多站託外加工下供應鏈庫存管理研究－以某紡織公司為例

本研究以紡織業兩大分支之一之針織布業中之布廠，在多站託外加工之特有加工模式，其供應鏈庫存管理以個案研究方式，選訂具有整合針織布及成衣製造之上市公司做為個案研究公司，由於個案公司於針織布製程及成衣生產製程中均具備自有產能，在針織布生產製程並具備掌握關鍵生產技術能力，全部生產製程中包含自製及託外加工；並因個案公司於公司規模逐年擴大，託外加工比例因掌握關鍵生產技術能力而逐年下降，而個案公司生產進度管制方式並未有長足進步，相對存貨管理仍然大致維持舊有方式與記錄程序，有必要進行流程改造，以符合個案公司所處行業面臨訂單交期逐年縮短，訂單處理至交貨必須不得不然的快速反應。 經重新評估個案公司現行生產管理作業流程及針對相關員工問卷調查後，本研究建議（1），為改進生產管理效率及共享資源，個案公司應及早引進ERP系統，（2）為縮短製造查詢系統，個案公司應提供PDA版本之查詢系統，（3）為發展存貨物流管理，個案公司應研擬引進RFID技術應用之可行性，以改進存貨管理，及（4）強化VTMS，並整合作業基礎成本制，以提供正確成本資訊。 關鍵字：針織業、庫存管理、RFID，託外加工This study focused on the inventory management in a specific processing model, the multi-step of outsourcing manufacture, of the cloth factory. The case company holds the core competence in knitting fabrics production technology and owns enough capacity to manufacture knitting fabrics and garments. Although the scale of the company has being expanded year by year, and gets the some more critical technical, the proportion of outsourcing processing decreased year after year, however, there is not much more progress in inventory control. Thus, this research attempt to evaluate the case company’s inventory management system and redesign a workflows to shorten the case company’s order delivery process, improve the accuracy of the inventory record, and increase the efficiency of the inventory management. After re-evaluating the case company’s multi-step of outsourcing manufacture of inventory control and summarizing the survey of the case company’s employees, this study suggests that (1) to improve the case company’s manufacturing efficiency and share the resource, the case company should integrate the ERP system, (2) to shorten the manufacturing querying system, the case company should provide the PDA version’s manufacturing operating querying system, (3) to develop better inventory flow system, the case company should integrate RFID to improve the efficient of inventory management, and (4), to integrate with 35 supply chains to share all internal resource in the same platform, the case company should enforce VTMS (Virtual Total Multifunction Solution) with Activity-based costing to provide more accurate cost information. Keyword: knitting, inventory management, outsourcin

多維異質變異模型於結構型商品評價上之應用研究

近年來市面上的結構型商品日新月異，其中的股權連結型商品，其報酬收益形態往往因為與多檔標的資產連結而造成封閉解的不易求得。在評價此類商品時，常需要藉由撰寫電腦程式語言來模擬各標的股價的未來路徑 (例：Monte Carlo Simulation) ，並對未來期望現金流量折現求解。但因為各標的股價間彼此相關，在模擬股價時，需要對其相關係數矩陣 (correlation matrix) 做Cholesky Decomposition的操作，以便藉由獨立的常態隨機變數造出彼此相關的多元常態隨機變數。 由過去的歷史資料和實證分析得知，各股價報酬間的相關係數矩陣和波動度 (volatility) 皆是隨著時間改變 (time-varing) 而非固定不變的常數 (constant) ，故本論文在模擬股價時，不直接以過去歷史資料所求算之樣本變異數、樣本相關係數來做為模擬股價所需參數，而是考慮使用時間序列中的多維異質變異模型 (Multivariate Conditional Heteroscedastic Models) 或稱多維的波動度模型 (Multivariate Volatility Models) 來預測 (forecast) 未來商品存續期間各時點連結標的資產報酬間的相關係數矩陣和波動度，以便做為模擬股價所需之參數。 本文實際將波動度模型套用在兩件於中國發行的多標的股權連動債券的評價上，發現因為經由波動度模型所預測而得之未來波動度和相關係數皆有均數回歸性質 (mean reversion)，造成最後的評價結果與直接使用歷史波動度和歷史相關係數所得之結果無太大的差異，故認為將來處理相同問題時，可直接使用歷史資料所估得之參數代入模擬程序即可。 關鍵詞：波動度模型、Cholesky Decomposition、結構商品評價、蒙地卡羅法

