CN1350542A

CN1350542A - 木－lna类似物

Info

Publication number: CN1350542A
Application number: CN00807407A
Authority: CN
Inventors: 叶斯佩尔·文格尔
Original assignee: Exiqon AS
Current assignee: Exiqon AS
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2002-05-22
Also published as: ATE465168T1; WO2000056748A1; HK1048639A1; IL145495A0; CA2368135A1; CA2368135C; AU3274300A; AU777049B2; EP1161439B1; EP1161439A1; DE60044241D1; KR20020013513A; JP2002540118A

Abstract

一种双环核苷衍生物,其中核苷内环锁住核苷环构型,这种衍生物称作为LNA－锁定核酸。已经制备了木(xylo)－构型的LNAs,其被认为可用作治疗剂、诊断剂以及用以制成寡核苷酸。这些寡核苷酸也可用于治疗和诊断领域。此外,包含木构型的LNAs的寡核苷酸可用于互补单链及双链DNA和RNA的高度亲和靶标,以及具有在寡核苷酸特异性和亲和力方面令人感兴趣的活性。

Description

木-LNA类似物

发明领域

本发明涉及木-构型双环核苷类似物以及这种核苷类似物的合成，这种核苷类似物可用于合成寡核苷酸，其可与互补单链及双链核酸形成核碱基特异性双显性组合。本发明还涉及木-构型双环核苷类似物，其也用作为治疗药物以及可与寡核苷酸结合。

发明背景

合成寡核苷酸广泛用于多种截然不同的领域，例如分子生物学以及基于DNA的诊断学及治疗学。综合考虑

为了广泛地用于不同的应用范围，上述寡核苷酸须满足多种不同要求。例如作为治疗剂，有用的寡核苷酸须可渗透细胞膜，对胞外及胞内核酸酶具有良好抗性，且优选具有补充内生酶如RNAseH的能力。在基于DNA的诊断和分子生物学中，其它性能相当重要，例如寡核苷酸用作为可作用于天然核酸的多种不同酶(例如聚合酶、激肽酶、连接酶及磷酸酶)的有效基质。然而，各种用途的基础是寡核苷酸的基本性能：寡核苷酸可辨识和杂交互补单链核酸的特异性序列，采用Watson-Crick氢键(A-T and G-C)或其它氢键结构如Hoogsteen模式。有两个重要术语即亲和力和特异性常用于表现寡核苷酸的杂交性能。亲和力为给定寡核苷酸结合至其互补目标序列的结合强度测量值(以双显性组合热稳定性(T_m)表示)。双显性组合的各个核碱基增加热稳定性，因此，亲和力随着寡核苷酸大小(核碱基数目)的增多也增高。特异性是测量寡核苷酸区别完全互补与错配目标序列的能力。换言之，特异性为与目标错配核碱基对关联的亲和力丧失的测量值。

在寡核苷酸大小恒定时，特异性随着寡核苷酸与目标间的错配数目的增加(换言之错配百分比的增高)而提高。相反地，当错配数目恒定时，特异性随寡核苷酸大小的增加而减低(换言之错配百分比降低)。换言之，寡核苷酸亲和力的增高需要牺牲特异性；反之亦然。

一般而言，考虑到天然寡核苷酸的缺点，增强特异性及亲合性的新方法对于以DNA为基础的治疗、诊断及对于分子生物技术极为令人期待。受构型约束的核苷

已知寡核苷酸在杂交至目标序列过程中进行构型转化，由相对任意的单链螺旋结构态转化成有序双显性组合结构。

因已经被合成且结合到寡脱氧核苷酸此，近年来构型约束应用于寡核苷酸，寻找比较未经改性的(2’-脱氧)寡核苷酸显示改良杂交性能的类似物。例如已经被合成且结合到寡脱氧核苷酸有：具有附加C-3’，C-5’-桥亚乙基的双环[3.3.0]核苷(M.Tary，M.Bolli，B.Schweizer和C.Leumann，Helv.Chem.Acta，1993，76，481；Tarky和C.Leumann，Angew.Chem.，Int.Ed.Engl.，1993，32，1432；M.Egli，P.Lubini，M.Dobler和C.Leumann，J.Am.Chem.Soc.，1993，115，5855；M.Tarky和C.Leumann，Angew.Chem.Acta，1994，77，716；M.Bolli和C.Leumann，Helv.Chem.Acta，1994，77，7161；M.Bolli和C.Leumann，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.，1995，34，694；M.Bolli，P.Lubini和C.Leumann，Helv.Chem.Acta，1995，78，2077；J.C.Litten，C.Epple和C.Leumann，Bioorg.Med.Chem.Lett.，1995，5，1231；J.C.Litten和C.Leumann，Helv.Chem.Acta，1996，79，1129；M.Bolli，J.C.Letten，R.Schültz和C.LeumannChem Biol.，1990，3，197；M.Bolli，H.U.Trafelet和C.Leumann，核酸研究，1996，24，4660)、具有附加C-1’，C-6’-或C-6’，C-4’-桥亚甲基的双碳环[3.1.0]核苷(K.-H.Altmann，R.Kesselring，E.Francotte和G.Rihs，四面体函件(Tetrahedron Lett)，1994，35，2331；K.-H.Altmann，R.Imwinkelried，R.Kesselring和G.Rihs，四面体函件，1994，35，7625；V.E.Marquez，M.A.Siddiqui，A.Ezzitouni，P.Russ，J.Wang，R.W.Wagner和M.D.Matteucci，J.Med.Chem.，1996，39，3739；A.Ezzitquin和V.E.Marquez，J.Chem.Soc.，Perkin Trans.1，1997，1073)、含有合成为具有未经改性核苷的二聚物的附加C-2’，C-3’-二氧戊环的双环[3.3.0]和[4.3.0]核苷，其中该附加环为核苷间键置换天然磷酸二酯键部分(R.J.Jones，S.Swaminathan，J.F.Millagan，S.Wadwani，B.S.Froehler以及M.Matteucci，J.Am.Chem.Soc.，1993，115，9816；J.Wang以及M.D.Matteucci，Bioorg.Med.Chem.Lett.，1997，7，229)、含有具有有一个C-2’，C-3’-桥亚甲基作为酰胺型及磺酰胺型核苷间键部分双环[3.1.0]核苷的二聚物(C.G.Yannopoulus，W.Q.Zhou，P.Nower，D.Peoch，Y.S.Sanghvi和G.Just，Synlett，1997，378)、通过formacotal核苷间键联结合于三聚物中央的双环[3.3.0]葡萄糖衍生核苷类似物(C.G.Yannopoulus，W.Q.Zhou，P.Nower，D.Peoch，Y.s.Sanghvi及G.Just，Synlett，1997，378)，以及具有附加C-2’，C-3’连接六元及五元环的双环[4.3.0]和[3.3.0]核苷(P.Nielsen，H.M.Pfundheller，J.Wengel，Chem.Commun.，1997，826；P.Nielssen，H.M.Pfundheller，J.Wengel，第十二届国际协商：核苷、核苷酸及其生物应用；La Jolla，California，1996年9月15-19日公告PPI 43)。不幸地，包含这种类似物的寡核苷酸在大多数情况下与互补核酸形成比未经改性寡核苷酸更不稳定的双显性组合。在双显性组合稳定性适中改良的情形下，观察得到这仅与DNA或RNA目标有关，或与完全改性而非部分改性寡核苷酸有关，或反之亦然。

