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丝素蛋白的结构检测研究不仅关系到对再生丝素材料的性能调控,还关系到动物丝液晶纺丝机理的解读。本论文围绕丝素蛋白的结构检测展开,主要从丝素的太赫兹光谱入手,设计不同的实验探索丝素蛋白在太赫兹频段独特的、不同于现有光谱技术的分子结构信息。利用太赫兹时域光谱仪,首次获得了纯丝素蛋白的太赫兹光谱,发现丝素蛋白结构与其在太赫兹频段简正模振动的关联,建立了基于太赫兹光谱技术的丝素蛋白结构分析方法,验证了太赫兹时域光谱仪检测丝素蛋白结构变化的可靠性,为丝素蛋白结构检测提供了一种新思路。本论文的主要内容和研究结果如下:（1）获得并分析了构成丝素蛋白的L型氨基酸在太赫兹频段的吸收特征。L型氨基酸在0.2～3.0 THz频段的吸收光谱分析结果显示:丝素中四大氨基酸:甘氨酸（Gly）的太赫兹特征峰位于1.59和2.47 THz;丙氨酸（Ala）的特征吸收峰位于2.49 THz;丝氨酸（Ser）的特征吸收峰位于2.02和2.77 THz;酪氨酸（Tyr）的特征吸收峰位于0.96,1.92,2.08和2.69 THz;其中,Gly、Ala和Ser的特征吸收峰主要与羟基、氨基和羧基的摇摆振动有关,而Tyr的吸收峰则主要与苯环有关。18种L型氨基酸的特征吸收峰大多数位于2 THz以上频段内。基于量子化学模拟计算得到的氨基酸简正模频率分布显示:氨基酸的特征吸收峰绝大部分与分子内原子团的集体振动有关。依照氨基酸在丝素蛋白中所占比例,制备氨基酸混合物压片,并对纯氨基酸的太赫兹光谱图进行加权叠加,经比较发现:氨基酸侧基的太赫兹指纹特征叠加呈现宽而连续的太赫兹吸收带,1.0 THz附近有一个明显的吸收峰,很可能归属于Tyr。氨基酸混合物中不仅包含与氨基酸侧基相关的振动信息,还包含与分子间氢键有关的振动信息。（2）获得并分析了丝素主要重复肽段的太赫兹吸收特征。重复肽段在0.2～3.0 THz频段的吸收光谱分析结果显示:简正模计算虽不能完全解释二肽多晶粉末的低频振动信息,但对特征振动的分析给予了一定支持。太赫兹光谱对含有Gly的二肽的氨基酸残基序列很敏感,Gly-Ala、Gly-Ser和Gly-Tyr的吸收峰均位于1.3 THz以上,推测丝素蛋白对太赫兹辐射的吸收很可能落在1.3 THz以上。GAGAGS的太赫兹吸收主要与碳末端的氢键有关。GAGAGY的太赫兹吸收与苯环、羰基和甲基摇摆振动有关。在红外光谱区间,分子振动吸收主要与酰胺键有关;但在太赫兹频段,侧基官能团可通过摇摆,带动其他原子参与到分子的简正模振动,从中可解析出基团在分子中的相对位置。（3）建立了基于太赫兹光谱技术的丝素蛋白结构分析方法。丝素蛋白从后部丝腺,经中部丝腺,形成蚕丝的过程中,经历了二级结构由random coil和α helix向β sheets不可逆转变,同时伴随着β sheets取向结晶形成silk Ⅱ结构。这是一个丝素蛋白分子空间排列由无序向有序转变的过程。从脱胶丝到再生丝素,经历了CaC12-EtOH-H2O对丝素蛋白分子内各种相互作用和二硫键的破坏,是丝素蛋白打破分子空间排列规则,打断化学键,二级结构和化学结构均趋于无序的过程。结果显示,在分子有序程度上,再生丝素（reconstituted silk fibroin）<后部丝腺丝素（posterior silk gland fibroin）<中部丝腺丝素（middle silk gland fibroin）<脱胶丝（degummed silk）。这与丝素在 2～10 THz 光谱区间内两个吸收峰的峰高比值Ipeak（2）/Ipeak（Ⅰ）之间存在正相关关系;与丝素在0.2～2.0 THz太赫兹光谱区间内的太赫兹辐射吸收1-Maxsample/Maxrefence和吸收系数一阶导数之间存在负相关关系。（4）探索了太赫兹时域光谱仪检测再生丝素蛋白结构变化的可靠性。MeOH/H2O混合溶液处理的RSF样品,它们都表现出以silk Ⅰ为主的晶体结构,伴有少量某种未知的结构。并且随着MeOH浓度的增加,与二级结构β sheets有关的FTIR特征吸收峰以及与silk Ⅰ有关的XRD特征衍射峰经历了先增强后减弱的变化过程,并同在MeOH浓度调至40 vol%时达到各自的最大值。这指向RSF分子内β sheets和silk Ⅰ含量与MeOH浓度之间的密切关联。在此过程中,RSF在5.1 THz处吸收峰面积先减后增,7.9 THz处吸收峰面积与区间0.30～2.55 THz内吸收强度则先增后减,同样在MeOH浓度40 vol%时到达各自的最值。结果显示:再生丝素在0.2～2.5 THz太赫兹光谱区间内的吸收强度和7.9 THz吸收峰与其β sheets和/或silk Ⅰ含量成正相关,而5.1 THz吸收峰与β sheets和/或silk Ⅰ含量则成负相关。我们推测前者的吸收很可能来源于和β sheets和/或silk Ⅰ和有关的振动模式,而后者可能与random coil和α helix有关。以上研究内容和结果为研究丝素蛋白的弱相互作用（蛋白质构象形成和稳定的关键因素）和结构变化等问题提供了一条有效途径。证明凭借太赫兹光谱,可观测到与常规光谱不同的独特信息,更针对凸显分子集合振动和氢键振动的,可对现有的丝素结构研究有所拓展。