生質混合物分離技術, purification technologies for biomass 

近幾十年來，對消耗石油資源的需求和環境顧慮使得人們越來越關注環保材料，包括在3D列印領域的應用。木質纖維素生物質是地球上最豐富的原材料之一，它95%的成分主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，以及少量的蛋白質和其他提取物。由於其永續性、無毒性和生物相容性，木質纖維素生物質已被廣泛應用於造紙、生物燃料和生物複合材料等領域。最近數十年來，如何有效轉化和利用可再生木質纖維素之生質混合物(lignocellulosic biomass)逐漸成為全球研究的重要議題。有鑑於生質混合物的利用，絕大部分的成本源自於前端的純化分離過程，我們團隊研究的核心目標，便是開發出有效且具經濟效益的生質混合物的分離方法，將特別著重於從混合物中純化出有用於印刷與封裝程序的原料，並根據其程序進行優化製程的探討，以期開發出一個具有競爭力的綠色製程。

手性純化機制, Chiral Recognition Mechanism

手性分子(chiral molecules)的分離技術一直是在製藥界中一項重要的純化技術，許多的藥物分子都是帶有手性(chirality)，而其手性的不同對人體所產生的藥性也有所不同。液相層析是目前主要的分離方式。雖然手性分離技術在已達到廣泛普及的應用，其分離機制的理論基礎依然不被了解，對分離的效果依然倚靠的是經驗法則，大幅限制了手性分離技術的發展以及其中可能擁有的進步潛力。

我們將以HPLC、分子光譜、分子模擬針對目前最被廣泛使用的手性分離吸附劑，多醣衍生物(polysaccharide-based sorbent)進行研究，以期了解其造成手性分離的機制，能夠建構一個通用性的機制模型，進而發揮其可能具有的對分離效果的預測、評估功能。 

液相層析滯留模型, Retention Model

在層析程序過程當中，溶劑的選擇與搭配常是被用來最適化分離的效果。滯留模型便是用來描述溶質分子的滯留時間(retention time)與溶劑組成的數學關係。過往三、四十年來的傳統滯留模型並未考量到溶劑與溶劑之間的作用，會影響溶質的滯留行為，Tsui et al. (2013 and 2014) 指出了模型的限制，並重新修正提出了新的基礎模型，對於滯留程序提供了更精準地定性與定量的描述。

我們將以新的修正模型為基礎，對各個常用的吸附劑與溶劑選擇進行研究與評估，在理論基礎上對溶劑對分離的影響提出更精準的描述，並進一步地，希望能夠進一步擴展與補充新的模型，發展一個適用性更廣的滯留模型。 

微胞液相層析, Micellar Lquid Chromatography

微胞溶液在化學分析以及工業上都有廣泛的應用。其存在能大幅度提升疏水物質在水溶液當中的溶解度，這性質在材料的合成與與藥物的釋放上也可以看到廣泛的應用。某些藥物像是維他命之穩定性在含有微胞的溶液中也能得到提升。相對於氣相層析技術(GC)，液相層析(LC)在溶劑作為可控制變數上的自由度，在分析化學、分離科學技術上提供了相當的分析優勢。若在移動相中進一步地有微胞或是環糊精(cyclodextrin)的添加，將可在作為移動相的溶劑、以及作為固定相的吸附劑之外，擁有所謂的”第三相”，也就是微胞相(micellar phase)的之可調控變數。溶質分子將可根據分配平衡係數(partition coefficient)溶入微胞中。而構成微胞組成之界面活性劑具有多樣化且便宜的選擇性，透過合適系統的選擇，將能使我們液相層析技術，不管是在正相(normal phase)、或是反相(reverse phase)的層析系統中，皆有具備同時處理親水或疏水的溶質分子。透過控制移動、固定、微胞三相間特殊的作用機制，使得一些過去使用傳統層析技術無法進行分離分析的系統能夠被解析。此技術理論基礎的研究發展，無疑將可大幅度地擴展我們液相層析技術的應用潛力，不論是在分析化學、甚至是工業純化的層面上。 

模擬移動床, Simulated Moving Bed

管柱層析作為主要化工純化製程的單元之一，其比起傳統的蒸餾純化，產物一般而言能有較高的純度，且程序能於室溫下操作，但由於有相對較高的操作成本，至今多被用於製藥、食品、精密化學品等有高附加價值的產品純化。然而，隨著模擬移動床(simulated moving bed，簡稱SMB)技術的發展，使得過往只能用以批次生產的層析製程，得以擴展為以連續式的方式進行純化生產；另一方面，相似於蒸餾塔的設計，SMB的移動相溶劑能以部分回流的方式進行再利用，此設計大幅減少了溶劑的使用量，在操作上進一步的減少成本。SMB製程上的諸多優勢，使得模擬移動床的設備與製程設計，在歐美的製程技術與應用上早已發展得相當純熟，並能以根據製程需求與產品的差異自行進行設計調整操作條件。

台灣本地的設備與技術公司在SMB的製程開發尚在萌芽的階段，僅少數積極投入SMB開發的公司也在向台灣本地產業推廣時受到阻力。SMB設備的建置成本比起傳統批次層析設備昂貴，而其在製程設計以及技術力上有相當高的要求，成為台灣本地不少公司卻步採用的主要原因之一。針對這樣的技術需求，SMB的製程設計的技術發展也是我們研究團隊的重點之一。