已经报告的大部分类似物的评估，由于缺乏含G、A及C核碱基类似物的数据，以及缺乏指示杂交特异性及杂交模式数据因而益发复杂。在多数情况下，已经报告单体类似物的合成极为复杂，而在另外一些情况下，完全改性寡核苷酸的合成与广为人使用的标准phosphoramidite化学不兼容。

最近已经报告包含锁定核苷酸(LNA)的寡核苷酸(Nielsen，P.，Pfundheller，H.M.，Olson，C.E.和Wengel，J.，J.Chem.Soc.，Perkin Trans.1，1997，3423；Nielsen，P.，Pfundheller，H.M.，Wengel，J.，Chem.Commun.，1997，9，825；Christensen，N.K.，Petersen，M.，Nielsen，P.，Jacobsen，J.P.及Wengel，J.，J.Am.Chem.Soc.，1998，120，5458；Koshkin，A.A.及Wengel，J.，J.Org.Chem.，1998，63，2778；Obika，S.，Morio，K.-I.，Hari，Y.及Tmanishi，T.，Bloorg.Med.Chem.Lett.，1999，515)。令人感兴趣地，将含2’-O，4’-C-亚甲基桥的LNA单体结合到寡核苷酸序列，结果导致改性寡核苷酸杂交能力未曾预见的提高(Singh，S.K.，Nielsen，P.，Koshkin，A.A.，Olsen，C.E.及Wengel，J.，Chem.Commun.，1998，455；Koshkin，A.K.，Singh，S.K.，Nielsen，P.，Rajwanshi，V.K.，Kumar，R.，Meldgarrd，M.，Olsen，C.E.，及Wengel，J.，四面体，1998，54，3607；Koshkin，A.A.Rajwanshi，V.K.，及Wangel，J.，四面体函件，1998，39，4381；Singh，Sanjay K.及Wengel，J.，Chem.Commun.，1998，1247；Kumar，R.，Singh，S.K.，Koshkin，A.A.，Rajwanshi，V.K.，Meldgarrd，M.，及Wengel，J.，Bioorg，Med.Chem.Lett.，1998，8，2219；Obika，S.等人四面体函件，1987，38，8735；Obika，S.等人四面体函件，1998，39，5401；Singh，s.K.，Kumar，R.，及Wengel，J.，J.Org.Chem.，1998，63，6078；Koshkin，A.A.，Nielsen，P.，Meldgaard，M.，Rajwanshi，V.K.，Singh，S.K.，及Wengel，J.，J.Am.Chem.Soc.，1998，120，13252；Singh，S.K.，Kumar，R.，及Wengel，J.，J.Org.Chem.，1998，53，10035)。包含这些LNA单体的寡核苷酸及对应2’-硫-LNA类似物与互补DNA及RNA形成具有热稳定性且先前未曾观察到的双环或三环核苷改性寡核苷酸的双显性组合(ΔTm/改性＝+3℃至+11℃)且显示改良的选择性。一系列报告中，Seela等人研究木-DNA(图1，碱基＝腺嘌呤-9-基，胞嘧啶-1-基，鸟嘌呤-9-基或胸腺嘧啶-1-基)包含一或多个2’-脱氧-β-D-木糖呋喃糖基核苷酸单体(Rosemeyer，H.；Seela，F.Helv.Chem.Acta 1991，74，748；Rosemeyer，H.；Krecmerova，M.；Seela，F.Helv.Chem.Acta 1991，74，2054；Seela，F.；Wrner，Rosemeyer，H.Helv.Chem.Acta 1994，77，883；Seela，F.；Heckel，M.；Rosemeyer，H.Helv.Chem.Acta 1996，79，1451；Rosemeyer，H.；Seela，F.核苷核苷酸，1995，14，1041；Schoeppe，A.；Hinz，H.-J.；Rosemeyer，H.；Seela，F.Eur.J.Biochem.1996，239，33)。比较对应天然2’-脱氧-β-D-核糖呋喃糖基寡核苷酸，木-DNA通常显示镜像般的二级结构，形成熵有利的双显性组合，对核酸外切酶的稳定性增高；对于包含少数2’-脱氧-β-D-木糖呋喃糖基单体的寡核苷酸，对互补DNA的热亲和力降低(Rosemeyer，H.；Seela，F.Helv.Chem.Acta 1991，74，748；Rosemeyer，H.；Krecmerova，M.；Seela，F.Helv.Chem.Acta 1991，74，2054；Seela，F.；Wrner，Rosemeyer，H.Helv.Chem.Acta 1994，77，883；Seela，F.；Heckel，M.；Rosemeyer，H.Helv.Chem.Acta 1996，79，1451)。

发明概要

基于前文以及2’-O，4’-C-亚甲基桥连的LNA单体的显著性能，决定合成包含一或多个2’-O，4’-C-亚甲基-β-D-木糖呋喃糖基核苷酸单体的寡核苷酸作为LNA改性寡核苷酸的第一立体异构体。模式明白指出木-LNA(xylo-LNA)单体锁定于N型呋喃糖构型。而亲本2’-脱氧-β-D-木糖呋喃糖基核苷显示主要具有N型呋喃糖构型，存在于木-DNA的2’-脱氧-β-D-木糖呋喃糖基单体的呋喃糖环构型分析及计算机模式显然优于S型构型，因而减少核碱基与3’-O-磷酸基间的立体排斥(Seela，F.；Wrner，Rosemeyer，H.Helv.Chem.Acta 1994，77，883)。由于并无任何有关RNA的木-构型寡核苷酸的杂交性能以及结合模式的报告，故目标针对合成2’-O，4’-C-亚甲基-β-D-木糖呋喃糖基核苷酸单体以及研究包含这种单体的寡核苷酸的热稳定性。结果显示完全改性或几乎完全改性的木-LNA可用于互补核苷酸的高度亲和力靶标。当考虑C-3’的反立体化学时，这是一个令人吃惊的事实。在木-DNA单体序列方面，木-LNA单体应具有提高亲和力效果。