台灣地區華格納法則之再驗證

政府支出與國民所得的關係一直是學者們所關切的問題，因為政府支出是否能促進經濟成長，亦或隨著經濟成長政府規模不斷的擴大，其中的關係一直沒有一定的定論。1930年代的經濟大蕭條，「凱因斯革命」企圖以增加政府支出來挽救景氣，認為透過財政政策的介入能影響有效需求，進而對抗景氣循環維持經濟的穩定；而在研究政府支出成長時，1877年德國財政學者Adolph Wagner所提出政府活動遞增法則(Law of Increasing State Activity )是最常被用來解釋公共部門的成長，所謂的華格納法則是指 「政府部門的活動其重要性會隨著經濟發展或是所得的增加而提高其重要性」。 故本文的主要目的除了參考Islam(2001)的模型，研究政府支出與國民所得的因果關係外，本文將政府總支出分成政府消費支出、投資支出、移轉性支出，檢定不同性質的政府支出指標是否符合華格納法則。近年來政府規模逐年下降，因此不同時期經濟發展階段對於華格納法則可能有著不同的詮釋，故本文不同於以往的文章皆以某一段期間來研究華格納法則，而將時間序列的資料區分為民國五十六年第一季至八十四年第四季的資料，以及民國八十五年第一季至民國九十二年第四季的資料來分別驗證台灣地區華格納法則是否仍成立，所用的方法以Johansen的最大概似法，檢定政府支出與國民所得的長期均衡關係並驗證政府支出相對規模的所得彈性是否大於零；若變數間存在共整合關係，則以誤差修正模型來檢定政府支出與國民所得因果關係。 而在研究政府支出成長時，公共支出所購買的財貨勞務的內容可能不同於國民所得，政府支出的物價水準與一般消費的物價水準可能有所不同，因此以相同的物價水準來平減名目政府支出以及國民所得，可能無法得知明確的實質的政府相對規模，故本文的另一個主要目的在於以實質政府相對規模與名目政府相對規模兩種不同形式，研究實質政府相對規模的成長趨勢是否與名目的政府相對規模的成長趨勢是否有所不同。 研究結果發現，在第一階段樣本期間，不論以名目政府相對規模或實質政府相對規模作為政府規模指標下，華格納法則在台灣地區中皆不成立；在第二階段樣本期間，除了實質政府移轉性支出外，其餘的名目或實質政府相對規模作為政府規模指標下，華格納法則在台灣地區中是不成立的。故華格納法則在台灣地區是否成立，與不同的政府支出類型、名目或實質變數和本文所區分的時期有關

Label-Free Discrimination of Normal and Pulmonary Cancer Tissues Using Multiphoton Fluorescence Ratiometric Microscopy

We performed multiphoton excited autofluorescence and second harmonic generation microscopy for the distinction of normal, lung adenocarcinoma ( LAC), and squamous cell carcinoma (SCC) specimens. In addition to morphological distinction, we derived quantitative metrics of cellular redox ratios for cancer discrimination. Specifically, the redox ratios of paired normal/SCC and normal/LAC specimens were found to be 0.53 +/- 0.05/ 0.41 +/- 0.06 and 0.56 +/- 0. 02/0.35 +/- 0.06, respectively. The lower redox ratios in cancer specimens, indicating an increase in metabolic activity. These results show that the combination of morphological multiphoton imaging along with redox ratio indices can be used for the discrimination of normal and pulmonary cancer tissues

Isolation and cultivation of the denitrifiers and the bacteria which can utilize acrylonitrile from industrial wastewater with high strength of nitrogen

為了釐清在ABS廢水中之丙烯晴和中間代謝產物丙烯酸於生物處理系統中 被分解的情形，本研究利用由ABS廢水所分離的純種丙烯晴利用菌探討這 些菌株對丙烯晴、丙烯酸及其他氰化物(丁晴、異丁晴)之利用情形，並初 步探討純種丙烯晴利用菌代謝丙烯晴之途徑和該菌株是否具硝化及脫硝能 力；另外，亦由ABS製程廢水之處理系統中分離及篩選出能以丙烯晴或丙 烯酸為基質之脫氮菌，並於批次實驗條件下，探討分離菌株以不同濃度丙 烯晴進行脫氮之情況。 結果顯示，不論純種丙烯晴利用菌為何，菌株 O.D.值之增加，與丙烯酸被利用有密切關係，而與丙烯晴降解無直接關連 。於丙烯晴的去除方面，菌株AAS6對丙烯晴之轉換速率較慢；而菌株AAS7 、AAS4、AN3及AGAS6則對丙烯晴之轉換速率較快，但於培養液中會大量累 積丙烯酸。整體而言，菌株AAS7、AAS6、AAS4、AN3與AGAS6對905 mg / L 以下之丙烯晴，均能於73.5小時內完全去除；但對中間代謝產物丙烯酸則 有不同程度之累積，無法完全去除之原因為溶氧不足造成。 當僅以中 間代謝產物丙烯酸為基質而言，除菌株AAS6外，不論處於密閉系統或開放 系統，於54小時後，菌株AGAS6、AAS7與AAS4對892 mg / L以下之丙烯酸 及菌株AGN1對560 mg / L以下之丙烯酸，皆可達90％以上的去除率。而當 丙烯酸濃度較低時，不論何系統，菌株對丙烯酸之去除率於任何反應時間 下大致相同，但當丙烯酸濃度較高時，菌株於反應時間較短時，在開放系 統中對丙烯酸之去除率則高於密閉系統，造成此現象之原因亦為溶氧不足 。 針對丙烯晴降解而言，當丙烯晴濃度較低時(363 mg / L以下)，純 種丙烯晴利用菌對丙烯晴之轉換效果(由快至慢)依序為AAS7>AN3>AAS4 >AGAS6>AAS6；而當丙烯晴濃度較高時(363 mg / L∼905 mg / L)，其 對丙烯晴的轉換效果(由快至慢)則為AAS7>AAS4>AN3>AGAS6>AAS6。針 對以丙烯酸為基質而言，於反應時間6小時∼24小時，當丙烯酸濃度較低 時(382 mg / L以下)，菌株對丙烯酸之去除速率(由快至慢)依次為AAS4> AAS7>AGAS6>AAS6>AGN1；於丙烯酸濃度較高時(382 mg / L∼892 mg / L)，菌株對丙烯酸之去除速率(由快至慢)則依序為AAS4≒AAS7>AGAS6> AAS6> 同時添加丙烯晴及丙烯酸時，不論丙烯酸添加濃度為何，皆可 發現菌株AAS7先將丙烯晴轉換成丙烯酸後，再利用丙烯酸生長。 菌株 AAS7、AAS6、AAS4、AN3與AGAS6皆無法以丙烯醯胺為基質生長，且皆不具 硝化能力，但對350 mg / L以下之丁晴及694 mg / L以下之異丁晴，皆可 將其轉換然後利用其中間代謝產物生長，而菌株AAS4及AN3可能具脫硝能 力。 菌株成-6及III-3皆能以279 mg / L以下之丙烯晴為基質進行脫硝 ，且為使硝酸鹽氮能完全去除，充足之電子供給者是必要的。 某ABS 製造廠之第四廢水處理廠(脫氮、硝化二段式處理)由於具有上述能以丙烯 晴或丙烯酸為基質進行脫氮之菌株，故除可順利將廢水中難分解物質丙烯 晴去除外，並可將中間代謝產物氨氮轉成氮氣去除(配合系統中存在之硝 化菌)，最重要的是不需再額外添加碳源即可完成此一系列之作用

