蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要有机大分子,参与几乎所有重要的生命活动。在不同生理环境下蛋白质的定性定量分析是蛋白功能检查、临床诊断、康复检查以及生物药品质量检查的重要指标。目前生化检测方法主要利用蛋白质对应抗体的特异性表达信息获得相应靶分子的种类、含量等信息,过程繁琐,需要花费较多资源。作为一种物理探测方法,太赫兹(THz)技术不需要传统生化检测方法中复杂的标记过程,非常适合对蛋白质直接进行无标记的检测。由于太赫兹波覆盖了生物大分子之间/内的弱相互作用、骨架振动以及偶极子旋转的能级范围,通过生物大分子在太赫兹波段所特有的THz指纹谱可对生物大分子定性分析。另外蛋白含量及构象改变会对THz波段光学参数产生影响,所以光学参数是判定蛋白质种类、含量以及蛋白质变性的主要依据。本文首先概述了太赫兹波以及太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)的特性和目前用于生物大分子检测的研究进展。然后介绍了几种经典透射THz-TDS光学参数提取方法。由于超薄微流道的使用法布里-珀罗震荡变得更加显著,对光学参数准确度造成一定的影响。在对前人算法去粗取精的基础上,本文开发了更加简单且更适用于微纳流道的参数提取算法。最后利用开发算法研究了微纳流道中处于不同液态生理环境下蛋白质的太赫兹光谱特性。主要包括两方面:不同浓度牛血清蛋白(BSA)的水化作用研究和不同酸碱环境下胃蛋白酶(Pepsin)构象变化研究。实验结果表明,光学参数(如折射率和吸收系数)与BSA溶液浓度不符合朗博-比尔定律,因为随着BSA溶液浓度的增加BSA蛋白分子含量增高导致其周围的水化层相互重叠。Pepsin溶液的吸收系数在pH=3和pH=5,pH=7以及pH=8.5,pH=11分别处于三种状态,因为Pepsin在pH=2~4的生理环境下才能保证正常的空间构象,在pH=5~7环境中结构发生了一些变化,当pH>8.5则发生不可逆的变性。上述研究成果为THz光谱技术定性定量检测蛋白质分子提供了可靠的依据。