因此，发明人提供了新型LNA核苷类似物(木-LNAs)以及其中含有木-LNA核苷类似物的寡核苷酸。新型木-LNA核苷类似物曾经使用胸腺嘧啶作为核碱基合成，但使用另外四种核碱基合成更容易，从而提供了核苷类似物以结合到寡核苷酸。

本发明涉及包含至少一种通式I核苷类似物(后文定名为”木-LNA”)的寡聚物

其中X选自-O-、-S-、-N(R^N*)-、-C(R⁶R^6*)-；

B选自氢、羟基、任选取代的C_1-4烷氧基、任选取代的C_1-4烷基、任选取代的C_1-4酰氧基、核碱基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基及配体；

P表示核苷间键连接到连续单体的基团位置，或5’-端基，这种核苷间键或5’-端基任选地包括取代基R⁵或同等应用的取代基R^5*；

P^*表示键接到前一单体的核苷间键或3’端基；

R^2*及，R^4*表示由1-4个选自-C(R^aR^b)-、-C，(R^a)＝C(R^a)-、-C(R^a)＝N-、-O-、-Si(R^a)₂-、-S-、-SO₂-、-N(R^a)-及＞C＝Z的基团/原子组成的双自由基，其中Z选自-O-、-S-和-N(R^a)-，R^a及R^b各自分别选自氢、任选取代的C_1-12-烷基、任选取代的C_2-12-烯基、任选取代的C_2-12-炔基、羟基、C_1-12-烷氧基、C_2-12-烯氧基、羧基、C_1-12-烷氧羰基、C_1-12-烷基羰基、甲酰基、芳基、芳氧-羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧-羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、胺基甲酰基、一和二(C_1-6-烷基)-胺基-羰基、胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、一和二(C_1-6-烷基)胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、C_1-6-烷基羰基胺基、胺基甲酰胺基、C_1-6-烷酰氧基、磺酰基、C_1-6-烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫烷基、C_1-6-烷硫基、卤素、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，其中芳基及杂芳基可任选取代，其中两个成对取代基R^a和R^b可共同表示任选取代的亚甲烯基(＝CH₂)；

取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*各自分别选自氢、任选取代的C_1-12-烷基、任选取代的C_2-12-烯基、任选取代的C_2-12-炔基、羟基、C_1-12-烷氧基、C_2-12-烯氧基、羧基、C_1-12-烷氧羰基、C_1-12-烷基羰基、甲酰基、芳基、芳氧-羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧-羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、胺基、一和二(C_1-6-烷基)胺基、胺基甲酰基、一和二(C_1-6-烷基)-胺基-羰基、胺基-C_1-6-烷基-胺基甲羰基、一和二(C_1-6-烷基)胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、C_1-6-烷基羰基胺基、胺基甲酰胺基、C_1-6-烷酰氧基、磺酰基、C_1-6-烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫烷基、C_1-6-烷硫基、卤素、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，其中芳基和杂芳基可任选地取代，两个成对取代基共同表示氧基、硫基、亚胺基或任选取代的亚甲基，或共同形成一个由1-5个碳原子的亚烷基链组成的螺旋双自由基，亚烷基链任选地由一或多个杂原子/基团中断和/或终断，该杂原子/基选自-O-、-S-和-(NR^N)-，其中R^N选自氢和C_1-4-烷基，两个毗邻(非成对)取代基表示形成双键的加成键；R^N*当存在时选自氢和C_1-4-烷基；

和它们的碱性盐和酸加成盐。

本发明还涉及通式II核苷类似物(木-LNAs)

其中取代基B选自核碱基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体；

X选自-O-、-S-、-N(R^N*)-和-C(R⁶R^6*)-；

Q和Q^*分别选自氢、叠氮基、卤素、氰基、硝基、羟基、Prot-O-、Act-O-、巯基、Prot-S-、Act-S-、C_1-6-烷硫基、胺基、Prot-N(R^H)-Act-N(R^H)-、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔基、任选取代的C_2-6-炔氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基、配体、羧基、磺酰基、羟甲基、Prot-O-CH₂-、Act-O-CH₂、胺基甲基、Prot-N(R^H)-CH₂-、Act-N(R^H)-CH₂-、羧甲基、磺酰甲基，其中Prot分别为-OH、-SH和-NH(R^H)的保护基，Act分别为-OH、-SH和-NH(R^H)的活化基，R^H选自氢和C_1-6-烷基；和

R^2*和R^4*一起表示双自由基，选自-O-、-(CR^*R^*)_r+s+1-、-(CR^*R^*)_r-O-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-S-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-N(R^*)-(CR^*R^*)_s-、-O-(CR^*R^*)_r+s-O-、-S-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-、-S-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-S-和-S-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-；

其中各个R^*独立地选自氢、卤素、叠氮基、氰基、硝基、羟基、巯基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体和/或两个毗邻(非成对)R^*可共同表示双键，r和s各自为0-3，条件为r+s之和为1-4；

取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*各自独立地选自氢、任选取代的C_1-12-烷基、任选取代的C_2-12-烯基、任选取代的C_2-12-炔基、羟基、C_1-12-烷氧基、C_2-12-烯氧基、羧基、C_1-12-烷氧羰基、C_1-12-烷基羰基、甲酰基、芳基、芳氧-羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧-羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、胺基甲酰基、一或二(C_1-6-烷基)-胺基-羰基、胺基-C_1-6-烷基-胺基甲羰基、一或二(C_1-6-烷基)胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、C_1-6-烷基羰基胺基、胺基甲酰胺基、C_1-6-烷酰氧基、磺酰基、C_1-6-烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫烷基、C_1-6-烷硫基、卤素、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，其中芳基和杂芳基可任选地被取代，两个成对取代基共同表示氧基、硫基、亚胺基或任选取代的亚甲基，或共同形成一个由1-5个碳原子的亚烷基链组成的螺旋双自由基，亚烷基链任选地由一或多个杂原子/基团中断和/或终断，该杂原子/基团选自-O-、-S-和-(NR^N)-，其中R^N选自氢和C_1-4-烷基，两个毗邻(非成对)取代基表示形成双键的加成键；和R^N*当存在时选自氢和C_1-4-烷基；