Utilizing nonlinear optical microscopy to diagnose human bladder tumor and the development of early cancer imaging techniques in nude mice in vivo

在台灣癌症是一項嚴重的疾病，而發展最低侵入式的技術來診斷膀胱癌是相當具有癌症診斷價值的。在這個研究中，我們利用非線性光學顯微術，對正常與癌症膀胱組織進行影像與分析。為了觀察癌症細胞早期的發展，我們也提出了皮膚固定裝置，以求在活體情況下擁有高解析度的觀察影像。 我們的結果顯示：結合二倍頻與雙光子自體螢光的影像，可以取得分子與結構的資訊，以區分膀胱癌和正常組織。藉由ASI(自體螢光對二倍頻的指數)，我們可得到定性與定量的資訊，用以區分正常與罹癌的膀胱組織。 運用自體螢光與二倍頻訊號的消長，我們也對在活體環境中扁平細胞與結締組織的交互作用有了一定的了解。Tumor is a major disease in Taiwan and the development of minimally invasive techniques to diagnose bladder tumor will be of tremendous values for cancer diagnosis. In this investigation, we used nonlinear optical microscopy to image and analyze normal and cancerous bladder tissues. In order to monitor the early development of cancer cells, we also implemented a skin-fold chamber system for high resolution observation in vivo. Our results show that a combination of second harmonic generation and two-photon autofluorescence imaging can be used to acquire molecular and structural information in distinguishing bladder carcinoma from normal tissues. With the application of ASI ( Autofluorescence versus Second harmonic generation Index ), we can obtain the qualitative and quantitative information for distinguishing normal and cancerous bladder tissues. Utilizing the variation of autofluorescence and second harmonic generation signal, we can also visualize the interaction between squamous cells and connective tissue in vivo.致謝 1 Abstract 4 摘要 5 目錄 6 圖目錄 8 表目錄 9 第一章 緒論 1.1 研究動機 10 1.2 非線性光學顯微術的發展與生醫應用 10 1.2.1 歷史回顧 10 1.2.2 生醫應用 11 第二章 實驗原理與儀器 2.1 非線性光學顯微術原理 2.1.1 雙光子螢光 16 2.1.2 二倍頻 18 　　　2.1.3 顯微術原理 20 點擴函數、數值孔徑與解析度 22 2.2 實驗儀器架構 24 2.2.1 多光子顯微系統 24 雷射光源、光路元件、顯微系統、訊號接收 25 2.2.2 皮膚固定裝置 26 第三章 樣品與處理方法 3.1 實驗樣品選擇 29 3.1.1 膀胱 29 3.1.2 裸鼠 29 3.2 生物樣品構造 　　 30 3.2.1 上皮、結締與肌肉組織 30 3.2.2 膀胱構造 31 3.2.3　皮膚構造 　　　　　　 32 3.3 處理方法 　　　　　　　 33 3.3.1 膀胱樣品處理　 33 3.3.2 裸鼠癌症模式 34 第四章 結果與討論 4.1 人類組織病變研究 36 4.1.1 正常與癌症配對組織影像 36 4.1.2 螢光與倍頻訊號分析與討論 40 4.2 裸鼠活體研究 44 4.2.1 活體細胞影像 44 4.2.2 光學訊號分析與討論 46 第五章 總結與展望 49 附錄：動物實驗許可證明 5

Differentiation of Normal and Cancerous Lung Tissues by Multiphoton Imaging

We utilize multiphoton microscopy for the label-free diagnosis of noncancerous, lung adenocarcinoma (LAC), and lung squamous cell carcinoma (SCC) tissues from humans. Our results show that the combination of second -harmonic generation (SHG) and multiphoton excited autofluorescence ( MAF) signals may be used to acquire morphological and quantitative information in discriminating cancerous from noncancerous lung tissues. Specifically, noncancerous lung tissues are largely fibrotic in structure, while cancerous specimens are composed primarily of tumor masses. Quantitative ratiometric analysis using MAF to SHG index ( MAFSI) shows that the average MAFSI for noncancerous and LAC lung tissue pairs are 0.55 +/- 0.23 and 0.87 +/- 0.15, respectively. In comparison, the MAFSIs for the noncancerous and SCC tissue pairs are 0.50 +/- 0.12 and 0.72 +/- 0.13, respectively. Our study shows that nonlinear optical microscopy can assist in differentiating and diagnosing pulmonary cancer from noncancerous tissues

