電子報第50刊了！我們做了影片回顧這一段長達四年兩個月的旅程，再加上前期的規劃，等於是我們團隊努力不懈、全心投入的四年半心血。從一開始懷疑是否能趕上 2021 / 4 / 1 發行創刊號，到後來焦慮每期〈臺灣研究新發現〉的稿件，再到逐漸建立起有條理的工作流程、也收到越來越多的主動投稿，整段過程不斷在崩潰與順利出刊之間循環(笑)，但我們仍是一步一步撐到了今天。

 

電子報的點閱率，從創刊號的 7%，一路成長到目前最高 41%，這代表著大家對我們團隊努力的回應與肯定。現在回頭看這段歷程，真的覺得我們團隊很厲害，也感到無比驕傲！衷心感謝所有化學相關領域的學者們提供寶貴稿件，也感謝蘇明德老師的無私奉獻。雖然我不知道自己會接這個《化學圖書服務計畫》多久，也不確定未來的計畫主持人是否會繼續經營這份電子報，但我們都會秉持最大的努力與責任，奮戰堅持到底！

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。 

國際純化學暨應用化學聯合會(IUPAC)最新動態

 

【區塊鏈 x 化學研究：科技與信任的革命性對話！】

IUPAC 於2025年3月20日在《Pure and Applied Chemistry》發布了一份關於《Blockchain Technology in Science》的白皮書，以下為該文件之英文摘要節錄： 

 

本白皮書概述區塊鏈技術在科學研究流程及相關領域(如化學/藥物供應鏈與教育)中的當前應用情況。​​文中描述了該技術在科學研究流程各個階段的成功應用，包括構想的時間戳記、資金籌措、實驗執行、研究結果分析，最終到資訊共享與成果發表。​然而，並非所有區塊鏈的應用案例都取得成功。​本白皮書中，受訪者討論了他們在區塊鏈應用過程中所學到的教訓，讓讀者了解技術未能奏效的原因。​此外，本文還強調了該技術未來的潛在用途；在考慮使用時應避免的陷阱；相關立法與監管政策何時及如何發揮作用；以及該技術如何演進與增強(有人認為區塊鏈的第四代演進即將到來！)。​本文亦探討了量子電腦對區塊鏈技術的潛在影響，以及為確保穩定且可證明安全的量子安全替代方案所進行的開發工作。

Molecular basis of host recognition of human coronavirus 229E

Yu-Xi Tsai, Yu-Chun Chien, Min-Feng Hsu, Kay-Hooi Khoo & Shang-Te Danny Hsu

Nature Communications 2025, 16:2045

中央研究院 生物化學研究所 徐尚德研究員

人類229E冠狀病毒（hCoV-229E）在1965年被科學家發現，是七種感染人類的冠狀病毒種類中最早被報導的一種。它透過辨識人類氨肽酶N（human amino peptidase N, hAPN）作為感染人類的金鑰。感染hCoV-229E會導致感冒的呼吸道症狀，例如頭痛、流鼻水和喉嚨痛。值得一提的是，hCoV-229E的感染經常會與呼吸道融合病毒（respiratory syncytial virus, RSV）感染同時發生，對於新生兒的影響較大。我們利用低溫電子顯微鏡及質譜，同時配合本實驗室日前開發的GlycoSHIELD蛋白質醣化模擬工具分析hCoV-229E表面棘蛋白如何辨識hAPN ，以及病毒與宿主蛋白質的轉譯後醣化修飾細節，最後建立hCoV-229E 棘蛋白與hAPN結合的分子模型，讓我們在hCoV-229E被發現一甲子後首次可以直接看到它是如何透過它的棘蛋白辨識我們體內的hAPN蛋白質達成感染的任務。透過數十年的基因演化資訊，我們也發現h229E-CoV棘蛋白會隨著時間增加表面的醣化修飾，增加遮蔽效應，可能因此可以幫助免疫逃脫。同樣的醣化遮蔽現象也發生在流感病毒的凝集素蛋白（hemagglutinin, HA），對於季節性流感疫苗設計有重要貢獻。這項研究工作的主要研究內容是我在臺大生化所指導碩士班學生蔡淯璽的碩士論文，而淯璽也即將今年夏天前往德國海德堡歐洲分子實驗室（European Molecular Biology Laboratory, EMBL）攻讀博士班。謝謝中央研究院核心設施低溫電子顯微鏡、質譜核心設施和生物物理核心設施的尖端科技支援，讓我們得以完成這項挑戰的工作。