和它们的碱性盐和酸加成盐；

条件为，在寡核苷酸合成条件下反应的任何化学基团(包括任何核碱基)为任选地经保护的官能基。

本发明还涉及核苷类似物(木-LNAs)在制备寡聚物中的应用，以及寡聚物和核苷类似物(木-LNAs)在诊断、分子生物学研究以及治疗中的应用。发明的详细说明

此处使用的术语“木-LNA”(木-构型锁定核苷类似物)表示木-构型双环核苷类似物，其可结合到本发明的寡聚物(通式I)或作为个别的化学物质(通式II)。术语“单体木-LNA”具体指后一种情况。寡聚物和核苷类似物

如前所述，本发明涉及包含一或多种木-构型双环核苷类似物的新型寡聚物(寡核苷酸)。木-构型双环核苷类似物在后文称作为“木-LNA”。

结合到寡聚物(寡核苷酸)的木-LNAs各自具有通式I

其中X选自-O-(木糖呋喃糖部分)、-S-、-N(R^N*)-、-C(R⁵R^6*)-，其中R⁵、R^6*和R^N*进一步定义如后。因此，结合于寡聚物的木-LNAs包含五元环作为双环结构的主要部分。

在可能的五元环中，X表示-O-、-S-和-N(R^N*)-的情况似乎特别令人感兴趣，其中X为-O-的情况特别令人感兴趣。

取代基B表示一个基团，当寡聚物与DNA或RNA复合时B可与DNA或RNA特别是DNA或RNA的核碱基相互作用(例如通过氢键或共价键或电子相互作用)。另外，取代基B表示作为示踪或信息的基团，或取代基B表示预期与DNA或RNA极少或无相互作用的基团(例如氢)。因此，取代基B优选选自氢、羟基、任选取代的C_1-4-烷氧基、任选取代的C_1-4-烷基、任选取代的C_1-4-酰氧基、核碱基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体。

本文中“核碱基”一词涵盖天然核碱基和非天然核碱基。很多先前曾经视为“非天然”的核碱基后来皆在自然界中发现，本领域的技术人员很清楚这一点。因此，“核碱基”一词不仅包括已知的嘌呤和嘧啶杂环，同时也包括杂环类似物及其互变异构体。核碱基例如为腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶、胞嘧啶、嘌呤、黄嘌呤、二胺基嘌呤、8-氧基-N⁶-甲基腺嘌呤、7-脱氮杂黄嘌呤、7-脱氮杂鸟嘌呤、N⁴，N⁴-亚乙基胞嘧啶、N⁶，N⁶-亚乙基-2，6-二胺基嘌呤、5-甲基胞嘧啶、5-(C³-C⁶)-炔基胞嘧啶、5-氟尿嘧啶、5-溴尿嘧啶、假异胞嘧啶、2-羟-5-甲基-4-三唑吡啶、异胞嘧啶、异鸟嘌呤、肌苷以及在Benner等人的美国专利第5,432,272号中描述的“非天然”核碱基。“核碱基”一词意图涵盖全部实例及类似物和它们的互变异构物。特别令人感兴趣的核碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶，它们被视为与人类治疗和诊断用途相关的天然的核碱基。

用于此处的“DNA嵌入体”一词表示可嵌入DNA或RNA螺旋双显性组合或三显性组合的基团。DNA嵌入体的官能基部分例如吖啶类，蒽类，醌类例如蒽醌、吲哚、喹啉、异喹啉，二氢醌类，蒽环素类(anthracyclines)，四环素类(tetracyclines)，亚甲基蓝，蒽环素酮，补骨脂内酯类，香豆素类，卤代乙锭，dynemicin，金属配合物例如1，10-菲咯啉-铜，三(4，7-二苯基-1，10-菲咯啉)钌-钴-烯二炔类例如calcheamicin、卟啉类、偏端霉素、纺锤霉素(netropcin)、viologen、道诺霉素。特别令人感兴趣的实例有吖啶类，醌类如蒽醌，亚甲基蓝，补骨脂内酯类，香豆素类以及卤代乙锭。

本文中“光化学活性基”一词涵盖当以光照射时可进行化学反应的化合物。其官能基例如有醌类特别是6-甲基-1，4-萘醌、蒽醌、萘醌和1，4-二甲基-蒽醌，diazirines，芳族叠氮类，二苯甲酮类，补骨脂内酯类，重氮化合物类和diazirino化合物。

本文中“热化学反应基”定义为可进行热化学诱导与其它基团形成共价键的官能基。热化学反应基的官能基部分例如为羧酸类，羧酸酯类如活化酯类，羧酸卤素例如酰基氟类、酰基氯类、酰基溴类和酰基碘类，羧酸叠氮类，羧酸酰肼类，磺酸类，磺酸酯类，磺酸卤类，半缩脲类，硫半缩脲类，醛类，酮类，一级醇类，二级醇类，三级醇类，酚类，烷基卤类，硫醇类，二硫化物类，一级胺类，二级胺类，三级胺类，肼类，环氧化物类，马来酰亚胺类以及硼酸衍生物。

本文中“螯合基”一词表示包含多于一个结合位置且经常同时经由多于一个结合位置结合至另一分子、原子或离子的分子。螯合基的官能部分例如为亚胺基二乙酸、腈基二乙酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、胺基膦酸等。

本文中“信息基”一词表示其本身或作为检测系列的一部分的可检测的基团。信息基的官能基部分例如为生物素、地谷新配基、萤光基(可吸收某种波长电磁辐射例如光线或X光，且经常呈较长波长辐射再度发出吸收能量的基团，例如丹酰(5-二甲基胺基)-1-萘磺酰基)、DOXYL(N-氧基-4，4-二甲基噁唑烷)、PROXYL(N-氧基-2，2，5，5-四甲基吡咯烷)、TEMPO(N-氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶)、二硝基苯基、吖啶类、香豆素类、Cy3及Cy5(生物检测系统公司商品名)、erytrosine、香豆酸、繖形酮、Texas Red、若丹明、，四甲基若丹明、Rox、7-硝基苯并-2-噁-1-二唑(NBD)、嵌二萘、萤光素、铕、钌、钐及其它稀土金属、放射性同位素标记、化学发光标记(在化学反应中经由发光可被检测的标记)、旋转标记(自由基(例如取代的有机氮氧化物)或其它通过电子旋转共振光谱结合到被测生物分子的顺磁性探针(例如Cu²⁺、Mg²⁺))、酶(例如过氧化酶、碱性磷酸酶、β-半乳糖苷酶、和葡萄糖氧化酶)、抗原类、抗体类、半抗原类(可组合抗原但本身无法引发免疫反应的基团，例如肽类和类固醇激素)，细胞膜穿透用的载体系统例如：脂肪酸残基、类固醇部分(胆固醇基)、维生素A、维生素D、维生素E、特定受体的叶酸肽类、介导胞吞作用的基团、表皮生长因子(EGF)、血管舒缓激肽和血小板衍生生长因子(PDGF)。特别令人感兴趣有例如生物素、萤光素、Texas Red、若丹明、二硝基苯基、地谷新配基、钌、铕、Cy5和Cy3。

