肽核酸PNA(Peptide Nucleic Acids)是DNA的一种类似物,它用电中性的多肽骨架取代了DNA中带负电的糖环-磷酸根骨架,具有不被蛋白酶和核酸酶降解的特性。关于金属离子与DNA的作用,其因为可以归结为:(1)金属离子与带负电的糖环-磷酸根骨架作用；(2)金属离子与DNA结构中碱基的作用。为了阐述金属离子与DNA骨架之间的作用,我们研究了PNA与金属离子的作用。本论文采用电化学阻抗法研究了肽核酸PNA与金属离子的作用以及在单碱基错配检测中的应用。　　 1.以 PNA目标链取代DNA目标链,将ss-DNA-PNA在电极上组装,以外加氧化还原电对[Fe(CN)6]3-/4-做探针,比较金属离子Mg2+、Zn2+、Co2+和Ni2+存在或不存在时膜电阻的差异。结果发现膜电阻RCT的变化顺序是:Ni2+>Co2+>Zn2+>Mg2+。在此基础上,进一步研究了Ni2+在检测单碱基错配中的应用,结果发现 Ni2+检测C-T错配中的灵敏度要高于DNA-DNA膜。　　 2.以PNA作目标链和探针链,将ss-PNA-PNA在电极上组装,以外加氧化还原电对[Fe[CN)6]3-/4-做探针,比较金属离子Mg2+、zn2+、Co2+和Ni2+存在或不存在时膜电阻的差异。结果发现膜电阻RCT的变化顺序是:Ni2+≈Co2+≈Zn2+>Mg2+≈0。作用后的ss-PNA-PNA膜在空白缓冲溶液中放置后,膜电阻没有发生改变。PNA-PNA双链的XPS数据表明Zn2+、Ni2+和Co2+不仅能与PNA骨架上的N作用,还能与PNA中碱基上的N作用。进一步研究了ss-PNA与四种金属离子的作用,变化趋势相同。但是将与金属离子作用后的ss-PNA在空白缓冲溶液中放置后发现,膜电阻略有增加。由此推断过渡金属离子与PNA的骨架作用要强于与碱基的作用,而碱土金属Mg2+则不与PNA配位结合。　　 3.基于ss-PNA和ss-PNA-PNA与金属离子的作用结果,进一步研究了四种金属离子与ss-DNA-PNA作用不同的因为。DNA-PNA与金属离子作用的顺序是Ni2+>Co2+>Zn2+>Mg2+；而DNA-DNA与金属离子的顺序为Ni2+>Co2+>Mg2+>zn2+。这表明金属离子Zn2+、Co2+和Ni2+与DNA-PNA作用的差异是由于与DNA磷酸根骨架作用强弱造成的。同时对比了PNA-PNA、DNA-PNA和DNA-DNA与金属离子作用前后膜电阻的变化,结果表明金属离子与DNA骨架的静电作用要强于与PNA骨架的配位作用。