Stabilization of Sb₄ Tetrahedra in Paramagnetic Transition Metal Carbonyl Complexes

Yu-Huei Li, Chia-Hsien Lin, Hui-Lung Chen, En-Che Yang, and Minghuey Shieh

J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 11, 9043–9048

中國文化大學 化材系  陳輝龍教授

輔仁大學 化學系 楊恩哲教授

國立師範大學 化學系 謝明惠特聘教授

本研究成功首次合成並穩定出「銻四面體 (Sb₄ tetrahedron)」的完整結構，突破長久以來主族元素化學中Sb₄無法穩定存在的挑戰，為金屬團簇與材料化學領域帶來重要突破。研究團隊採用溫和合成策略，以氧化銻 (Sb₂O₃) 與 Cr(CO)₆為原料，在無需嚴苛的條件下成功合成出新穎的Sb₄四面體化合物 [Et₄N]₄[Sb₄Cr₆(CO)₂₈]。單晶繞射確立其立體構型包含一個完整的Sb₄四面體核心，並由四個末端Cr(CO)₅及兩個橋接Cr(CO)₄配位基穩定包覆。研究顯示，該Sb₄化合物展現高度化學活性，能與多種過渡金屬(如Mn、Fe、Co)進行轉金屬化反應，並能與氧氣反應生成新穎的氧活化產物。理論模擬進一步證實Sb₄單元具有超原子(superatom)特性，其分子軌域呈現超原子 S、P、D 混成態。此外，這一系列的Sb₄基底化合物展現出順磁性與可調控低光學能隙 (0.54–1.62 eV)，使其具備磁性半導體與量子材料的發展潛力。這些磁性與半導體特性皆已透過電子自旋密度分佈、分子軌域結構分析的理論計算與磁性測量、電子自旋光譜以及導電度實驗結果相互驗證。本研究成果發表於國際頂尖期刊《Journal of the American Chemical Society (JACS)》，是實驗合成、結構分析、理論模擬與磁性研究跨領域整合的代表作。此項重要成果由國立台灣師範大學化學系謝明惠教授、中國文化大學化材系陳輝龍教授以及輔仁大學化學系楊恩哲教授等三校的研究團隊攜手完成，展現台灣在先進功能材料與理論計算領域的高度實力與合作能量。