Isolation and application of the specific denitrifiers from environment

由於菌株利用難分解物質為電子供給者將硝酸鹽氮去除，對污染物質去除、支出費用減少及環境保護皆有貢獻，且於電子期刊上並未發現有學者從事以丙烯醯胺、己內醯胺為基質進行脫氮作用的研究，若能有系統地分離這類菌株，將可應用於廢水的處理或土壤之復育上。故本研究之目的為分離及篩選出能以丙烯醯胺、己內醯胺為基質之脫氮菌，以期該些菌株對受丙烯醯胺、己內醯胺污染之環境的整治有所助益。此外將ABS樹脂製程廢水中丙烯的濃度提高，以瞭解高濃度丙烯存在時，丙烯利用菌於懸浮及固定化的生長條件下對其去除情況；並探討丙烯利用菌於人工合成廢水中對環境中丙、丁烯、異丁與苯基之降解情況。另外利用分子生物技術瞭解丙烯醯胺脫氮菌、己內醯胺脫氮菌與丙烯醯胺生成菌，其去除丙烯、丙烯醯胺、己內醯胺及脫氮之基因是存在染色體或質體上。最後使用分子生物技術中16S rRNA序列菌種鑑定方法，獲得丙烯脫氮菌、丙烯醯胺脫氮菌、己內醯胺脫氮菌、丙烯利用菌與丙烯醯胺生成菌的16S rRNA序列，配合NCBI網站資料庫搜尋得到其他脫氮菌的16S rRNA序列，將不同菌株之序列加以比對後，希望得知本研究菌株間之親緣關係為何、以不同難分解物質為基質的脫氮菌間是否具有密切之親緣關係及以難分解化合物為基質之脫氮菌與以甲醇為基質的脫氮菌是否具有血緣關係。 結果顯示，懸浮菌株MDM-2及CDM-10對人工合成廢水中1259.1 mg/l以下之丙烯醯胺有83.8％以上之去除率，但當丙烯醯胺濃度為1538.5 mg/l∼1904.8 mg/l時，其對丙烯醯胺之去除效率只有58.3％以上。兩菌相較後，懸浮菌株MDM-2對丙烯醯胺之去除能力較佳。固定化菌株MDM-2及CDM-10對人工合成廢水中975.6 mg/l以下丙烯醯胺有88.6％以上之去除率，但丙烯醯胺濃度為1259.1 mg/l∼1904.8 mg/l時，兩固定化菌株對丙烯醯胺之去除效率僅有34.9％以上。固定化菌株MDM-2對297.8 mg/l∼975.6 mg/l的丙烯醯胺去除能力較佳，而固定化菌株CDM-10則對975.6 mg/l∼1904.8 mg/l之丙烯醯胺去除能力較好。懸浮與固定化菌株相比之下，固定化菌株MDM-2對591.1 mg/l以下丙烯醯胺之去除能力優於懸浮菌株MDM-2，但丙烯醯胺濃度為975.6 mg/l∼1904.8 mg/l時情況相反。而菌株CDM-10對1904.8 mg/l以下丙烯醯胺之去除能力均優於懸浮生長時。在硝酸鹽氮充足下，ABS混合族群與PAN混合族群可分別以人工合成廢水中1722.5 mg/l以下與1538.5 mg/l以下之丙烯醯胺為基質進行脫氮，且以ABS混合族群進行脫氮末期有氫氣產生。兩族群相較之下，其對784.3 mg/l以下丙烯醯胺的轉換速率相近，但丙烯醯胺濃度高至1538.5 mg/l時，PAN混合族群對丙烯醯胺之轉換速率小於ABS混合族群。菌株MDM-2、TDM-3與TDM-8之最佳生長溫度分別為33℃、34℃與34℃，此時菌株TDM-8利用丙烯醯胺生長之情形優於菌株MDM-2與TDM-3。懸浮菌株MDM-2、TDM-3與TDM-8確實可以人工合成廢水中1702.1 mg/l以下之丙烯醯胺為基質進行脫氮，且為使丙烯醯胺完全去除，適量之硝酸鹽氮是必要的。三株菌受丙烯醯胺濃度影響的程度由大至小依序為MDM-2、TDM-3、TDM-8。懸浮菌株TDM-3與TDM-8生長過程中無遲滯期，但反應過程中分別有亞硝酸鹽氮與亞硝酸鹽氮、氧化亞氮之累積。懸浮菌株MDM-2、TDM-3與TDM-8無法以額外添加之己內醯胺為基質進行脫氮。懸浮菌株MDM-2確實可以人工合成廢水中丙烯酸為基質進行脫氮，且丙烯酸濃度小於1180 mg/l時，懸浮菌株MDM-2去除1 mg/l之丙烯酸需要0.77 mg/l之硝酸鹽氮。此外為使反應順利進行，丙烯酸濃度應小於758.3 mg/l，最高亦不要超過1180 mg/l。混合族群與純種菌株相比之下，ABS混合族群對人工合成廢水中丙烯醯胺去除能力較懸浮菌株MDM-2佳，而懸浮菌株TDM-3與TDM-8對人工合成廢水中丙烯醯胺之轉換速率則較PAN混合族群快。 丙烯利用菌AAS7及AAS6於懸浮狀態下分別於87.8及58.4小時將ABS製程廢水中1901.7 mg/l以下丙烯降解完畢，且懸浮菌株AAS7對425.4 mg/l∼985.9 mg/l丙烯的降解速率大於AAS6，不過當丙烯濃度為1357.5 mg/l∼1901.7 mg/l時情況則相反。