本文中“配体”一词表示结合部分。配体包含官能基例如：芳基(如苯、吡啶、萘、蒽及菲)，杂芳基(如噻吩、呋喃、四氢呋喃、吡啶、二噁烷和嘧啶)，羧酸类，羧酸酯类，羧酸卤素，羧酸叠氮类，羧酸酰肼类，磺酸类，磺酸酯类，磺酸卤素，半缩脲内，硫半缩脲类，醛类，酮类，一级醇类，二级醇类，三级醇类，酚类，烷基卤素类，硫醇类，二硫化物类，一级胺类，二级胺类，三级胺类，肼类，环氧化物类，顺丁烯二酰亚胺类，C₁-C₂₀烷基，其任选地用一或多个杂原子例如氧原子、氮原子和/或硫原子中断或终断，任选地包含芳族或一个/多个不饱和烃，聚氧乙烯例如聚乙二醇，寡/聚酰胺类例如聚-β-苯胺、聚甘氨酸、聚离胺酸，肽类，寡/多醣类，寡/聚磷酸盐类，毒素，抗生素，细胞毒剂以及类固醇类，也称作“亲和配体”，即对特定蛋白质、抗生素、多醣及寡醣以及其它生物分子的位置具有特异性亲和力的官能基或生物分子。

本领域的技术人员很清楚，前述有关DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体的特定实例对应该基团的“活性/官能”部分。本领域的技术人员还清楚，DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体典型地以M-K形式表示，其中M为该基团的“活性官能”部分而K为“活性/官能”部分连接到五元环的间隔基。因此，须了解，当B选自DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基的配体时，B基具有M-K-形式，其中M为DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体的“活性官能”部分，K为介于五元环与“活性官能”部分间包含1-50个原子、优选1-30个原子，特别是1-15个原子的任选间隔基。

本文中“间隔基”一词表示热化学和光化学非反应性距离形成基，用以将前述定义的两个或两个以上不同类型部分连接在一起。间隔基基于多种特性选择，该特性包括其疏水性、亲水性、分子挠性及长度(例如参考Hermanson等人，“Immobilized Affinity LigandTechniques”，Academic Press，San Diego，California(1992)，p.137-ff)。通常间隔基长度小于或约400埃，某些应用中优选小于100埃。因此，间隔基包含一碳原子链，其任选地用一或多个杂原子例如氧原子、氮原子和/或硫原子中断或终断。因此，间隔基K包含一个或多个酰胺、酯、胺基、醚和/或硫醚官能基以及任选芳族或一个/多各不饱和烃类，聚氧乙烯例如聚乙二醇，寡/聚酰胺类例如聚-β-丙二酸、聚甘胺酸、聚离胺酸及通常为肽类，寡糖类，寡/多磷酸盐类。此外间隔基可由其结合单位组成。考虑感兴趣基团的“活性官能”部分相对于五元环预定或需要定位及空间方向性，间隔基长度可有变化。特别令人感兴趣的实施方案中，间隔基包括化学可割裂基。化学可割裂基例如包括在还原条件下可割裂的二硫化物基团，可由肽酶割裂的肽片段等。

在本发明的一个实施方案中，K表示单键以使感兴趣基团的“活性官能”部分直接连接到五元环。

在优选实施方案中，通式I和II的取代基B优选选自核碱基，特别选自腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶。

在本发明的寡聚物(式I)中，P表示核苷间键连接到后一单体或键接到5’端基的基团位置。前者应用于当木-LNA为非5’端基“单体”时；而后者应用于当木-LNA为5’端基“单体”时。须了解(由后文进一步说明的核苷间键接和5’端基的定义，这会很清楚)这种核苷间键或5’端基包括取代基，(或同等应用：取代基R^5*)，从而形成键接至P基的双键(5’端基表示对应于核苷的核糖部分5’碳原子的位置)。

另外，P^*表示核苷间键连接至前一单体或3’端基的基团位置。同理，前者可能应用于当木-LNA为非3’端基“单体”的情形，后者可能应用于当该木-LNA为3’端基”单体”的情形(3’端基表示对应于核苷核糖部分3’碳原子位置)。

本文中，“单体”一词表示天然核苷、非天然核苷、PNAs、LNAs等以及木-LNAs。因此“后一单体”一词表示在5’端方向的邻近单体，而“前一单体”一词表示于3’端方向的邻近单体。因此由木-LNA单体位置来看，该后一单体和前一单体可为天然核苷或非天然核苷或甚至木-LNA单体。

结果，本文中(由前文定义得到)，“寡聚物”一词表示由搀混一或多个木-LNA(s)改性的寡核苷酸。此外，“寡聚物”一词表示由结合一个或多个木-LNA(s)以及一个或多个如上定义的“单体”改性的寡核苷酸。

本发明的主要部分为五元环的木-构型，前提条件为R^2*和R^4*共同表示在五元环上形成稠合环的双自由基。

构成双自由基的基团中，Z选自-O-、-S-和-N(R^a)-，R^a和R^b各自选自氢、任选取代的C_1-12-烷基、任选取代的C_2-12-烯基、任选取代的C_2-12-炔基、羟基、C_1-12-烷氧基、C_2-12-烯氧基、羧基、C_1-12-烷氧羰基、C_1-12-烷基羰基、甲酰基、芳基、芳氧-羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、胺基甲酰基、一或二(C_1-6-烷基)胺基-羰基、胺基-C_1-6-烷基胺基甲羰基、一或二(C_1-6-烷基)胺基-C_1-6-烷基胺基羰基、C_1-6-烷基羰基胺基、胺基甲酰胺基、C_1-6-烷酰氧基、磺酰基、C_1-6-烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫烷基、C_1-6-烷硫基、卤素、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体(其中后面的基团可包括如对取代基B定义的间隔基)，其中芳基和杂芳基可任选地被取代。此外，两个成对取代基R^a和R^b共同表示任选取代的亚甲基(＝CH₂任选地用如对芳基的任选取代基定义的取代基取代一或两次)。