Laser-Polarization-Induced Anisotropy Enhances Protein Crystallization

Tien Chen, Hirotsugu Hiramatsu, Shuichi Toyouchi, Teruki Sugiyama

Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202501827

國立陽明交通大學 應用化學系 杉山輝樹教授

蛋白質結晶化是結構生物學的關鍵技術，然因蛋白質之複雜動態行為與成核現象之隨機性，時常面臨諸多挑戰。本研究提出一種創新的光學操控策略，旨在精確控制蛋白質結晶過程，並深入探討雷射偏振效應於作用之影響，此為既往研究中相對較少關注之面向。本研究選用雞蛋白溶菌酶（HEWL）作為模型蛋白，並構建一套客製化之光學捕獲系統，利用聚焦之 1064 nm 連續波近紅外雷射，以操縱 HEWL之結晶過程。透過光學捕獲技術，蛋白質於焦點區域內達成局部濃縮，進而形成蛋白質聚集體。即時螢光光譜與拉曼光譜監測結果顯示，該聚集體雖對初始成核事件構成限制，並抑制分子之自由運動，然同時亦於焦點周圍誘導高濃度區域（HCD）之形成。利用共軛焦螢光顯微鏡，此研究得以進一步表徵 HCD 之空間分佈；另透過螢光各向異性測定與偏振拉曼光譜分析，則可直接探討 HCD 內部之分子排列的異向性。研究結果顯示，HCD 內部分子之排列高度關聯於捕獲雷射之偏振狀態：線偏振光可產生高度有序之 HCD，並顯著加速雷射關閉後之 HEWL 結晶；相對而言，圓偏振光所誘導之HCD 則較為無序，對結晶作用之影響亦相對較小。本研究證實，雷射偏振效應可顯著調控 HEWL  於光學捕獲中之超分子組織化現象，進而影響結晶成核與生長行為。此等發現為光學操控技術於蛋白質結晶領域之應用，提供嶄新之視角，並為優化結晶條件、加速結構生物學研究、以及精準設計治療性蛋白質、擘劃嶄新之可能性。

Cam-Hoa Mac, Giang Le Thi Nguyen, Dien Thi My Nguyen, Sheng-Min Huang,

Hsu-Hsia Peng, Yen Chang, Shih-Kai Lo, Hui-Hua Kenny Chiang, Yuan-Zhen Yang,

Hsiang-Lin Song, Wei-Tso Chia, Yu-Jung Lin, and Hsing-Wen Sung

J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 10, 8406–8421

國立臺灣大學醫學院附設醫院 新竹臺大分院 骨科部 賈維焯醫師

中央研究院 應用科學研究中心 林鈺容助研究員

國立清華大學 化學工程學系 宋信文教授

敗血症是一種因細菌感染而引起的全身性發炎反應，若未能及時控制，易導致多重性器官衰竭甚至死亡，是一極具挑戰性的急重症。隨著神經免疫交互作用研究的進展，「膽鹼能抗發炎路徑」（cholinergic anti-inflammatory pathway, CAIP）逐漸被視為治療發炎相關疾病的新策略。此路徑主要仰賴迷走神經傳遞訊號，以調控免疫細胞活性，進而抑制過度發炎反應。本研究提出一種非侵入式迷走神經刺激平台技術，啟動CAIP來達到治療敗血症的目的。研究裡，我們合成了一壓電材料的微粒系統，經口服後此微粒可黏附於胃壁細胞表面TRPV1受體上。之後，以一簡易的超音波機器施加一低強度脈衝超音波激發這些微粒，產生微量電流刺激胃壁上迷走神經，經其傳入纖維將訊號傳遞至腦部中樞系統以啟動CAIP。此過程可有效抑制發炎反應，並調節免疫功能。在小鼠敗血症模型實驗裡顯示接受迷走神經刺激後，小鼠的全身性發炎程度、體重下降幅度、器官衰竭指標與死亡率等，皆有明顯的改善。此外，在脾臟中的免疫細胞活性亦受到調整，進一步支持此療法可透過神經－免疫軸發揮作用。此項技術具有非侵入性與高度安全性的特點，治療過程所造成的生理負擔極小。所搭配的超音波機器體積輕巧、操作簡便，不僅適用於醫院操作，更有潛力推廣至居家照護。

Innovative Design and Synthesis of Fullerene-Terpyridine Derivatives for Enhanced Electron Transport in Inverted Perovskite Solar Cells