固定化菌株AAS7與AAS6對於ABS製程廢水中1947.5 mg/l以下及1390.6 mg/l以下之丙烯，分別於120.1小時及106.6小時內分解完畢，且丙烯小於1947.5 mg/l時，固定化菌株AAS7的去除速率較快。不論是菌株AAS6或AAS7，對ABS製程廢水中丙烯之去除均為懸浮生長比固定化生長快。人工合成廢水中丙(975.7 mg/l以下)、丁烯(775 mg/l以下)與苯基(442.7 mg/l以下)皆可被懸浮菌株AAS7及AAS6完全去除，而異丁(975.7 mg/l以下)亦有97.8％以上之去除率，顯示此二株菌對氰化物之降解並不會受限於氰化物之結構(直鏈、支鏈；脂肪族、芳香族)。 不論ABS混合族群或PAN混合族群皆可利用人工合成廢水中1538.5 mg/l以下己內醯胺為基質進行脫氮，且ABS混合族群與PAN混合族群利用1 mg/l之硝酸鹽氮可分別去除0.45 mg/l∼0.65 mg/l與0.49 mg/l∼0.70 mg/l之己內醯胺。相同條件下ABS混合族群可以丙烯醯胺為基質進行脫氮，但無法以丙烯為基質進行脫氮。兩族群相較之下，ABS混合族群去除人工合成廢水中己內醯胺所需之時間較少且生長情形較佳。菌株MDC-3與TDC-2之最佳生長溫度分別為39℃與37℃，此時菌株MDC-3利用己內醯胺生長之情形優於菌株TDC-2。懸浮菌株MDC-3以NB培養基培養後對己內醯胺之去除較以YE培養基快，且不論以NB或YE培養基培養，懸浮菌株MDC-3皆可以1 mg/l之硝酸鹽氮去除0.41 mg/l∼0.59 mg/l己內醯胺。此外，無論人工合成廢水中是否含有97 mg/l∼99 mg/l之氨氮，懸浮菌株MDC-3均可以1 mg/l之硝酸鹽氮去除0.43 mg/l∼0.58 mg/l己內醯胺。當人工合成廢水中己內醯胺小於1722.5 mg/l以下時，懸浮菌株TDC-2可以1 mg/l硝酸鹽氮去除0.49 mg/l∼0.60 mg/l的己內醯胺，不過菌株生長有遲滯期，且隨己內醯胺濃度增加而變長。兩菌相較之下，懸浮菌株MDC-3利用人工合成廢水中己內醯胺脫氮之能力較強，且較不受己內醯胺濃度變化影響。混合族群與純種菌株相比之下，ABS混合族群對人工合成廢水中己內醯胺去除能力稍優於菌株MDC-3；而菌株TDC-2對人工合成廢水中784.3 mg/l以下之己內醯胺的去除速率優於PAN混合族群，且生長情形較好，不過當人工合成廢水中己內醯胺濃度高至1445.8 mg/l時，兩者之比生長速率與對己內醯胺之去除速率差異不大。 丙烯醯胺脫氮菌MDM-2、TDM-3及TDM-8產生丙烯醯胺和脫氮酵素之基因，與己內醯胺脫氮菌MDC-3、TDC-2去除己內醯胺和脫氮之基因，及丙烯醯胺生成菌N13產生丙烯水合酵素之基因皆位於染色體上而非質體上。本研究菌株中，丙烯利用菌AAS6及AAS7、丙烯脫氮菌成-6及III-3與丙烯醯胺脫氮菌MDM-2、TDM-3及TDM-8三者間之親緣關係較近，而與己內醯胺脫氮菌MDC-3及TDC-2、丙烯醯胺生成菌N13之親緣關係較遠。難分解物質脫氮菌中，含鹵苯甲酸脫氮菌Thauera aromatica、間二甲苯脫氮菌Azoarcus sp. T及啶脫氮菌Azoarcus sp. pF6此群菌與丙烯脫氮菌成-6及III-3、丙烯醯胺脫氮菌TDM-3及TDM-8之親緣關係較近而與其他難分解物質脫氮菌較遠。而甲烷脫氮菌Hyphomicrobium sp. HM及Methylosinus pucelana、酚脫氮菌Spirillum sp. CC-26、己內醯胺脫氮菌MDC-3及TDC-2三組間之血緣關係則較與其他難分解化合物脫氮菌近。雖然無法完全明白釐清以難分解化合物為基質進行脫氮之菌株間的親緣關係，但只要菌株利用之基質結構較相似，亦即具有可產生同種酵素之基因，菌株間的關係就可能比較接近。於只有二類菌株Hyphomicrobium sp.與Paracoccus denitrifications可以甲醇為基質進行脫氮，且其16S rRNA鹽基序列與Hyphomicrobium sp. HM、Paracoccus thiophilus相似之假設前提下，以甲醇為基質之脫氮菌株與酚、己內醯胺為基質之脫氮菌的親緣關係較近，而與其他難分解物質脫氮菌如含鹵苯甲酸脫氮菌、間二甲苯脫氮菌、啶脫氮菌、丙烯脫氮菌、丙烯醯胺脫氮菌關係較遠。