汪一帆^1） 尉萬聰^2） 周鳳娟^1）** 薛照輝^1）**

(¹⁾天津大學農業與生物工程學院,天津,300072;
 ²⁾清華大學生物科學與技術系，北京，100084)
 

    摘要 太赫茲（THz）輻射是一種新型的遠紅外相干輻射源，近年來在生物大分子研究中得到了廣泛的應用，特別是在生物分子的結構和動力學特性等方面有著巨大的應用潛力. 本文結合THz 光譜的特點，介紹了利用THz 光譜對蛋白質、糖類及DNA等生物大分子的探索研究，以及應用THz 技術測定水環境與生物分子的相互作用. 探討了該技術在生物領域應用中有待解決的問題及發展前景.

    關鍵詞 太赫茲, 生物, 蛋白質, 糖類, DNA

    學科分類號 O561, Q691

    在碳水化合物、蛋白質、核酸等生物分子的研究分析中，光譜學發揮著非常重要的作用. 太赫茲 (THz)輻射是指頻率在0.1~10THz (波長在30μm~3mm) 之間的電磁波，其波段位于微波和紅外光之間. 由于長期缺少有效的產生和探測技術，THz 波段曾一度被稱作“THz 空隙”. 近十幾年來超快激光技術和半導體材料科學與技術的迅速發展為THz 脈沖的產生提供了穩定、可靠的激發光源，促進了THz 輻射在光譜學和成像技術方面的應用.

    相比于紫外可見吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜、圓二色譜、X 射線成像分析等傳統技術，THz 光譜有其獨特的優勢：（1）光譜的特征吸收：許多分子之間弱的相互作用（氫鍵、范德華力等）、生物大分子的骨架振動、偶極子的旋轉和振動躍遷以及晶體中晶格的低頻振動吸收正好處于THz 頻帶范圍，并且THz光譜技術對探測物質結構存在的微小差異和變化非常靈敏，具有反映化合物結構的指紋特征，因此THz 光譜技術在分析和研究生物大分子方面有著廣闊的前景^[1].（2）低能性：THz 電磁輻射的光子能量低，只有毫電子伏特，不會因為電離而破壞生物分子，因而是一種安全有效的無損檢測方法^[2].（3）高靈敏度：THz脈沖的典型脈寬在皮秒量級，不但可以對生物樣品進行時間分辨研究，而且可以有效地抑制遠紅外背景輻射噪音的干擾，輻射強度測量的信噪比和探測靈敏度遠高于傅里葉變換紅外光譜.（4）寬帶性：THz 脈沖源通常只包含若干個周期的電磁振蕩，單個脈沖的頻帶可以覆蓋GHz至幾十THz的范圍，便于在大的范圍里分析物質的光譜性質.（5）相干性：THz時域光譜技術 (THz-TDS) 的相干測量技術能夠直接測量THz電場的振幅和相，可以方便地提取樣品的折射率、吸收系數. 此外，THz 對生物分子中的水非常敏感，因此可以用于分析生物分子與水的相互作用.

    THz 光譜在生物分子的結構和動力學特性等方面有著重要的應用價值. 利用THz 技術可以獲得這些生物分子在THz 波段的光學常數,進而可以研究它們的光譜特征. 國內外研究者已經利用THz 光譜對DNA、蛋白質和糖類等生物分子的探索研究. 本文主要綜述了近年來THz光譜在生物領域中的應用及進展.

1 THz 光譜在蛋白質研究中的應用

    蛋白質是細胞內含量最高的組分，酶、抗體、多肽激素、輸送媒介等都是由蛋白質構成的. 蛋白質是在結構與功能上種類最多的一類分子，它們在生命體系中起著關鍵作用. 蛋白質的基本分子單位是氨基酸，其結構通式為R–C_α( H) (N H3⁺)–COO^–，R代表可變的側鏈，該側鏈對蛋白質體系的介電和電子學特征起著重要作用. 氨基酸的結構為一大的偶極子，對它進行振動光譜的研究有利于深入了解蛋白質的微觀結構和功能.