Cheng En Cai, Prabakaran Mani, Yen-Chung Feng, Jun-Hao Fu, Yi-Tsu Chan,

and Rong-Ho Lee 

ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17, 12, 18502–18513

國立中興大學 化學工程學系 李榮和教授

國立臺灣大學 化學系 詹益慈教授

在本研究中合成三種富勒烯衍生物—C60tBu、C60TPY 和 C60TPY-Cl，作為電子傳輸層PC₆₁BM中的添加劑，以應用於提升反式鈣鈦礦太陽能電池之電子傳輸與光伏特性。將 C60tBu 和 C60TPY 導入 PC₆₁BM層中可改善PC₆₁BM層的形態，並對甲基銨鉛碘（MAPbI₃）層表面的晶體缺陷進行鈍化。這種缺陷鈍化可提高了鈣鈦礦之結晶品質，增強了紫外-可見光吸收，減少了電荷復合，並提升了 導入C60tBu 和 C60TPY 之電池的電子遷移率。含有 2,2′:6′,2″-三聯吡啶（TPY）單元的 C60TPY 之結晶缺陷鈍化效果優於帶有叔丁酯基團的 C60tBu。因此，導入 C60TPY 的電池之光伏性能優於採用 C60tBu 的電池。為了進一步探討 TPY 基團對於鈣鈦礦結晶缺陷之鈍化效應的影響，C60TPY 與 HCl 進行中和，生成 C60TPY-Cl。正如預期，C60TPY-Cl 中 TPY 基團的質子化導致PC₆₁BM層形態變差，並降低了鈣鈦礦層的缺陷鈍化效果。因此，導入 C60TPY-Cl 的電池並未觀察到光伏性能的提升。導入富勒烯衍生物之反式鈣鈦礦太陽能電池之結構為：氧化銦錫/NiOx/MAPbI₃/富勒烯衍生物:PC₆₁BM/Bathocuproine (BCP)/銀。在所有富勒烯基添加劑中，C60TPY 展現了最佳的光伏性能，達到了 20.10% 的功率轉換效率、1.07 V 的開路電壓、24.85 mA cm⁻² 的短路電流密度和 75.6% 的填充因子。此外，導入 C60TPY 的鈣鈦礦太陽能電池在大氣環境（30°C，40% 相對濕度）下存放 450 小時後，仍能保持 80% 的初始光電轉換效率。

One-Pot Sustainable Enzymatic Cascade for Production of High-Value Succinyl-CoA and 5-Aminolevulinic Acid

Yu-Chieh Lin, Wan-Wen Ting, Po-Hsiang Wang, and I-Son Ng

ACS Sustainable Chem. Eng. 2025, 13, 9, 3406–3412

國立成功大學 化學工程學系 吳意珣特聘教授

琥珀醯輔酶A (Succinyl-CoA) 是細胞代謝中參與三羧酸循環的關鍵中間體，同時也是血紅素及其他生物分子的重要前體，其價格昂貴，每毫克約為一千元台幣。另一方面，作為琥珀醯輔酶A的重要下游產物，5-胺基酮戊酸（5-ALA）廣泛應用於農業及醫學領域，並於2017年獲得美國FDA核准作為癌症與腫瘤檢測與治療的新藥，具有百億商機。

 

傳統上，琥珀醯輔酶A可透過化學合成或微生物發酵生產。然而，化學合成步驟繁瑣，導致產率低又成本高；微生物發酵則因為純度低且穩定性不佳，使得保存困難，限制其工業發展。為解決上述問題，本團隊開發出「一鍋式酵素法」製備琥珀醯輔酶A的策略。利用2-酮戊二酸脫氫酶複合體（SucAB）將2-酮戊二酸 (alpha-Ketoglutarate, a-KG) 轉化為琥珀醯輔酶A，接著由 5-胺基酮戊酸合成酶（ALAS）催化琥珀醯輔酶A與甘胺酸合成 5-ALA。此方法無需額外添加ATP，提高了能源使用效率。此外，我們引入黃素還原酶 (FRE) 和過氧化氫酶 (CAT) 以再生輔因子NAD⁺，進一步提升整體反應效率。最後導入碳酸酐酶進行二氧化碳捕捉，有效降低碳排放。此一鍋式反應可於5小時內生產約400 毫克琥珀醯輔酶A與130 毫克5-ALA，轉化率接近100%。

