生物大分子的结构和功能研究作为生物领域中的重要课题，一直受到人们的广泛关注。由于振动频谱的解析可以提供结构和动力学信息，频谱技术一直是该领域内一种有效技术手段。生物分子的低频集体振动频谱不同于仅对分子的基团局域成分敏感的中红外频谱，这些低频谱的位置和强度对分子的整体结构、构象以及所处环境等因素都高度敏感。因此，对这个波段的光谱研究，对理解分子动力学、分析分子结构和解释许多相关现象有很重要的作用。 但是由于一些实验困难和理论模型的复杂性，到目前为止，相对于生物分子高频区域的广泛深入的工作来说，对低频振动频谱的关注却非常有限，仅有少数研究者报告了氨基酸等生物分子的低频远红外光谱。许多问题还有待于解决。我们期望通过太赫兹时域光谱技术和量子理论模拟相结合，对氨基酸分子的结构和频谱的研究，为进一步研究生物大分子的结构和功能研究打下基础。 本论文的内容主要讨论了以下的工作以及取得的成果： 1.用太赫兹时域光谱技术获得了酪氨酸、天冬酰氨等氨基酸的低频集体振动吸收谱和折射率信息，说明样品在这个波段内存在光谱响应，可以用来探测分子的结构和振动情况。实验探测到前人没有发现的酪氨酸位于0.23和2.46THz处的两个吸收峰。 2.用量子化学从头计算方法研究了酪氨酸、天冬酰氨等氨基酸分子的低频集体振动频谱。得到的理论结果与实验数据符合得较好，并分析了理论值与实验值之间的偏离原因。 3.用密度泛函方法得到了中性甘氨酸低频远红外光谱和分子几何结构参数，获得了中性甘氨酸分子的三种稳定构象，确定了中性甘氨酸GlyⅡ是气体中最稳定，所占比例最高的构象。同时还研究了两性离子形式的甘氨酸分子的低频集体振动频谱以及频谱与分子间相互作用的关系。对中性和两性离子形式的甘氨酸低频频谱进行了标定。 这些研究推动了氨基酸分子的结构研究以及频谱标定等的认识，为进一步理解和分析更复杂的生物大分子的结构和功能研究提供了有益的探索。