    氨基酸在THz波段的吸收是由分子轉動或扭動造成的，氨基酸的不同結構造成了它們在THz波段不同的吸收峰位. Kikuchi^[3]首次利用變角THZ-TDS測定L-半胱氨酸和L-組氨酸的氨基酸單晶體. 王雪美等^[4]利用THz-TDS技術研究室溫條件下多晶含硫氨基酸L-蛋氨酸和L-半胱氨酸的光譜特性，發現含硫氨基酸吸收峰的非諧性以及較寬的吸收譜帶和平臺可能是源于分子間相互作用的聲子吸收.

    多肽是肽鍵連接氨基酸構成的多聚體. 由于多肽肽鏈內或鏈間存在荷電基團，因此也就存在著靜電作用的力（通稱鹽鍵，如–NH₃⁺_…-OOC–）,這種力也可能在荷電基團與偶極基團、或偶極基團與偶極基團之間發生，鏈內的靜電作用比鏈間的強. 對于多肽鏈分子還存在范德華力（如–CH₂OH_…HOCH₂–），在鏈內的基團間或分子鏈間都可能有范德華的吸引或排斥力，特別是一些龐大基團的色散偶極和誘導偶極間會呈現出主要的范德華作用力. 而THz-TDS 對氫鍵、范德華力等許多分子之間弱的相互作用非常敏感，具有反映化合物結構和環境的指紋特征，因此可以用來鑒定肽的結構.

    肽的光譜特征與其氨基酸組成、排列順序、分子間氫鍵以及晶體結構密切相關. Plusquellic^[5]利用THz-FTIR技術檢測不同晶型的多肽，結果獲得了明顯不同的THz波譜，并且發現短鏈晶型的多肽在50~500cm^-1 THz波段有明顯的特征吸收.

    蛋白質的一級結構表示多肽鏈特有的氨基酸排列序列. 二級結構描述多肽鏈被氫鍵所穩定的部分，如α-螺旋、β-折疊和β-轉角. 三級結構定義為半胱氨酸殘基之間的二硫鍵，以及其它非共價力，如疏水鍵、氫鍵和靜電力所穩定的立體結構. 四級結構指兩個或者多個肽鏈的相互作用.

    很多蛋白質的集體振動模式在THz 范圍內，生物分子的集體運動模式對分子的構象、結構及分子環境變化非常敏感. Markelz 等^[6]首次利用THz-TDS研究了DNA、牛血清蛋白和膠原質在0. 06~2. 00THz 波段的性質，表明這些生物分子的大量低頻集體振動模式具有紅外活性，這一結果引起了人們對利用THz-TDS研究生物大分子的極大興趣. 這之后，他對集體振動模式的相對作用和馳豫作用進行了深入研究^[7]，發現在樣品一致并考慮多重反應的條件下，生物大分子在THz 波段的總介電響應譜帶范圍較寬且沒有特征吸收，但該響應卻對水合作用、溫度、綁定、構造改變高度敏感，對這些效果的產生進行了討論，發現這是由表面側鏈的馳豫損耗引起的. Balu等^[8]利用低頻THz 光譜研究了視紫質和菌視紫紅質這兩種光活性蛋白質系統，以探討螺旋跨膜蛋白集體低頻運動. 結構相似的這兩種蛋白質，其受THz 輻射激活產生的振動特性有著驚人的相似. 具體來說，低頻時其細胞質環區非常活躍，高頻時其細胞外的環區被振動激活. 該研究表明THz光譜在確定蛋白質構象變化的振動自由度上有重要意義.

