服务简介Service Overview
PNA（Peptide nucleic acid，肽核酸）是一种人工合成的类似于DNA，RNA的化学物质，于1991年由丹麦科学家Nielsen等人首次报道，被称为第三代反义核酸。PNA的骨架是由重复的N-2-(氨乙基)-甘氨酸为单位，经由肽键组合而成。碱基与骨架之间是以亚甲羧键相连（图1）。与多肽相似的是，PNA也有N端和C端的差别。同时由于PNA没有如DNA，RNA上的磷酸基团，因此PNA与DNA，RNA之间缺乏电性相斥的现象，使得两者之间的结合强度大于DNA与DNA之间的结合。由于PNA既不属于多肽，也不属于核酸，因此，PNA不易被蛋白酶或核酸酶水解，无论在体内还是在体外，PNA都相当稳定，同时，由于碱基之间配对特异性极强，热稳定性高，成为生命科学研究与生物医药开发的核心工具。
常规PNA合成Conventional PNA Synthesis
由于其高亲和力和特异性，PNA能有效结合靶核酸。未标记的PNA通常作为基因的PCR反应的特异性阻断剂（PNA夹）。这种技术可以有效地检测靶基因中的SNP突变。PNA 5' 端的氨基（也写为 5' 或 H-），可以结合其它功能基团，PNA 3' 端的酰胺基（也写为-NH2或3'）反应活性弱。5' 端乙酰化可以阻止其继续发生反应。同时，PNA的解链温度Tm 高于DNA，一般情况下，大部分使用的PNA的长度为10 - 21个碱基。PNA链越长，溶解性越差。嘌呤含量高（>60%）尤其是碱基G，是导致溶解性差的原因。
修饰PNA合成Modified PNA Synthesis
针对结构优化与功能扩展需求，提供多元化修饰主要包括：
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- 骨架修饰
- 涵盖Alpha modification（α-修饰）、Gamma modification（γ-修饰），其中γ-修饰可在γ位引入烷基或PEG侧链，改善PNA溶解性与构象稳定性；同时提供环状骨架修饰（如脯氨酸衍生骨架），优化杂交特性与生物利用度。
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- 电荷修饰
- 合成Lys-PNA、Arg-PNA等电荷修饰单体，增强PNA的细胞摄取能力，适用于细胞内靶向实验与体内治疗研究。
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- 荧光/淬灭修饰（Fluorophore/Quencher）
- 支持5'端、3'端双端标记，可连接多种荧光基团、基团及标记物，具体包括：荧光基团（Cyanine dye、FAM、FITC、TAMRA (TMR)、TexasRed、ROX、HEX、ATTO dye、Thiazol Orange、Methylene Blue）、淬灭基团（Dabcyl、BHQ）、其他标记物（Digoxigenine、Biotin）；其中3'端需添加赖氨酸提供标记位点，5'端建议添加对应Linker优化标记效果，适用于分子成像、核酸检测等场景。
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- 官能型修饰（Functional group）
- 合成含多种功能基团的PNA单体，可实现与靶标分子的共价结合，具体功能基团包括Amine（氨基）、Alkyne（炔基）、Thiol（巯基）、Maleimi（马来酰亚胺）、Azide（叠氮）、Acetylation（乙酰化），适用于交联实验、生物传感器构建等领域。
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- 特殊碱基修饰（Base modification）
- 提供多种碱基修饰服务，包括D（2,6-二氨基嘌呤）、J（假异胞嘧啶）、I（肌苷），可优化PNA与靶标核酸的结合特异性与亲和力，适配特殊研究需求。
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- 连接子修饰（Linker）
- 支持多种连接子定制，包括C3-NH2、C4-NH2、C6-NH2、C12-NH2氨基连接子，以及Polyethylene Glycol linker（PEG连接子）、E linker，可用于优化PNA溶解性、标记效果或与其他分子的连接能力，适配不同实验场景。当PNA链较长（>22mer）或者嘌呤含量高（>60%）时，为了提高PNA探针的溶解性，我们建议在序列中加入一些助溶基团如O linker、E linker、X linker或者两个赖氨酸。当PNA偶联多肽或染料时，接头(linker)可以起到空间间隔(spacer)的作用。
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- Gamma PNA (γPNA) 修饰
- Gamma(γ)-PNA是通过对主链gamma(γ)-carbon位点进行修饰，能够形成自身α-螺旋结构，进而减少了自我聚集现象，可以对γ位点进行不同的修饰，例如Lysine，MiniPEG，Alanine，Glutamic acid等，从而使其更方便的应用于FISH，FRET实验研究以及医学诊断，药物开发等研究中。