摘要I 目錄V 表目錄XIII 圖目錄XVI 第一章 緒論1 1-1 研究動機1 1-2 研究目的與內容2 1-3 研究架構6 第二章 文獻回顧9 2-1 我國塑膠工業之發展近況9 2-1-1 塑膠之定義及範圍9 2-1-2 我國塑膠產業規模、結構、經濟地位及發展10 2-2 高氮工業廢水之來源、特性與處理上遭遇之問題11 2-3 ABS樹脂之來源、特性、危害及排放限制14 2-4 聚丙烯(PAN)人造纖維製造流程18 2-5 氰化物(nitriles)之處理20 2-5-1 氰化物之非生物處理20 2-5-2 氰化物之生物處理21 2-6 氰化物(nitriles)分解菌24 2-6-1 氰化物之代謝途徑24 2-6-2 氰化物分解菌對氰化物之分解26 2-6-3 水合酵素(nitrile hydratase)及水解酵素(nitrilase)31 2-6-4 影響氰化物分解之因子34 2-6-5 丙烯及其中間代謝產物之特性及危害限制37 2-7 丙烯醯胺之處理37 2-7-1 丙烯醯胺之來源37 2-7-2 丙烯醯胺之生物處理41 2-7-3 丙烯醯胺之代謝途徑43 2-7-4 丙烯醯胺之危害限制43 2-8 微生物固定化技術43 2-9 己內醯胺之處理46 2-9-1 己內醯胺之來源46 2-9-2 己內醯胺之生物處理46 2-9-3 己內醯胺之代謝途徑49 2-9-4 影響己內醯胺分解之因子49 2-9-5 己內醯胺之特性及危害限制50 2-10 自然界中氮之循環51 2-11 氮及其化合物對環境之影響55 2-12 含氮廢水之處理57 2-13 脫氮作用及影響脫氮作用之因子59 2-14 以難分解化合物為基質之脫氮作用64 2-15 與脫氮作用相關之基因69 第三章 材料與方法77 3-1 以丙烯醯胺(acrylamide)為基質之脫氮菌分離77 3-1-1 污泥來源77 3-1-2 菌種之分離77 3-1-3 菌種篩選78 3-1-3-1 生長試驗78 3-1-3-2 脫氮能力試驗方法83 3-1-3-3 以丙烯醯胺為基質進行脫氮測試83 3-1-3-4 初步試驗86 3-1-4 菌種保存及培養方法86 3-1-4-1 菌種保存方法86 3-1-4-2 菌種培養方法88 3-1-5 菌種鑑定88 3-1-5-1 革蘭氏染色88 3-1-5-2 Biolog GP/GN Microplate鑑定系統89 3-1-5-3 16S rRNA序列菌種鑑定91 3-1-6 顯微照相95 3-1-7 固定化細胞(菌株)之製備與培養96 3-1-8 固定化菌株最佳活化時間之測定96 3-1-9 批次實驗100 3-1-9-1 溫度梯度實驗100 3-1-9-2 懸浮菌株去除人工合成廢水中丙烯醯胺之批次實驗100 3-1-9-3 懸浮菌株以人工合成廢水中丙烯醯胺為基質之脫氮批次實驗102 3-1-9-4 懸浮族群以人工合成廢水中丙烯酸為基質之脫氮批次實驗104 3-1-9-5 混合族群以人工合成廢水中丙烯醯胺為基質之脫氮批次實驗104 3-1-9-6 固定化菌株於不同pH值下去除人工合成廢水中丙烯醯胺之批次實驗104 3-1-9-7 固定化菌株去除人工合成廢水中丙烯醯胺之批次實驗105 3-1-10 分析方法105 3-2 純種丙烯利用菌對氰化物去除之研究114 3-2-1 菌株來源114 3-2-2 菌種保存及培養方法114 3-2-3 批次試驗114 3-2-3-1 ABS樹脂製程廢水之處理114 3-2-3-2 丙烯利用菌對ABS樹脂製程廢水中丙烯之利用情形116 3-2-3-3 固定化丙烯利用菌對ABS樹脂製程廢水中丙烯之利用情形116 3-2-3-4 丙烯利用菌對人工合成廢水中丙、異丁、丁烯、苯基之利用情形116 3-2-4 分析方法116 3-3 以己內醯胺(caprolactam)為基質之脫氮菌分離118 3-3-1 污泥來源118 3-3-2 菌種之分離與篩選118 3-3-3 菌種保存及培養方法118 3-3-4 菌種鑑定118 3-3-5 菌相觀察118 3-3-6 批次試驗118 3-3-6-1 溫度梯度實驗119 3-3-6-2 純種菌株以人工合成廢水中己內醯胺為基質之脫氮批次實驗119 3-3-6-3 混合族群以人工合成廢水中己內醯胺為基質之脫氮批次實驗119 3-3-7 分析方法119 3-4 分子生物技術利用120 3-4-1 質體(plasmid)存在與否試驗120 