    近年來，隨著THz-TDS技術的發展，蛋白質結構及其動力學得以進行深入的研究. Markelz^[9]首次在200K的蛋白質動態躍遷中檢測出THz 介電響應，并發現光譜的溫度相關性與熱激活側鏈運動一致，且這一運動甚至包含亞皮秒級的動力學信息. He等^[10]利用THz-TDS技術研究蛋白質的動態躍遷，通過研究天然狀態和變性的雞蛋清溶菌酶，發現蛋白質結構不是產生動態躍遷的必要因素. 研究表明伴隨著激活反應，光譜特性與溫度有關，并且沒有由弱到強躍遷的跡象. 在此基礎上，他還利用THz - TDS技術觀察到短鏈聚丙氨酸動態躍遷到丙氨酸五肽的現象^[11]，但沒有發現丙氨酸二肽或丙氨酸三肽的躍遷. 該研究表明，光譜的溫度相關性確實產生于溶劑側鏈的相互作用. Chen等^[12]利用THz-TDS觀測PsbO蛋白的可逆性構造變化. Havenith等^[13]發現蛋白質的THz光譜對突變敏感，并受蛋白質表面電荷和柔性的影響.

    蛋白質折疊是指蛋白質可憑借相互作用在細胞環境(特定的酸堿度、溫度等)下自我組裝的過程. 研究蛋白質折疊可以有效的解釋分子生物學中心法則. 近年來，THz-TDS 技術在這一領域也開始發揮出重要作用.Havenith等^[14]利用THz 吸收動力學（KITA）光譜來研究蛋白質折疊過程中的THz 電場衰減和相轉移. 通過與熒光法、圓二色譜、小角度X 射線散射的數據進行對比，發現KITA 可檢測到在折疊早期和二級結構形成時結合水-蛋白質相互作用的重排現象，從而證明蛋白質二級結構形成與溶劑動力學有關.

2 THz 光譜在糖類研究中的應用

    糖類是生物體維持生命活動所需能量的主要來源，是合成其他化合物的基本原料，同時也是生物體的主要結構成分，對于保持生物分子空間構象和形成一定的生物學功能具有重要的作用. 糖分子中存在大量的氫、氧原子基團，其自身或者和其他生物分子都能形成大量的氫鍵，因此是研究氫鍵的典型體系.

    THz-TDS 對糖類的結構非常靈敏，可以反映糖類結構與環境的指紋特性，而且對于低頻區糖分子的定量檢測也非常有效. Shin等^[15]利用THz-TDS研究了從海帶多糖中提取出的不同結構β-葡聚糖的光譜特性，得到了三鏈螺旋（TSHs）和單鏈螺旋（SSHs）這兩種結構在0.1~2.0THz 波段的THz-TDS 吸收譜圖，結果表明不同結構的β-葡聚糖吸收譜表現出明顯不同的光譜特征. 楊麗敏等^[16]將幾種糖衍生物的THz 光譜吸收峰與紅外光譜中的OH 伸縮振動峰做了對比，研究表明THz 光譜吸收峰所對應的是涉及到分子間氫鍵振動的直接關系，不是只對應于某一化學鍵，而紅外光譜中的νOH 伸縮振動可以近似地與氫鍵體系相對應，這說明了THz光譜是紅外光譜的有益補充.

    近幾年，研究者們開始利用THz 光譜研究多糖及其衍生物. Fischer 等^[17]利用THz-TDS技術比較了在溫度300K和10K 時纖維素和幾丁質特征吸收峰的變化，這種差別可能是源于兩種物質在聚合物骨架的差異，幾丁質比纖維素結合著更多的側鏈基團.

3 THz 光譜在DNA 研究中的應用

    DNA是儲存、復制和傳遞遺傳信息的主要物質基礎，其二級結構為雙螺旋結構. DNA三級結構是指DNA鏈進一步扭曲盤旋形成超螺旋結構. 根據螺旋的方向可分為正超螺旋和負超螺旋. 正超螺旋使雙螺旋結構更緊密，雙螺旋圈數增加，而負超螺旋可以減少雙螺旋的圈數. 幾乎所有天然DNA中都存在負超螺旋結構.