γPNA在核心性能上实现了全面超越。对比如下：
| 性能指标 | 传统PNA | Gamma PNA (γPNA) | 优势及意义 |
| DNA结合亲和力 | 稳定，但并非最优 | 显著增强 | γPNA对互补DNA/RNA序列的亲和力极高，比传统PNA具有更高的解链温度(Tm)。更强的亲和力意味着在低浓度下就能高效工作。 |
| 序列特异性 | 高（~15℃ Tm差值） | 更高（≥18℃ Tm差值） | 即使是单个碱基的错配，也会导致γPNA-DNA双链的Tm值大幅下降（≥18℃）。这对于精准识别靶标序列、避免脱靶效应至关重要，尤其在诊断和治疗应用中。 |
| 水溶性 | 中等，有聚集倾向 | 显著改善 | 引入如miniPEG等亲水性侧链可以显著提高γPNA的水溶性，并减少其在水溶液中的自身聚集倾向。这为实验操作和生物应用提供了极大便利。 |
| 生物稳定性 | 高（抗核酸酶和蛋白酶） | 更高 | γPNA不仅继承了PNA的稳定性，其预组织化的结构还进一步增强了化学和热稳定性。 |
| 细胞摄入 | 较差 | 可优化 | γPNA骨架可通过连接穿膜肽或引入特定官能团（如氨基、胍基）来显著提升其穿透细胞膜的能力。 |
PNA 设计注意事项Considerations for PNA Design
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- PNA 可以从两个方向和目的片段形成杂交体，但实际上，最常见的是反向结合 (anti-parallel orientation)
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- 通常 PNA-DNA 双链比相应的 DNA-DNA 双链的 Tm 值高。大概每个单体 Tm 值可提高 1℃
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- 由于 PNA 与对应的 DNA 序列具有高亲和力，因此 PNA 不需要太长，一般 12-21 个碱基就可以
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- 在序列设计上，防止自身互补 (Self-complementarity) 的发生，如反向重复 (inverserepeats)，发夹结构 (hairpinforming) 以及回文序列 (palindromic sequences)。这是因为PNA / PNA相互作用强于PNA / DNA
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- PNA 序列中的嘌呤含量不要太多，应低于60% ，因为嘌呤越多，溶解性越差。同时要避免 6 个嘌呤连续在一起，特别是 4 个以上的 G 连续在一起
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- 为了提高PNA探针的溶解性，可在序列中加入一些助溶基团如O linker、E linker、X linker或者两个赖氨酸
应用领域APPLICATION SCENARIOS
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- 分子生物学研究
- 作为核酸探针，用于基因序列检测、单核苷酸多态性（SNP）分析、长链非编码RNA（lncRNA）功能研究（如PNA干扰图谱技术），也可用于阻断污染序列扩增，优化高通量测序结果。
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- 生物医药研发
- 用于antisense/antigene治疗药物研发，通过靶向结合mRNA或双链DNA，抑制基因转录与翻译，为癌症、遗传病、病毒性疾病等提供新型治疗思路；同时可作为抗菌、抗病毒、抗寄生虫药物的研发工具，靶向病原体关键基因抑制其生长繁殖。
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- 基因编辑与基因组工程
- 利用PNA的链入侵特性，辅助同源定向修复，为基因编辑提供替代方案，规避CRISPR-Cas9系统的潜在脱靶风险。
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- 诊断试剂开发
- 用于荧光原位杂交（FISH）、核酸检测试剂盒等诊断产品的研发，凭借高特异性与灵敏度，提升诊断准确性与效率，适用于疾病早期筛查与病原体检测。
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- 纳米生物技术
- 利用PNA的可预测结合特性与稳定性，作为自组装纳米结构的构建模块，用于生物传感器、纳米器件的研发，实现对特定核酸的高灵敏度检测。
联系方式CONTACT US
常见问题FAQ
Q1：PNA合成的交付周期是多久？
Q2：PNA产品的纯度如何保证？
Q3：如何选择PNA的修饰类型？
Q4：PNA序列设计有哪些注意事项？
Q5：PNA产品如何保存与使用？