作为遗传信息的载体,DNA被广泛关注。单核苷酸多态性（SNP）是指在基因组水平上由单个核苷酸（A、T、G和C）的变异而引起的DNA序列多态性,对其相关研究如今已成为全世界科学研究人员广泛关注的热点。通过化学的手段,设计灵敏检测单碱基变化的核酸探针意义重大。细胞内的DNA合成是一个基本的生物细胞增殖的核心过程,定量监测DNA合成常被用于研究生物化学细胞周期、组织发育和再生、药效评判及其他许多重要的生物过程。在本论文基于对DNA的核苷修饰展开的,主要利用修饰的尿嘧啶核对DNA的碱基变化及其在细胞内的复制过程监测。本文研究内容分为两个部分,第一个部分是DNA的单核苷酸变异的体外检测,第二个部分是细胞内的DNA复制的监测。在第一个部分,设计合成了一种C5修饰的尿嘧啶脱氧核苷-dTetU,进而合成了其对应的亚磷酰胺单体,并通过固相合成技术成功地将其引入的寡聚核苷酸链中。含dTetU的寡聚核苷酸链本身没有荧光发射,在305 nm的光照下,1分钟内迅速发生一个分子内的成环反应释放一分子氮气同时具有了荧光性质。这一过程可以通过荧光光谱和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）验证。本文通过荧光光谱测定了该反应在寡聚核苷酸中的反应的表观速率常数。将含dTetU的修饰核酸探针测试了对配对/错配碱基不同情况下的荧光响应,发现其在紫外照射前对碱基的变化没有任何响应,紫外激发其荧光后可以区分不同的碱基包括缺失碱基位点（AP site）。在第二个部分,设计合成了一种C5位乙烯基修饰的尿嘧啶脱氧核苷-dvinU和一种具有生物正交活性且反应打开型荧光试剂-Tz-DAF。在体外测试中,我们发现修烯基饰核苷dvinU和Tz-DAF反应一小时便可出现10倍以上的荧光增强,并且产物被电喷雾电离质谱（ESI-MS）证实。通过MTT实验测试了 dvinU的细胞毒性,发现IC50值为164μM,低于常用的炔基尿嘧啶脱氧核苷（EdU）。和在细胞孵育时,将dvinU加入细胞培养液孵育1天再用Tz-DAF孵育1小时,通过共聚焦成像技术发现处理过的细胞核中有强烈的绿色荧光。除此之外,还用高效液相色谱（HPLC）和琼脂糖凝胶电泳对细胞的核酸提取物进行了分析。