    DNA 分子對THz 輻射的響應主要來自于由其分子的構形和構象決定的集體振動模. Wittlin^[18]研究了Li-DNA 和Na-DNA在0.09~13.5THz 波段，溫度從5~300K 時的光譜特征，分別于1. 35和1. 23THz 測出包括低頻模式在內的五種振動模式. 研究發現伴隨著水合作用產生了紅移現象. 應用點陣動力學模型可以較成功的解釋振動模式及其與水合作用的相互關系. Globus 等^[19]利用THz 技術在10~24cm頻率范圍內測量稀溶液中的DNA - art. no. 609308.

    Fisher等^[20]應用THz-TDS 技術研究了組成核酸的四種堿基（鳥嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶）在0.5~4.0THz 波段，溫度分別為10K 和300K 時的吸收系數和折射率性質，且與應用Gaussion98 軟件包所得到計算結果有著很合理的一致性. 這說明四個低頻振動是由于分子間的氫鍵面內、外的運動所造成的，伴隨著一個氫鍵體系的彎曲運動，另一個氫鍵體系發生了扭轉或伸展運動.

    Li等^[21]基于雙鏈DNA十倍體的三維結構，對特定構象的低頻聲子模式與計算機模擬的相關性進行研究.實驗采用了常規模式分析和納秒級分子動力學兩種模型分析方法，發現相比常規模式分析，分子動力學與實驗結果更為相關，并證實在短DNA雙鏈中存在著大量的活躍低頻聲子模式.

    THz 光譜能鑒別出不同DNA序列的吸收或反射率，Weng等^[22]在此基礎上采用經驗模型分解，對DNA序列的THz 光譜進行了定量分析.

    THz 還可以應用在如DNA、寡聚核苷酸雜交過程以及生物芯片讀出等的無標記生物探測中. DNA分子的折射率與其結合狀態密切相關，因此THz 能夠通過獲得物質的吸收系數和折射率進而對DNA 進行無標記探測. Brucherseifer 等^[23]對DNA 分子雜交狀態與其復折射率的關系進行了研究，發現單或多核核苷酸的綁定狀態可通過監視THz經DNA的透射來推知. Nagel 等^[24]利用THz-TDS作為DNA序列分析工具研究了DNA鏈雜交，實驗證明雜交過程中的THz 吸收光譜有很大的不同，這表明DNA的自由鏈和雜交鏈易被THz光譜所區別. 這種技術的高靈敏度甚至可以和熒光標記技術相媲美.

4 THz 光譜在水環境中生物分子研究的應用

    水對于生物分子發揮其功能有著至關重要的作用，但長期以來，由于實驗儀器和研究方法的局限，水分子與生物大分子的相互作用難以觀察. 90年代后期，隨著THz-TDS技術開始應用于生物學研究領域，研究人員發現THz對生物分子中的水非常敏感，THz光譜可檢測少量溶劑誘導的生物分子-水分子界面的集體水分子網絡動力學變化. 這為研究生物分子與水的相互作用提供了新的手段及啟示.

    在對水環境中糖類的研究中，Havenith等^[25]發現THz 可以作為一種探測溶質-誘導變化的靈敏探針. 以p-鍺-激光為THz光源在2.3~2.9THz 范圍內研究乳糖的光譜特征，將水和乳糖粉的吸收與整體吸收相比較，可以看出乳糖溶液的吸光度要比前兩者大. 分子動力學模擬（CHARMm力場）表明這是因為氫鍵重排動力學在水合作用下發生了改變. 溶劑化糖類的THz 光譜顯示水分子的數目與糖類動態耦合，并在其周圍形成了動態水合層. 動態水合層與溶質接觸的氧原子數目和糖類生物功能有關^[13]