 

一鍋式酵素催化具有可攜帶性、轉化率高、低碳排等優勢，能於多元環境中生產高價值化學品，製程的靈活性允許使用者快速調整酵素組合，以達成不同目標產物的需求。本團隊提出的新策略可將成為未來高效又環保的製程新方向。 

Phosphorylation-Induced Self-Coacervation versus RNA-Assisted Complex Coacervation of Tau Proteins

Mohammadreza Allahyartorkaman, Ting-Hsuan Chan, Eric H.-L. Chen, See-Ting Ng,

Yi-An Chen, Jung-Kun Wen, Meng-Ru Ho, Hsin-Yung Yen, Yung-Shu Kuan,

Min-Hao Kuo, and Rita P.-Y. Chen 

J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 12, 10172–10187

中央研究院 生物化學研究所 陳佩燁研究員

阿茲海默症是最常見的一種失智症，儘管科學家們已研究超過一個世紀，目前尚無根治方法，且隨著人類壽命延長，患者人數逐年增加，對家庭和社會造成巨大負擔。近年來引人注目的三種抗Aβ 抗體，雖然已獲得美國食品藥物管理局批准，但其高昂的價格、有限的延緩失智效果、及可能致死的副作用，使治療的焦點再次轉向濤蛋白(tau)。

 

濤蛋白是一種結構無序蛋白，有許多帶正電或負電的胺基酸，而疏水性的胺基酸則含量非常少。 已知阿茲海默症病人腦神經細胞會有許多神經纖維糾結，且神經纖維糾結的量越多，失智越嚴重。而這種神經纖維糾結的形成，來自「過度磷酸化」的濤蛋白(p-tau)。因此在濤蛋白的研究中，很多是在找出「磷酸化」、「濤蛋白」、及「神經纖維糾結形成」之間的關聯。

 

我的實驗室中來自伊朗的博士班學生Mohammad利用一種特殊設計，在大腸桿菌中同時表現會互相吸引靠近的一種磷酸化酵素和濤蛋白，使我們可以從大腸桿菌中得到帶有2到9個磷酸根的過度磷酸化濤蛋白。由於我們可以純化到沒有被RNA污染的tau及p-tau，很幸運地發現p-tau有非常特殊的形成「液-液相分離」(liquid-liquid phase separation)的傾向，這種由溫度變換引發且可逆的「液-液相分離」現象，與不論是否濤蛋白有磷酸化都會被RNA 誘導而形成的「液-液相分離」現象，在形成的驅動作用力種類和動力學都不同。而且最重要的是，只有這種自發形成「液-液相分離」狀態下的p-tau, 會引發細胞內以螢光蛋白標誌的濤蛋白片段沿著核膜聚集, 跟阿茲海默症病人腦神經細胞中神經纖維糾結的形成位置很像, 這個新發現為阿茲海默症的研究提供了全新的方向。  

Amino-Acid-Engineered Bionanozyme Selectivity for Colorimetric Detection of Human Serum Albumin 