3-4-2 演化分析(Phylogenetic Analysis)-類源樹(演化樹、Phylogenetic tree)之建立121 3-5 化學藥品、酸洗液、鹼洗液及實驗用水123 第四章 以丙烯醯胺為基質之脫氮菌研究125 4-1 以丙烯醯胺為基質之脫氮菌的分離與篩選125 4-1-1 ABS樹脂製造廠第四廢水處理廠脫氮槽與成大鄭幸雄教授實驗室活性碳流體化床反應槽中脫氮菌之分離125 4-1-2 PAN人造纖維製造廠廢水處理廠曝氣槽中脫氮菌之分離126 4-2 以丙烯醯胺為基質之脫氮菌鑑定及顯微照相129 4-3 菌株於不同溫度下之生長速率130 4-4 懸浮菌株去除丙烯醯胺之批次實驗130 4-4-1 懸浮菌株MDM-2對人工合成廢水中丙烯醯胺之去除情形133 4-4-2 懸浮菌株CDM-10對人工合成廢水中丙烯醯胺之去除情形140 4-4-3 懸浮菌株MDM-2與CDM-10於不同丙烯醯胺濃度下生長與基質利用情形之比較148 4-5 懸浮菌株以丙烯醯胺為基質之脫氮批次實驗151 4-5-1 懸浮菌株MDM-2以人工合成廢水中丙烯醯胺為基質進行脫氮情形151 4-5-2 懸浮菌株TDM-3以人工合成廢水中丙烯醯胺為基質進行脫氮情形165 4-5-3 懸浮菌株TDM-8以人工合成廢水中丙烯醯胺為基質進行脫氮情形174 4-5-4 綜合討論183 4-6 懸浮菌株MDM-2以丙烯酸為基質之脫氮批次實驗184 4-7 混合族群以丙烯醯胺為基質之脫氮批次實驗191 4-7-1 ABS樹脂製造廠脫硝污泥以人工合成廢水中丙烯醯胺為基質進行脫氮情形191 4-7-2 PAN人造纖維製造廠污泥以人工合成廢水中丙烯醯胺為基質進行脫氮情形199 4-7-3 綜合討論200 4-8 固定化菌株去除丙烯醯胺之批次實驗203 4-8-1 固定化菌株(細胞)活化時間之選定204 4-8-2 固定化菌株於不同pH值下對人工合成廢水中丙烯醯胺之去除情形204 4-8-3 固定化菌株MDM-2對人工合成廢水中丙烯醯胺之去除情形207 4-8-4 固定化菌株CDM-10對人工合成廢水中丙烯醯胺之去除情形208 4-8-5 綜合討論215 第五章 純種丙烯利用菌對氰化物去除之研究219 5-1 ABS樹脂製程廢水之特性220 5-2 丙烯利用菌於ABS樹脂製程廢水中去除丙烯之批次實驗220 5-2-1 懸浮菌株AAS7對ABS樹脂製程廢水中丙烯之去除情形220 5-2-2 懸浮菌株AAS6對ABS樹脂製程廢水中丙烯之去除情形225 5-2-3 懸浮菌株AAS7與AAS6於ABS樹脂製程廢水中不同丙烯濃度下生長與基質利用情形之比較229 5-3 固定化丙烯利用菌對ABS樹脂製程廢水中丙烯之去除實驗231 5-3-1 固定化菌株(細胞)活化時間之選定231 5-3-2 固定化菌株AAS7對ABS樹脂製程廢水中丙烯之去除情形231 5-3-3 固定化菌株AAS6對ABS樹脂製程廢水中丙烯之去除情形235 5-3-4 固定化菌株AAS7與AAS6於ABS樹脂製程廢水中不同丙烯濃度下基質利用情形之比較239 5-4 綜合討論239 5-5 丙烯利用菌於人工合成廢水中去除丙之批次實驗242 5-6 丙烯利用菌於人工合成廢水中去除異丁之批次實驗245 5-7 丙烯利用菌於人工合成廢水中去除丁烯之批次實驗247 5-8 丙烯利用菌於人工合成廢水中去除苯基之批次實驗250 第六章 以己內醯胺為基質之脫氮菌研究253 6-1 以己內醯胺為基質之脫氮菌的分離與篩選253 6-2 以己內醯胺為基質之脫氮菌鑑定及顯微照相254 6-3 菌株於不同溫度下之生長速率254 6-4 懸浮菌株以己內醯胺為基質之脫氮批次實驗257 6-4-1 懸浮菌株MDC-3以人工合成廢水中己內醯胺為基質進行脫氮情形257 6-4-2 懸浮菌株TDC-2以人工合成廢水中己內醯胺為基質進行脫氮情形269 6-4-3 綜合討論278 6-5 混合族群以己內醯胺為基質之脫氮批次實驗278 6-5-1 ABS樹脂製造廠脫硝污泥以人工合成廢水中己內醯胺為基質進行脫氮情形278 6-5-2 PAN人造纖維製造廠污泥以人工合成廢水中己內醯胺為基質進行脫氮情形284 6-5-3 綜合討論288 第七章 分子生物技術之利用291 7-1 質體(plasmid)存在與否試驗291 7-2 演化分析-類源樹之建立292 第八章 結論與建議309 8-1 結論309 8-2 建議315 參考文獻317 附錄33