    水在蛋白質的結構和動力學上起著非常重要的作用. Xu等^[26]利用THz-TDS研究牛血清蛋白溶液中與蛋白質功能相關的集體運動，通過減少水的干擾，發現牛血清蛋白溶液的摩爾吸收隨濃度變化不大，這與比爾定律相符. Born等^[27]利用THz 光譜技術來探討蛋白誘導下泛素的快速溶劑化動力學，通過對幾個泛素特殊位點突變體進行吸光譜測定，確定蛋白質表面的動態水化層厚度至少是18 埃，這遠遠超過了由散射方法觀察到的靜態水化層（3埃）. 該研究還發現，側鏈截斷會使蛋白質結構的柔性增加、剛性降低，從而產生更多自由狀的動態水合層. 他們還利用THz 光譜技術研究了低水合態下模型肽的溶劑化^[28],發現如果單位溶質的水分子數少于18~20，THz 光譜吸收就會急劇下降. 該現象是肽-水分子網絡運動被破壞的特征，并有力支持了激活該運動需要最少量結合水的假說.

    不同狀態的水，其吸收THz 射線的方式也不同，因此研究人員可以直接觀測到蛋白質對其周圍水分子的影響作用. Havenith等^[29]在蛋白質對溶劑的影響距離及影響方式的問題上進行了探討，通過THz 光譜技術對溶劑化動力學、動態水化層厚度進行研究，發現蛋白質周圍溶劑化層的相互重疊會導致λ蛋白的THz 吸收產生非單調趨勢. 分子動力學模擬顯示，蛋白質溶劑化層中的水與其距離10埃的自由水有著不同特征. 在水化層相互重疊等高蛋白濃度之處的計算所得數據和實驗結果一致，都顯示其吸收光譜有非單調性變化. 蛋白質對水分子網絡運動的影響距離在20埃以上，這遠大于理論長度. THz實驗表明一個蛋白質可以影響1000個水分子. 該研究小組^[30]還利用THz 技術測量溶劑化蛋白質，以便研究生物大分子周圍的動態水合層. 發現與濃度相關的THz 吸收系數會隨著溶質誘導的溶劑化動力學改變，并受蛋白質濃度和動態水合層厚度的影響.

    THz 吸收可作為溶液中蛋白質濃度的函數，用以研究蛋白質和水之間動態耦合. 在高濃度的蛋白質-水溶液中，隨著蛋白質濃度的增高，THz 吸收光譜以近似線性趨勢降低^[26]. 在低濃度的蛋白質-水溶液中，蛋白質濃度與吸光率呈現非線性變化，蛋白質溶劑化層重疊和自由水消失表明了蛋白質稀溶液的轉變^[29]. 計算機模擬也可以用于研究鄰近生物分子表面的水分子動力學和結構. Whitmire等^[31]使用標準模式分析生物大分子力場模型，并計算諧函數近似值下的THz吸收光譜. Ebbinghaus等^[29]使用分子動力學模擬計算偶極波動.水分子的平移和旋轉擴散可作為以蛋白質和水分子間距、氫鍵動力學的函數. Havenith研究小組通過模擬水分子的這一特性，得以深入研究生物分子和鄰近水的動態耦合^[32].