相信结合至五元环环原子的双自由基优选为包括可产生与核苷间键接非期望的立体相互作用的取代基R⁵和R^5*。因此，优选一或二对非成对取代基(其构成一或二个双自由基)选自R^1*、R⁵、R^6*、R^N*、R²和R^3*的取代基。

在本文中，即在说明书及权利要求书中，双自由基的方向性为左手侧表示具有最小编号的取代基而右手恻表示具有最大编号的取代基。因此，R^2*和R^4*共同表示双自由基“-O-CH₂-”，须了解氧原子表示R^2*而亚甲基表示R^4*。

考虑结合于本发明的寡聚物的木-LNAs的双自由基结构令人感兴趣的可能性，相信双自由基由成对非成对取代基组成，该非成对取代基优选选自-(CR^*R^*)_r-Y-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-Y-(CR^*R^*)_s-Y-、-Y-(CR^*R^*)_r+s-Y-、-Y-(CR^*R^*)_r-Y-(CR^*R^*)_r+s-、-(CR^*R^*)_r+s-、-Y-、-Y-Y-，其中各个Y分别选自-O-、-S-、-Si(R^*)₂-、N(R^*)-、＞C＝O、-C(＝O)-N(R^*)-和-N(R^*)-C(＝O)-，各个R^*分别选自氢、卤素、叠氮基、氰基、硝基、羟基、巯基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体和/或两个毗邻(非成对)R^*共同表示双键；以及r和s各自为0-4，条件为r+s之和为1-4。特别令人感兴趣的情形为其中各个双自由基分别选自-Y-、-(CR^*R^*)_r+s-、-(CR^*R^*)_r-Y-(CR^*R^*)_s-和-Y-(CR^*R^*)_r+s-Y-，其中r及s为0-3但规定r+s之和为1-4。

特别令人感兴趣的寡聚物为适用于寡聚物的木-LNA(s)下述标准的寡聚物：R^2*和R^4*共同表示双自由基，选自-O-、-S-、-N(R^*)-、-(CR^*R^*)_r+s+1-、-(CR^*R^*)_r-O-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-S-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-N(R^*)-(CR^*R^*)_s-、-O-(CR^*R^*)_r+s-O-、-S-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-、-S-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-S-和-S-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-；其中r和s各自为0-3但条件为r+s之和为1-4，R^*选自氢、羟基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，任何其余取代基R^*为氢。

在一个优选实施方案中，至少一个LNA双自由基的R^*选自DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体(其中后面的基团包括对取代基B定义的间隔基)。

在另一优选实施方案中，至少一个LNA的双自由基的R^*基选自氢、羟基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，以及任何其余取代基R^*为氢。

至于取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*当存在时分别选自氢、任选取代的C_1-12-烷基、任选取代的C_2-12-烯基、任选取代的C_2-12-炔基、羟基、C_1-12-烷氧基、C_2-12-烯氧基、羧基、C_1-12-烷氧羰基、C_1-12-烷基羰基、甲酰基、芳基、芳氧-羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、胺基甲酰基、一或二(C_1-6-烷基)-胺基-羰基、胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、一或二(C_1-6-烷基)胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、C_1-6-烷基羰基胺基、胺基甲酰胺基、C_1-6-烷酰氧基、磺酰基、C_1-6-烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫烷基、C_1-6-烷硫基、卤素、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，其中芳基及杂芳基可任选地被取代，两个成对取代基共同表示氧基、硫基、亚胺基或任选取代的亚甲基，或共同形成一个由1-5个碳原子的亚烷基链组成的螺旋双自由基，亚烷基链任选地由一个或多个杂原子/基团中断和/或终断，该杂原子/基团选自-O-、-S-和-(NR^N)-，其中R^N选自氢和C_1-4-烷基，以及其中两个毗邻(非成对)取代基表示形成双键的加成键；以及R^N*当存在时选自氢和C_1-4-烷基。

优选木-LNA(s)的取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*各自当存在时分别选自氢、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、羟基、C_1-6-烷氧基、C_2-6-烯氧基、羧基、C_1-6-烷氧羰基、C_1-6-烷基羰基、甲酰基胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、胺基甲酰基、一或二(C_1-6-烷基)-胺基-羰基、C_1-6-烷基-羰基胺基、甲酰胺基、叠氮基、C_1-6-酰氧基、磺酰基、硫烷基、C_1-6-烷硫基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体以及卤素，其中两个成对取代基共同表示氧基，以及其中R^N*当存在时选自氢和C_1-4-烷基。

在本发明的一个优选实施方案中，X选自-O-、-S-和-NR^N*-，特别是-O-，以及木-LNA(s)的各个取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*当存在时表示氢。

在本发明的一个更优选的实施方案中，X为O，取代基R^1*、R²、R³、R⁵和R^5*表示氢，以及结合于寡聚物的木-LNA的R^2*和R^4*共同表示选自-O-、-(CH₂)_0-1-O-(CH₂)_1-3-、-(CH₂)_0-1-S-(CH₂)_1-3-、-(CH₂)_0-1-N(R^N)-(CH₂)_1-3-和-(CH₂)_2-4-的双自由基，特别选自-O-CH₂-，-S-CH₂-和-NR^N-CH₂-。一般而言，到目前为止所得结果，优选R^2*和R^4*组成的双自由基形成两个原子桥，也就是说，双自由基与呋喃糖环形成五元环(X＝O)。

在本发明的一个优选实施方案中双自由基为-(CH₂)_2-4-。

对于令感兴趣的实施方案，优选木-LNA(s)具如下通式1a。

也令人感兴趣的本发明的另一方面为式Ia变化例，其中B为“α-构型”。

本发明的寡聚物典型包含通式I木-LNA(s)(或更详细的通式Ia)的1-10000木-LNA以及选自天然核苷和核苷类似物的0-10000核苷。核苷数目与木-LNA(s)数目之和至少为2，优选至少为3，特别至少为5，尤其至少为7例如2-15000，优选2-100例如3-100，特别是2-50例如3-50、5-50或7-50。

发现含有全部核-构型(ribo-configuration)的部分-和完全LNA改性寡聚物牢固地(亲和力提高)杂交到DNA、RNA及其它核-构型LNA寡聚物。相信全木-LNA改性的寡聚物与由木-LNA单体及其它木-构型核苷类似物例如2’-脱氧核苷构成的寡聚物将获得可相媲美的杂交性能。已显示，LNA改性的寡聚物与另一种全核-构型寡聚物杂交，例如DNA、RNA或另一种全核-构型LNA改性的寡聚物杂交，将获得两种寡聚物的反向平行方向性并且亲和力增高。因此，鉴于这种考虑，全木-构型木-LNA改性的寡聚物与DNA、RNA或核-构型LNA杂交，将产生寡聚物的平行取向。

