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自1991年Nielsen等人首次设计并合成了核酸类似物肽核酸(PNA)，由于其具有优异的杂交特性，近十年被广泛用于生物芯片，基因药物，分子生物学工具等领域的研究。为了拓展PNA的应用，有关：PNA的新合成方法及PNA的分子修饰的研究仍在不断继续。到目前为止，PNA单体的价格仍十分昂贵，限制了其广泛引用。为此，本论文讨论了PNA单体的合成方法，并合成了电活性和光活性基团修饰的PNA单体；在讨论了PNA寡聚体合成的基础上，成功地合成了电活性基团二茂铁标记的PNA寡聚体以及包含偶苯基团的PNA寡聚体，研究了它们与DNA的杂交性质。论文主要的研究内容如下：
1.通过比较多种合成路线实现了高效经济的PNA单体的合成，然后通过固相合成法合成了各种PNA寡聚体，包括电活性基团二茂铁标记的PNA寡聚体。将DNA靶分子组装在金电极表面，然后用二茂铁标记的PNA作为信号探针，通过电化学的方法成功的检测了PNA与DNA的杂交。
2.为了研究外界光调节PNA与DNA的杂交性质，合成了一类具有偶氮官能团的PNA单体。通过研究它们在光照下的紫外可见光谱的变化，发现它们具有可逆的光致异构特性。同时萘基偶氮苯单体还表现了可逆的的荧光光谱变化，这将为它们新的应用奠定基础。
3.通过修改PNA固相合成步骤，成功地把偶氮类PNA单体插入到PNA序列中。通过紫外可见光谱研究了N-PNA单链和N-PNA/DNA双链中偶氮苯基团的顺反异构性质，可以发现偶氮苯基团无论在N-PNA单链中还是在N-PNA/DNA双链中都可以经历顺反异构，并且表现出了不同的顺反异构速率常数。
4.通过电化学和AFM方法对N-PNA与DNA的杂交进行了研究。电化学研究发现，在N-PNA/DNA双螺旋中偶氮基团的顺反异构能够调节电子的传输。AFM研究发现，当组装在单晶硅表面的N-PNA在紫外光照射前后与金纳米颗粒标记的DNA杂交作比较时，表面的金纳米颗粒数随着偶氮基团在PNA中的位置不同而发生变化。当偶氮苯单元在PNA两端时，光照后的N-PNA与金颗粒标记DNA杂交，这时颗粒数下降，然而偶氮苯单元在N-PNA中间时变化不明显。