5 結語

    THz 以其對生物分子的特征吸收、高靈敏度、寬帶性等優點，為人們提供了一種研究生物分子結構及相關動力學、分子與環境相互作用的新方法. 目前關于THz 波段在生物學中的光譜和成像研究正處于一個飛速發展的時期，研究者們已在生物分子指紋圖譜的獲得、無標記生物探測以及水環境與分子的相互作用等方面做出了一些初步的研究成果. 但THz 作為一種新興的光譜分析檢測手段，與已經成熟的其他光譜技術相比仍難免存在著一系列問題，它在實驗技術和理論分析技術方面仍有待完善. 在實驗技術方面，由于THz 波的波長限制了THz 成像系統的空間分辨率，要在生物樣品 (如生物細胞或生物組織) 上加一層控制材料是很困難的；目前大多數脈沖實驗獲取數據時間較長，對于生物樣品可能會有樣品的變性問題；一般光導天線輻射的THz 源有效頻率較低,使得一些物質結構信息不能在譜圖中得到充分的反映；另外,現有的THz 時域光譜系統及成像系統的設備還比較昂貴,信息處理過程也很復雜,有待進一步微型化和實用化. 在理論分析方面，有效的數據處理和圖譜分析方法仍需要進一步探索，光譜數據也需要不斷積累以利于研究THz光譜與分子結構之間的關系. THz 涉及到物理學、化學以及生物學等多學科的交叉與融合，隨著研究的不斷深入，該技術與多種學科之間的交叉勢必會更加深入. 相信隨著THz 技術的發展，它將在許多領域都展現出巨大的應用價值.

