近年來空氣中二氧化碳濃度不斷上升，將二氧化碳轉換成具有經濟價值之化學品，成為當前許多研究標的，其中，利用二氧化碳轉換成環碳酸酯不但可減少二氧化碳濃度，環碳酸酯也可作為許多反應原料，然而二氧化碳化學性質不活潑且熱穩定性高，因此，催化劑的開發與改良為重要的研究領域。金屬有機骨架(Metal-Organic Framework, MOF)孔洞材料由於具有高比表面積、金屬位點與可調整孔洞大小等特性，早期常被使用於氣體吸脫附，近年來廣泛應用於各種催化反應，然而作為一個異相催化劑，金屬有機骨架由於尺寸較小，反應過程常常發生團聚現象，造成催化反應效果下降，為了提升效果，本篇研究導入尺寸較大的中孔洞材料SiO₂與MOF合成一系列核殼微球(SiO₂@ MOF)，藉由兩種不同孔洞大小及尺寸之材料特性所得之核殼微球，應用於二氧化碳與環氧化物之環加成反應，結果發現經過優化的合成條件，可使金屬有機骨架均勻塗布在SiO₂表面，此外，這一系列核殼微球皆保有SiO₂及MOF兩者孔洞及表面積的特性，並且大大提升在溶液之中的分散效果及材料的熱穩定性，提升催化活性，經過數次循環反應後，核殼微球仍然保持活性，顯示出SiO₂@MOF核殼微球在氣體催化領域具有廣闊的應用前景，未來可將其應用於更多氣體反應上提升催化活性。

共軛反應是人體中一個重要的代謝步驟，此種生物轉化可以改變化合物的親/疏水性和毒性。儘管已經報導了幾種用於分析共軛代謝物的方法，但鑑定這些共軛代謝物或共軛代謝體仍然具有挑戰性。在此篇研究中，我們提出了一種post-deconvolution MS/MS spectra extraction with data-independent acquisition (PDMS2E-DIA) 策略，以全面分析尿液樣本中的共軛代謝體，並以葡萄醣醛酸共軛代謝組的鑑定在本研究中作為方法的概念驗證。通過串聯質譜中性損失掃描及酵素水解後共軛代謝物豐度的變化，可以鑑別尿液樣本中的對應的共軛代謝體訊號；DIA質譜數據經過解卷積後，仍會有很大機會因層析共流出的原因，而無法得到乾淨的產物離子圖譜進而搜尋資料庫，獲得正確的結構鑑定。我們提出的圖譜萃取步驟，可以有效解決層析共流出造成的干擾。將PDMS2E-DIA程序應用於分析人類尿液樣本，結果顯示479 個質譜訊號對被註釋為潛在的葡糖苷酸共軛代謝物，與傳統直接利用DIA MS/MS譜圖鑑定結果相比，增多鑑定約 6 倍的葡糖苷酸共軛代謝物訊號，最終對應到 211 個特定的化合物結構，我們推論PDMS2E-DIA程序有潛力能夠應用於瞭解或定義生物樣本中其他各種共軛代謝體。

抗體藥物為現今癌症治療的重要標竿，因能精準到達腫瘤細胞，使得抗體藥物複合體(ADC)製作成為新型藥物開發重點;如何能單純且快速的對抗體進行修飾，為當前ADC開發的最重要課題。本研究為設計一種小分子探針，能針對抗體進行修飾，並可對修飾抗體進行純化。抗體為Y字型結構，可粗分為抗原結合區(Fab)及抗原結晶區(Fc)，人類抗體在Fc位置靠近Y結構的叉點處有醣基化。針對此寡醣我們設計帶有4-(dimethylamino)pyridine基團的硼酸分子，利用硼酸與寡醣易形成硼酯的特性，將探針結合於抗體表面。此時加入第二個分子探針(含有生物素、可光解連接子及疊氮)，自發發生醯基(acyl group)交換，將第二個分子探針以共價鍵交聯於抗體。再利用鏈親和素磁珠分離修飾抗體，溶液中未修飾抗體，可回收再修飾。而抓取在磁珠上的修飾抗體，利用光解方式，將修飾抗體釋放到溶液，得到高純度之修飾蛋白。因修飾抗體含有疊氮基，可利用點擊化學，引入最終要修飾的目標分子在抗體上，完成ADC的合成。實驗結果顯示，對同一批抗體，修飾產率達76%，主要修飾點在重鏈(heavy chain)Ser127。以Herceptin與Doxorubicin為模型，製得Her-Dox ADC，其對Her2陽性乳癌細胞的毒性或選擇性，皆優於未修飾抗體。因此，本論文提供一種新型ADC製備技術，能快速讓單株抗體搭載小分子藥物。

近年來螢光粉研究聚焦於不可見之紅外光開發，已將紅外光螢光粉應用於生醫感測與健康領域，二維X光片常用於評估牙齒表面狀況，但對牙齒鈣化之敏感性較低，尤其牙齒咬合面之齲齒難以觀察，且常因輻射安全問題而被患者拒絕。因此本研究以近紅外影像為牙齒分析提供潛在方案，並且於近紅外光範圍內亦容易觀察牙齒表面鈣化現象。本研究中，我們描述全新磷酸鹽紅外光螢光材料之開發過程，藉由高溫固相法合成新型螢光粉Sr₉Sc(PO₄)₇:Cr，探討其基本光學性質，並利用新竹同步輻射近吸收邊緣光譜觀察晶體被Ba與Ca取代時產生的非典型晶體場現象，藉此提出第二球體效應理論加以說明Ca取代Sr並沒有收縮的原因；於應用層面，我們將材料封裝於商用發光二極體，發現點亮時產生的高熱會研究影響到出光效率，因此嘗試製作成陶瓷片改善散熱特性，成功降低30%能耗損失，最後實際與牙醫師合作拍攝牙齒表面，發現紅外光可避免可見光下的血跡干擾，且不具X光影像之高輻射線疑慮，可直接觀察牙齒表面鈣化現象，凸顯此項技術作為生醫檢測光源的應用潛力。