Siang-Yun Chiang, Chun-Hsiang Peng, Jhe-Wei Lin, Jia-Wei Kuo, Yang-Wei Lin,

Chia-Her Lin, and Chong-You Chen

ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17, 14, 20693–20704

國立臺灣師範大學 化學系 陳重佑助理教授

奈米酵素不僅模擬天然酶的活性，還具有訊號放大的效益，近年成為分析化學的熱門奈米材料。但相較之下，天然酶具有胺基酸構成的辨識結構，可專一性辨認目標物；而奈米酵素多仰賴表面修飾如抗體等生物辨識元件，但這些額外修飾卻會遮蔽表面催化反應。本研究開發以胺基酸L-色胺酸作為辨識單元，與活性金屬銅離子超分子自組裝的策略，模仿天然酶的組成及辨識行為，發展自身對目標物人類血清白蛋白(HSA)有活性反應的奈米酵素(L-Trp-Cu)。HSA是代謝系統相關疾病的重要標誌物，可是並非一般奈米酵素的反應受質或抑制劑。而很有趣的是，L-Trp–Cu奈米酵素活性對HSA有顯著的反應變化。利用酵素動力學及材料分析，研究證實反應並非來自與活性金屬作用，而是來自HSA和色胺酸的親和力，使其催化活性被抑制。研究指出，當HSA與L-Trp結合時，會限制 L-Trp-Cu 配位環在催化反應中電子轉移所需的配位結構變化，導致催化活性明顯下降。此抑制效應明顯優於多種常見蛋白質與尿液中干擾物質，並可達到1.3 nM 的偵測極限。定量範圍超過傳統比色或螢光法，能適用於各臨床階段的微量及巨量蛋白尿分析。本研究以胺基酸分子設計方式賦予奈米酵素具有目標物辨識功能，突破其在分析物選擇性的限制，並拓展其於複雜生物系統中精準分析的潛力。

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)

在化學週期表裏的最右邊那一行的所有元素，包含〝氦〞（He）、〝氖〞（Ne）、〝氬〞（Ar）、〝氪〞（Kr）、〝氙〞（Xe）、〝氡〞（Rn）六種，皆稱為〝惰性氣體〞(inert gas)元素，又叫做〝稀有氣體〞（rare gas）元素。 

 

「氬」雖然在〝惰性氣體〞排行榜裏名列第三名，但「氬」卻是所有〝惰性氣體〞元素中第一個被發現的。

 

「氬」的被發現為當時的化學家創造一個新問題，因為「氬」是被發現的第一個〝惰性氣體〞。「氬」應放在化學週期表的什麼地方呢？當時，該週期表只到17族結束。拉姆瑟認為週期表可能要延長，於是他建議增加一個全新的家族，該族被放置在第18族，這一族也正是前面所說的〝惰性氣體〞族或〝稀有氣體〞族。

 

「氬」本身無色、無臭、無味，在空氣中的含量約佔1%，因此「氬」也是空氣中含量排名第三多的氣體（前面第1名和第2名分別是〝氮〞和〝氧〞）。雖然「氬」只占空氣的1%而已，但在所有〝惰性氣體〞元素當中卻是數量最多的元素。「氬」在地球上的數量比其它〝惰性氣體〞元素的總和還要多1000倍以上呢！ 

 

根據化學實驗教學效果的研究，實驗室工作是學習過程中重要的一環，它能夠促進思考與學習，同時提升進階技能，如論證能力與後設認知。本書由化學教育領域的專家所撰寫，內容深入且全面，充分探討化學實驗室學習與教學相關的議題。書中內容聚焦於提升教師的專業技能，討論了如何在實驗室中幫助學生透過動手實驗來建立扎實的學科知識與實踐能力。作者進一步分析替代教學方法的應用，強調教師與學生在實驗過程中的角色與合作，以達到最佳的學習效果。此外，也深入探討了現代資訊與通信技術、模擬技術以及創新的教學方法融入實驗教學，增強學習的互動性與趣味性，幫助學生更理解複雜的化學概念。最後結尾回顧過去的挑戰與問題，並展望實驗室學習的未來發展，提出創新見解與建議，啟發更多對化學教育的思考。這本書是近五十年來化學教育研究的結晶，對化學教師、課程開發者及研究人員提供寶貴的理論依據和實踐參考。

 

前面和大家一起回顧我們電子報累積到50刊的歷程，接下來的日子，希望化學相關領域中的所有夥伴能繼續相挺，陪著我們一起走到100刊！

 

再次和大家介紹，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即時回覆(週一 ~ 五，09:00-17:00)，歡迎多加利用。

 

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(編輯時程及內容規劃、各欄位校稿)、楊家祥(美編)