下實現了最佳化條件，對多種取代基具有良好的適應性，理論計算結果也表明底物構型對產物選擇性有一定程度影響。在本篇論文中，此方法在高選擇性合成共軛1,3-二烯和丁內酯方面極具潛力，且能廣泛應用於不同取代基，顯示了此催化系統的穩定性和選擇性。總結而言，此研究展示了一種創新的底物導向Heck型烯基化方法，無需額外導向基和配體，能夠廣泛應用於未來的藥物和材料合成中，具有顯著的應用價值。 

A robust inorganic binder against corrosion and peel-off stress in electrocatalysis 

Joey Andrew A. Valinton, Meng-Yu Lin, Cheng-Han Tsai, Cheng-Te Tsai, Ming-Jia Chiu, Cheng-chau Chiu and Chun-Hu Chen 

Chem. Sci., 2024, 15, 16966 

國立中山大學 化學系 陳軍互特聘教授

國立中山大學 化學系 邱政超副教授

在電化學研究領域中，幾乎都需要黏著劑(binder)將電催化劑固定於電極表面。傳統的有機黏著劑，如Nafion，在陽極上高氧化電位下會有氧化分解的問題，且有機物的低導電度讓介面電阻提升，往往會讓電化學效能打折扣。 

 

我們提出使用酸性氧化還原輔助沉積法（acidic redox-assisted deposition）形成鈷錳氧氫氧化物（CMOH）作為無機黏著劑(inorganic binder)的首例。研究顯示無機黏著劑在高氧化電流下能保持穩定，即使在顯著的剝離應力下也能確保催化劑的附著性。這種堅固的催化劑附著性來自電極與黏合劑之間化學鍵的形成，並且可以透過增加CMOH的loading量進一步增強。

 

研究顯示，使用CMOH作為黏合劑具有更低的電荷轉移電阻（Rct）和更高的電化學表面積，這部分是由於不同氧化態的金屬位點的存在已被證明可提高本質導電性，促進黏合劑/電催化劑界面的電荷躍遷。本研究證明了以無機金屬氫氧氧化物作為有潛力的新一代固態黏合劑的概念驗證，打開未來以inorganic binder 來進行研究工作的新選項。

Spinel-Type Structured Phosphor Near-Infrared-II Emission: Intervalence Charge Transfer and Hetero-Valent Chromium Pairs 

Ming-Hsuan Huang, Kuan-Chun Chen, Prof. Dr. Natalia Majewska, Mikołaj Kamiński, Prof. Dr. Grzegorz Leniec, Prof. Dr. Ewa Mijowska, Prof. Dr. Wei Kong Pang,

Prof. Dr. Vanessa K. Peterson, Ding-Hua Cherng, Kuang-Mao Lu,

Prof. Dr. Sebastian Mahlik, Prof. Dr. Ru-Shi Liu  

Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202412815 

國立臺灣大學 化學系 劉如熹教授

近年來，近紅外光廣泛應用於醫療監測、無損檢測、安全防偽、生物成像等領域，故近紅外光螢光粉轉換發光二極體備受關注。臺灣大學化學系劉如熹教授實驗室與合作團隊針對高濃度鉻摻雜之LiGa_{5– x}O₈: xCr³⁺ ( x = 0.04–0.30)系列螢光粉進行深入研究，探討強離子間作用力導致之內部價電荷轉移現象於近紅外光一區與二區放射之影響。研究藉中子粉末繞射結構精修與電子自旋共振光譜分析，證實鉻離子僅佔據LiGa₅O₈尖晶石結構中之Ga1八面體格位，且此位點之高度扭曲與低對稱性環境有助於內部價電荷轉移現象。於高濃度鉻摻雜下，螢光光譜分析揭示此系列樣品具兩獨立放射峰：一是涵蓋近紅外光一區之單一Cr³⁺強晶體場導致之窄譜帶放射峰(λ_em約720 nm)，二是涵蓋近紅外光二區之異價鉻離子對誘導之寬譜帶放射峰(λ_em約1200 nm)。研究團隊藉衰變時間、變壓及變溫光譜進行定性分析，建構新能階模型，闡明內部價電荷轉移機制，同時成功進行近紅外光螢光粉轉換發光二極體封裝測試，揭示其為近紅外線光源之應用潛力。本研究不僅深入理解鉻摻雜系統螢光粉之內部價電荷轉移現象，亦為異價鉻離子於近紅外光二區放射提供完整機制解釋，於發光二極體激發之近紅外光螢光粉提供一嶄新設計思路。  

Square-Planar Nickel Bis(phosphinopyridyl) Complexes for Long-Lived Photocatalytic Hydrogen Evolution  

Chien-Ting Wu, Hung-Ruei Pan, Chi-Tien Hsieh, Yu-Syuan Tsai, Pei-Juan Liao,

Shuo-Huan Chiang, Che-Min Chu, Wei-Kai Shao, Yi-Rong Lien, Yu-Wei Chen,

Tsung-Lun Kan, Vincent C.-C. Wang, Mu-Jeng Cheng, and Hua-Fen Hsu

JACS Au 2024, 4, 10, 3976–3987  

國立中山大學 化學系 王琢堅助理教授

國立成功大學 化學系 鄭沐政教授

國立成功大學 化學系 許鏵芬教授

在此研究，我們使用磷吡啶配位基合成了一系列平面四邊形的二價鎳錯合物，並得到完整的結構與光譜的鑑定。電化學分析顯示，這些錯合物具有兩個可逆的單電子還原峰，表明該系統能穩定一價和零價的鎳錯合物。基於此性質，我們利用這些鎳錯合物作為光催化劑，並在包含有機光敏劑和犧牲電子供體的系統中，於含醇的水溶液中，嘗試光催化產氫反應，在最佳條件下，展現了高催化循環數。為探究其反應機制，我們結合電化學和光物理實驗，並輔以理論計算，推測此反應機制為還原淬滅的過程，且催化中心，是經由兩次連續單電子還原，隨後進行兩次質子轉移。這些鎳錯合物具有穩定的光催化產氫活性，其獨特的磷吡啶配位基系統有效穩定低氧化態的鎳中間體，伴演重要關鍵。  