综上所述，预期在一个寡聚物中核-构型LNAs与木-LNAs的结合，可产生令人感兴趣的性能，只要这些不同构型的单体位于领域内即可，换言之，至少5例如至少10优选至少13的单体构成的未中断领域的例如木-LNAs、其它木-构型核苷酸单体、或木-LNA连在其它木-构型核苷酸单体，在被至少5例如至少10个单体的另一类型未中断领域(例如核-构型LNA、核糖核苷酸、2’-脱氧核糖核苷酸等)之后。这种嵌合体类型寡聚物例如可用于捕获核酸。

在本发明的优选实施方案中，改性寡聚物包含至少7，优选至少9，特别至少11，特别至少13个连续木-LNA单体。在本发明的一个实施方案中，木-LNAs的连续伸长排列于改性寡核苷酸之一或多领域。

在本发明的优选实施方案中，木-LNAs连续排列于木-DNA或木-RNA毗邻伸长内部之一或多个领域。

在本发明更优选的实施方案中，改性寡核苷酸的核苷酸数目与木-LNA单体之比为1∶n-1，其中n为寡核苷酸中核苷酸与木-LNA单体的总和。

在本发明更优选的实施方案中，寡聚物的全部核苷单体为木-LNA。

优选至少一个木-LNA包含核碱基作为取代基B。

本文中“核苷”一词表示杂环碱基苷。“核苷”一词广义用以包括非天然核苷、天然核苷以及其它核苷类似物。核苷例如为包含一个核糖部分的核糖核苷，以及包含一个脱氧核糖部分的脱氧核糖核苷。至于这种核苷的碱基，须了解可为任何天然碱基例如腺嘌呤、鸟嘌聆、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶以及任何改性变化或任何可能的非天然碱基。

当考虑已知核苷(天然及非天然)以及核苷类似物(包括已知双环及三环类似物)的定义时，显然寡聚物可包含一或多个木-LNA(s)(其就取代基的选择以及双自由基的选择而言可相同或相异)以及一或多个核苷和/或核苷类似物。本文中“寡核苷酸”一词表示经由核苷间键连接的核苷连续链，但须了解，在寡聚物(寡核苷酸)中的一个或多个核苷单元(单体)的核碱基可用如上定义的取代基B改性。

寡聚物可为直链、支链或环状。以支链寡聚物为例，支链可位于核苷、核苷间键、或在感兴趣的实施方案中位于木-LNA。相信于后一情况下，取代基R²和R^5’表示P^*基，P^*表示键合至前一单体的核苷间键，特别R²表示另一P^*。

如前述，寡聚物的木-LNA(s)通过核苷间键连接到其它单体。本文中“核苷间键”一词表示由2至4个，优选3个选自-CH₂-、-O-、-S-、-NR^H-、＞C＝O、＞C＝NR^H、＞C＝S、-Si(R”)₂-、-SO-、-S(O)₂-、-P(O)₂-、-PO(BH₃)-、-P(O，S)-、-P(S)₂-、-PO(R”)-、-PO(OCH₃)-和-PO(NHR^H)-的基团/原子组成的键，其中R^H选自氢和C_1-4-烷基，R”选自C_1-6-烷基和苯基。核苷间键例如为-CH₂-CH₂-CH₂-、-CH₂-CO-CH₂-、-CH₂-CHOH-CH₂-、-O-CH₂-O-、-O-CH₂-CH₂-、-O-CH₂-CH＝(当用作连接后一单体时包括R⁵)、-CH₂-CH₂-O-、-NR^H-CH₂-CH₂-、-CH₂-CH₂-NR^H-、-CH₂-NR^H-CH₂-、-O-CH₂-CH₂-NR^H-、-NR^H-CO-O-、-NR^H-CO-NR^H-、-NR^H-CS-NR^H-、-NR^H-C(＝NR^H)-NR^H-、-NR^H-CO-CH₂-NR^H-、-O-CO-O-、-O-CO-CH₂-O-、-O-CH₂-CO-O-、-CH₂-CO-NR^H-、-O-CO-NR^H-、-NR^H-CO-CH₂-、-O-CH₂-CO-NR^H-、-O-CH₂-CH₂-NR^H-、-CH＝N-O-、-CH₂-NR^H-O-、-CH₂-O-N＝(当用作后一单体的键合时包括R⁵)、-CH₂-O-NR^H-、-CO-NR^H-CH₂-、-CH₂-NR^H-O-、-CH₂-NR^H-CO-、-O-NR^H-CH₂-、-O-NR^H-、-O-CH₂-S-、-S-CH₂-O-、-CH₂-CH₂-S-、-O-CH₂-CH₂-S-、-S-CH₂-CH＝(当用作连接后一单体时包括R⁵)、-S-CH₂-CH₂-、-S-CH₂-CH₂-O-、-S-CH₂-CH₂-S-、-CH₂-S-CH₂-、-CH₂-SO-CH₂-、-CH₂-SO₂-CH₂-、-O-SO-O-、-O-S(O)₂-O-、-O-S(O)₂-CH₂-、-O-S(O)₂-NR^H-、-NR^H-S(O)₂-CH₂-、-O-S(O)₂-CH₂-、-O-P(O)₂-O-、-O-P(O，S)-O-、-O-P(S)₂-O-、-S-P(O)₂-O-、-S-P(O，S)-O-、-S-P(S)₂-O-、-O-P(O)₂-S-、-O-P(O，S)-S-、-O-P(S)₂-S-、-S-P(O)₂-S-、-S-P(O，S)-S-、-S-P(S)₂-S-、-O-PO(R”)-O-、-O-PO(OCH₃)-O-、-O-PO(OCH₂CH₃)-O-、-O-PO(OCH₂CH₂S-R)-O-、-O-PO(BH₃)-O-、-O-PO(NHR^N)-O-、-O-P(O)₂-NR^H-、-NR^H-P(O)₂-O-、-O-P(O，NR^H)-O-、-CH₂-P(O)₂-O-、-O-P(O)₂-CH₂-以及-O-Si(R”)₂-O-；在-CH₂-CO-NR^H-、-CH₂-NR^H-O-、-S-CH₂-O-、-O-P(O)₂-O-、-O-P(O，S)-O-、-O-P(S)₂-O-、-NR^H-P(O)₂-O-、-O-P(O，NR^H)-O-、-O-PO(R”)-O-、-O-PO(CH₃)-O-和-O-PO(NHR^N)-O-(其中，特别优选R^H选自氢和C_1-4-烷基，R”选自C_1-6-烷基和苯基)。进一步说明例可参考Mesmaeker等人，Current Opinion in Structural Biology1995，5，343-355。核苷间键左侧结合到五元环作为取代基P^*，而右侧结合到前一单体的5’位置。