參 考 文 獻
[1] Williams B S, Callebaut H, Kumar S, et al. 3.4-THz quantum cascade laser based on longitudinal-optical-phonon scattering for depopulation. Applied Physics Letters, 2003, 82(7): 1015~1017.
[2] 王曉紅, 張亮亮, 胡穎, 等. THz輻射在DNA光譜研究中的應用. 光譜學與光譜分析, 2006, 26(3): 385~391.
Wang X H, Zhang L L, Hu Y, et al. Applications of terahertz pulse in the DNA molecule. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2006, 26(3): 385.
[3] Kikuchi N, Tanno T, Watanabe M, et al. A membrane method for terahertz spectroscopy of amino acids. Aanalytical Sciences, 2009, 25(3): 457~459.
[4] Wang X M, Wang W N. Terahertz time-domain spectroscopy of sulfur-containing amino acids. Actachimica Sinica, 2008, 66(20): 2248~2252.
[5] Plusquellic D F, Kleiner I, Demaison J, et al. The microwave spectrum of a two-top peptide mimetic: The N-acetyl alanine methyl ester molecule. Journal of Chemical Physics, 2006, 125(10). 104312.
[6] Markelz A G, Roitberg A, Heilweil E J. Pulsed terahertz spectroscopy of DNA, bovine serum albumin and collagen between 0.1 and 2.0 THz. Chemical Physics Letters, 2000, 320 (1~2): 42~48.
[7] Markelz A G. Terahertz dielectric sensitivity to biomolecular structure and function. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2008, 14(1): 180~190.
[8] Balu R, Zhang H, Zukowski E, et al. Terahertz spectroscopy of bacteriorhodopsin and rhodopsin: Similarities and differences. Biophysical Journal, 2008, 94(8):3217~3226.
[9] Markelz A G, Knab J R, Chen J Y, et al.. Protein dynamical transition in terahertz dielectric response. Chemical Physics Letters, 2007, 442(4~6): 413~417.
[10] He Y F, Markelz A G. The Role of Structure in the Protein Dynamical Transition. 2008 33rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves, 2008, 1~2: 746~748.
[11] He Y F, Ku P I, Knab J R, et al. Protein Dynamical Transition Does Not Require Protein Structure. Physical Review Letters, 2008, 101(17): 178103.
[12] Chen H, Chen G Y, Li S Q, et al. Reversible conformational changes of PsbO protein detected by terahertz Time-domain spectroscopy. Chinese Physics Letters, 2009, 26(8): 084204.
[13] Leitner D M, Gruebele M, Havenith M. Solvation dynamics of biomolecules: modeling and terahertz experiments. HFSP Journal, 2008, 2(6): 314~323.
[14] Kim S J, Born B, Havenith M, et al. Real-Time Detection of Protein–Water Dynamics upon Protein Folding by Terahertz Absorption Spectroscopy. Angewandte Chemie-international Edition, 2008, 47(34): 6486-6489.
[15] Shin H J, Oh S J, Kim S I, et al. Conformational characteristics of beta-glucan in laminarin probed by terahertz spectroscopy. Applied Physics Letters, 2009, 94(11): 111911.
[16] 楊麗敏, 趙夔, 孫紅起, 等. 幾種糖衍生物分子的THz光譜研究. 光譜學與光譜分析, 2008, 28 (5): 961~965.
Yang L M, Zhao K, Sun H Q, et al. THz absorption spectra of several carbohydrate derivatives. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2008, 28 (5): 961~965.
[17] Fischer B, Hoffmann M, Helm H, et al. Chemical recognition in terahertz time-domain spectroscopy and imaging. Semicond. Sci. Technol. 2005, 20(7), S 246~S253.
[18] Wittlin A, Genzel L, Kremer F, et al. Far-infrared spectroscopy on oriented films of dry and hydrated DNA. Phys. Rev. A, 1986, 34: 493.
[19] Globus T, Khromova T, Gelmont B, et al. Terahertz characterization of dilute solutions of DNA - art. no. 609308. Biomedical Vibrational Spectroscopy III: Advances in Research and Industry, 2006, 6093: 9308.
[20] Fischer B M, Walther M, Jepsen P U. Far-infrared vibrational modes of DNA components studied by terahertz time-domain spectroscopy. Phys. Med. Biol., 2002, 47 (21): 3807.
[21] Li X W, Globus T, Gelmont B, et al. Terahertz Absorption of DNA Decamer Duplex. Journal of Physical Chemistry A, 2008, 112(47): 12090~12096.
[22] Weng B W, Xuan G C, Kolodzey J. Empirical mode decomposition as a tool for DNA sequence analysis from Terahertz spectroscopy measurements. 2006 IEEE International Workshop on Genomic Signal Processing and Statistics, 2006: 63~64.
[23] Brucherseifer M, Nagel M, Haring Bolivar P, et al. Label-free probing of the binding state of DNA by time-domain terahertz sensing. Applied Physics Letters, 2000, 77(24): 4 049~4 051
[24] Nagel M, Richter F, Bolivar P H, et al. A functionalized THz sensor for marker-free DNA analysis. Physics in Medicine and Biology, 2003, 48 (22): 3625~3636.
[25] Bründermann E, Born B, Funkner S, et al. Terahertz spectroscopic techniques for the study of proteins in aqueous solutions. Proceedings of SPIE, 2009, 7215: 72150.
[26] Xu J, Plaxco K W, Allen S J. Probing the collective vibrational dynamics of a protein in liquid water by terahertz absorption spectroscopy. Protein Science, 2006, 15: 1175~1181.
[27] Born B, Kim S J, Ebbinghaus S, et al. The terahertz dance of water with the proteins: the effect of protein flexibility on the dynamical hydration shell of ubiquitin. Faraday Discuss,2009, 141:161~173.
[28] Born B, Weingartner H, Brundermann E, et al. Solvation Dynamics of Model Peptides Probed by Terahertz Spectroscopy. Observation of the Onset of Collective Network Motions. Journal of the American Chemical Society, 2009, 131(10): 3752~3755.
[29] Ebbinghaus S, Kim S J, Heyden M, et al. An extended dynamical hydration shell around proteins. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United.
[30] Havenith M, Leitner D, Gruebele M. The THz dance of the protein with the water.2008 33rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves, 2008, 1~2: 238.
[31] Whitmire S E, Wolpert D, Markelz A G, et al. Protein flexibility and conformational state: A comparison of collective vibrational modes of wild-type and D96N bacteriorhodopsin. Biophysical Journal, 2003, 85(2): 1269~1277.
[32] Heyden M, Brundermann E, Heugen U, et al. Long-range influence of carbohydrates on the solvation dynamics of water-answers from terahertz absorption measurements and molecular modeling simulations. Journal of the American Chemical Society, 2008, 130(17): 5773~5779.