國立嘉義大學 應用化學系 和 高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系

蘇  明  德  教  授 

 

(文章內容版權為蘇明德教授所有，如需引用請聯繫midesu@mail.ncyu.edu.tw)

「鋁」是一種很重要的商用金屬元素，其應用小到「鋁」製的易開罐或鋁「鋁」箔包，大到飛機的機翼上，都可看到「鋁」的存在。「鋁」在地殼中的含量排在第3位，僅次於〝氧〞(O)和〝矽〞(Si)，也可說是地殼中含量最高的金屬元素。 

 

現今全世界有三大最常被人們廣泛使用的金屬，那就是「鋁」、〝銅〞(Cu)、〝鐵〞。其中產量最大的鋼鐵已有五千多年的歷史，資格最老的〝銅〞以現在的資源來說，其開採期限不長了，不少國家不得不開始利用含〝銅〞1％以下的貧礦以取得〝銅〞。只有「鋁」是地球上儲存最多的金屬之一，占地殼重量的7.65％，占全部金屬的三分之一，比〝鐵〞還要多一倍，也比其它金屬的總和還多，地球上「鋁」礦的儲存量按目前開採量估計至少還可用15萬年。  

 

純「鋁」質地比較軟，但是只要「鋁」與其它金屬混合生成〝合金〞，就能提高硬度，因而「鋁」常以〝合金〞的型態廣被運用。 〝鋁合金〞的基本特點是密度小（2.7公克/立方公分）和〝比強度〞（抗拉強度與密度的比）高，其強度甚至已經超過了普通的鋼，因此用〝鋁合金〞代替鋼可以大大減輕重量，增加結構鋼硬度，這是「鋁」和〝鋁合金〞得以迅速發展的根本原因。 

《Molecules of Murder》這本書可以說是科普作家John Emsley《Elements of Murder》的續篇。作者以有趣又具有知識的方式，講述與化學分子相關的社會謀殺案件，例如英國廣播公司記者Georgi Markov死於「雨傘謀殺」，兇手以雨傘將針頭大小的金屬顆粒刺入皮膚，這個極小的顆粒中含有蓖麻毒素(ricin)，即使極小的劑量也是致命的。另外，前蘇聯特務Alexander Litvinenko在倫敦因釙-210而亡，致命的原因並非釙的化學特性，而是釙原子在轉化為鉛時所釋放的α粒子所造成的傷害。α粒子本身相對無害，但當它們從一個原子中被射出，進入到活細胞內部時，會很容易擾亂細胞內重要的機制。這本書還有很多化學案件的探討，如果你是偵探迷或鑑識迷，千萬不要錯過。  

 

12月是回顧全年成果並展望來年新目標的時刻，在這溫馨的冬日時光裡，我們有機會從過去的經驗中汲取養分，為即將到來的挑戰做好準備。無論是撰寫國科會計畫申請書、追求個人研究的突破，還是尋找未來的合作機會，所有的努力都需要我們持續保持熱情與毅力，特別在當前國際環境充滿變動的情況下，每一位研究者的付出，都是對未來的深刻投資。在新的一年即將到來之際，願所有研究夥伴在學術上取得更多突破，也別忘了在繁忙的工作中，給自己一些喘息與鼓勵，在生活中找到更多的平衡與成就，並且有滿滿的收穫。

 

我們也再次向所有讀者介紹可以透過每月寄送的化學圖書電子報獲得化學新知和研究新發現。同時也和大家宣傳我們【自然科學及永續研究圖書服務計畫-化學領域】的館際合作服務，當大家在研究中遇到無法獲得的期刊文章、或是無法開啟在電子報中〈書訊補給站〉介紹的專書、〈推薦報導〉的新知，〈臺灣研究新發現〉成果發表的期刊，別忘了「化學中心總圖書室」始終支持您的研究工作，可以提供「零距離、免付費」的館際合作服務，線上提出申請，化學領域的電子期刊、電子書，以及紙本文獻通通都有！化學中心總圖書室會於正常上班時間4小時內回覆(週一 ~ 五，09:00-17:00)，歡迎多加利用。

臺灣在世界12強棒球賽中一路過關斬將，最終獲得冠軍金盃，展現了我們團結與堅持的價值。這樣的勝利讓全國人民感受到集體的驕傲與力量，臺灣的各項領域都能夠在國際舞台上有發光發熱的時刻，我們都是有決心、競爭力與韌性的TEAM TAIWAN成員。

 

化學圖書服務計畫超前佈署設計了六款TAIWAN元素徽章，原本是為了在2025的化學年會宣傳計畫服務，但是趕上讓大家熱血榮耀的一刻，我們決定請各位能花幾分鐘的時間填寫服務滿意度調查問卷，就會隨機出色將TAIWAN元素徽章寄給您，我們都是TEAM TAIWAN成員。同時謝謝您的批評與指教，才能使我們不斷改善服務方向和品質，再次謝謝大家。

 

工作團隊介紹

邱靜雯教授(主編)、施定男(推薦報導中文導讀撰寫)、翁雅芳(研究成果蒐集、書訊撰寫)、

高瑋(編輯時程內容規劃、校稿)、楊家祥(美編)