Efficacy evaluation of delivery of naked Der p 2 DNA vaccine into skin by supersonic flow for suppression of Dermatophagoides pteronyssinus-induced airway inflammation

Dermatophagoides pteronyssinus group 2 (Der p 2) is a major allergen to induce allergic asthma, and is a good candidate for DNA vaccine development. Previous study suggested that intramuscular injection of plasmid DNA containing wild type Der p 2 gene induced Th1 skewed immune response. Our previous study demonstrated that novel gene gun delivering naked DNA through supersonic flow elicited similar levels of antibody and cellular response with lower dose of DNA plasmid in comparison with intramuscular injection. In addition, administration of naked DNA via novel gene gun induced a stronger Th1-skewed effect on the development of antigen-specific immune responses than traditional delivery of gold coated DNA vaccine. We focused on efficacy evaluation of naked Der p 2 DNA vaccine delivered into skin by supersonic flow for suppression of Dermatophagoides pteronyssinus- induced airway inflammation in comparison with intramuscular injection. After sensitization intraperitoneally with Der p crude extract, Balb/c mice were inoculated with naked DNA vaccine encoding Der p2 antigen by novel gene gun or intramuscular injection to protect the allergen challenges. Lung function and histological studies showed that the group of novel gene gun and intramuscular injection both reduced the airway hypersensitivity and downregulated airway inflammation. Furthermore, the vaccinated mice by gene gun showed a significant suppressed the induction of Der p and Der p2 specific immunoglobulin synthesis compared to the group of intramuscular injection. According to analysis of cell surface marker staining for intracellular cytokines, the group of gene gun had higher numbers of IFN-gamma secreting CD4 and IFN-gamma secreting CD8 T cells than intramuscular injection and significantly attenuated the numbers of IL-4 secreting CD4 T cells in spleen cells. Thus, we suggest that novel gene gun significantly increases the Der p 2-specific anti-airway inflammation Th1 immune response and has better efficacy to protect the asthmatic antigen exposures than intramuscular administration. The results also provided the immunological rationale for testing delivery of naked Der p 2 DNA vaccine into skin via novel gene gun in patients with Dermatophagoides pteronyssinus induced airway inflammation.歐洲室塵蟎第2群抗原(Der p 2)是引起肺部氣喘的主要過敏原，因此也是作為去氧核糖核酸疫苗研製中一個好的候選抗原。而先前的研究已證實，利用肌肉注射野生型的Der p 2的DNA疫苗可在動物體內誘導第一型輔助T細胞(Th1)偏差的免疫反應。在我們之前的研究發現使用超音速流動力遞送裸露去氧核糖核酸進入皮膚層，不僅可以在較低的用量下誘導出與利用肌肉注射相似的抗體型及免疫型反應，相較於傳統金屬包裹之去氧核糖核酸疫苗，新式基因槍遞送裸露DNA疫苗的策略，可明顯誘導出非常強的抗原專一性Th1細胞型免疫反應。我們目標評估利用超音速流動力遞送裸露Der p 2去氧核糖核酸疫苗至皮下，與肌肉注射方式，比較抑制Der p誘發之呼吸道發炎之能力。在實驗設計上， Balb/c小鼠以歐洲室塵蟎粗萃物致敏後，利用基因槍施打或是肌肉注射來接種裸核DNA疫苗來抵抗過敏原的暴露。根據肺功能測試和組織染色與切片，Der p 2誘導之呼吸道發炎之小鼠肺部氣喘程度，施打新式基因槍方式和肌肉注射均降底小鼠氣喘引起的呼吸道敏感和發炎情形。進一步研究上發現，與肌肉注射作比較，利用基因槍遞送裸露Der p 2 之DNA疫苗更能顯著的抑制Der p和Der p 2特定免疫球蛋白；經由細胞內細胞素染色分析，相較於肌肉注射，施打新式基因槍方式提昇脾臟細胞內的分泌INF-gamma 的CD4及CD8之T細胞和顯著減弱分泌IL-4的CD4之T細胞數目。因此，我們的實驗證實了新式基因槍施打Der p 2 DNA疫苗顯著的增加專一性Der p 2的Th1免疫反應去抑制過敏性免疫反應，且比肌肉注射的方式有較強的效力去保護造成氣喘的過敏原暴露。實驗結果可以提供免疫上的原理，運用於新式基因槍皮下遞送裸露Der p 2之DNA疫苗治療塵螨引起之過敏病患。中文摘要…………………………………………………………………iv Abstract …………………………………………………………………v Abbreviation……………………………………………………………ix 1.Introduction…………………………………………………………1 1.1.Allergic asthma………………………………………………… 1 1.2.House dust mite and Dermatophagoides pteronyssinus group 2 allergen…………………………………………………2 1.3.Allergen immunotherapy…………………………………………2 1.4.DNA vaccine ………………………………………………………3 1.5.Novel Delivery of naked DNA vaccine ………………………5 2.Specific Aims ………………………………………………………7 3.Materials and methods ……………………………………………8 3.1. Materials…………………………………………………………8 3.2.Methods……………………………………………………………14 4.Results………………………………………………………………23 4.1.Construction and Characterization of Der p 2 DNA vaccine……………………………………………………………23 4.2.Histological examination ……………………………………23 4.3.Effect of gene therapy in pulmonary function testing 24 4.4.Analysis of Der p-specific antibody responses in DNA immunized mice …………………………………………………24 4.5.Analysis of Der p 2-specific antibody responses by gene vaccination ………………………………………………25 4.6.Der p2-specific immune responses of CD4+ T cell subsets in mice…………………………………………………25 4.7.Der p 2-specific immune responses of CD8+ T cells in immunized mice………………………………………………26 5.Conclusion …………………………………………………………27 6.Discussion …………………………………………………………28 6.1.Study of the immune modulator effects on DNA vaccination………………………………………………………28 6.2.DNA vaccine effect on therapy of asthma…………………29 6.3.Effects of alternate routes for plasmid delivery on gene therapy ……………………………………………………31 6.4.The role of IFN-gamma on gene therap ……………………34 6.5.The role of CD8+ cells on gene therapy …………………34 References ……………………………………………………………37 Figure…….……………………………………………………………45 Fig 1. Construction of Der p 2 DNA vaccine.…………………45 Fig 2. Effect of vaccination pulmonary function. …………49 Fig 3. Histopathologic examination of lung.…………………50 Fig 4. Changes of Der p specific IgE, IgG1 and IgG2a levels in sera………………………………………………52 Fig 5. Effects of Der p 2-specific IgE, IgG1 and IgG2a levels in sera………………………………………………54 Fig 6. Allergen-specific IL-4 and IFNγ- production of T cells by flow cytometry analysis 56 Fig 7. Analysis of intracellular cytokine staining by flow cytometry analysis to characterize IFN-γ secreting CD8 cells 5