由前文说明也明了P基也表示5’端基，该种情况下木-LNA为5’-端基单体。这种5’-端基例如为氢、羟基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基羰基氧基、任选取代的芳氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根以及-W-A’，其中W选自-O-、-S-和-N(R^H)-，其中R^H选自氢和C_1-6-烷基A’选自DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体(其中后面的基团包括如对取代基B定义的间隔基)。

在本发明的说明书和权利要求书中，“一磷酸根”、“二磷酸根”和“三磷酸根”等词分别表示式：-O-P(O)₂-O-、-O-P(O)₂-O-P(O)₂-O-和-O-P(O)₂-O-P(O)₂-O-P(O)₂-O^-的基团。

特别令人感兴趣的实施方案中，P基表示选自一磷酸根、二磷酸根和三磷酸根的5’端基。特别以三磷酸根的变体作为基质特别令人感兴趣。

同理，P^*基表示在木-LNA为3’端基单体的情况下表示3’-端基。3’-端基例如为氢、羟基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基羰基氧基、任选取代的芳氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根和-W-A’，其中W选自-O-、-S-和-N(R^H)-，其中R^H选自氢和C_1-6-烷基，A’选自DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体(此处后述基团包括如对取代基B定义的间隔基)。

在本发明的优选实施方案中，寡聚物具有下式V：

G-[Nu-L]_n(0)-{[木-LNA-L]_m(q)-[Nu-L]_n(q)}_q-G^* V其中q为l-50；n(0)，...n(q)各自分别为0-10000；m(1)，...m(q)各自分别为1-10000；条件为n(0)，...n(q)与m(1)，...m(q)之和为2-15000；G表示5’-端基；各个Nu分别表示选自天然核苷和核苷类似物的核苷；各个木-LNA分别表示核苷类似物；各个L分别表示选自Nu和木-LNA的两个基团间的核苷间键，或L连同G^*表示3’-端基；和各个木-LNA-L分别表示如上定义的通式I，或优选为如上定义的通式Ia的核苷类似物。

在本实施方案内，总的来说，本发明提供了包括具有不同核碱基的木-LNAs的可能性，特别是选自胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶的核碱基与选自腺嘌呤和鸟嘌呤的核碱基。

除了前文定义的寡聚物外，本发明也提供可用于制备寡聚物的单体木-LNAs作为例如核酸聚合酶、聚核苷酸激酶、端基转移酶的基质，以及作为治疗剂(如后文所述)。单体木-LNAs的整体结构(特别就可能的双自由基而言)对应于定义为寡聚物组成的木-LNAs。但就P和P’基而言，单体木-LNAs与寡聚物的组成略有差异，如后文所述。此外，单体木-LNAs包含官能基保护基，特别在单体木-LNAs欲通过化学合成结合到寡聚物的情形时包含官能基保护基。

本发明进一步涉及通式II的单体木-LNA核苷(木-LNAs)

其中取代基B选自核碱基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体；X选自-O-、-S-、-N(R^N*)-和-C(R⁶R^6*)-，优选选自-O-、-S-和-N(R^N*)-；

Q和Q^*分别选自氢、叠氮基、卤素、氰基、硝基、羟基、Prot-O-、Act-O-、巯基、Prot-S-、Act-S-、C_1-6-烷硫基、胺基、Prot-N(R^H)-Act-N(R^H)-、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔基、任选取代的C_2-6-炔氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基、配体、羧基磺酰基、羟甲基、Prot-O-CH₂-、Act-O-CH₂-、胺基甲基、Prot-N(R^H)-CH₂-、Act-N(R^H)-CH₂-、羧甲基、磺酰甲基，其中Prot分别为-OH、-SH和-NH(R^H)的保护基，Act分别为-OH、-SH和-NH(R^H)的活化基，R^H选自氢和C_1-6-烷基；和

R^2*和R^4*分别表示双自由基，选自-O-、-S-、-N(R^*)-、-(CR^*R^*)_r+s+1-、-(CR^*R^*)_r-O-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-S-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-N(R^*)-(CR^*R^*)_s-、-O-(CR^*R^*)_r+s-O-、-S-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-、-S-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-S-和-S-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-；其中R’为如上定义的寡聚物；未涉及Q或Q^*的取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵和R^5*各自为如前文对寡聚物的定义。

单体木-LNAs也包含它们的碱性盐和酸加成盐。

此外，须了解在寡核苷酸的化学合成条件下具有反应性的任何化学基(包括任何核碱基)为本领域已知的任选地经保护的官能基。这指表示单体木-LNA的基团例如羟基、胺基、羧基、磺基及巯基，核碱基为任选地经保护的官能基。保护(以及脱保护)由本领域的技术人员已知方法进行(例如参考Greene，T.W.和Wuts，P.G.M.，《有机合成保护基》(Protective Groups in Organic Synthesis)，第二版，John Wiley，N.Y.(1991)和M.J.Gait，寡核苷酸合成(Oligonucleotide Synthesis)，IRl出版社，1984)。

羟基保护基的范例为任选取代的三苯甲基例如4，4’-二甲氧三苯甲基(DMT)、4-一甲氧三苯甲基(MMT)以及三苯甲基(Tr)，任选取代的9-(9-苯基)呫吨基(pixyl)，任选取代的乙氧羰氧基，对苯基偶氮苯基氧羰氧基，四氢哌喃基(thp)，9-芴基甲氧羰基(Fmoc)，甲氧四氢哌喃基(mthp)，硅氧基例如三甲基硅烷基(TMS)、三异丙基硅烷基(TIPS)、叔丁基二甲基硅烷基(TBDMS)、三乙基硅烷基和苯基二甲基硅烷基，苄氧羰基或取代苄氧羰基醚类如2-溴苄氧羰基叔丁基醚类，烷基醚类例如甲基醚，缩醛类(包括两个羟基)，酰氧基例如乙酰基或卤代乙酰基例如氯乙酰基或氟乙酰基、异丁酰基、特戊酰基、苯甲酰基和取代苯甲酰基，甲氧甲基(MOM)，苄基醚类或经取代的苄基醚类如2，6-二氯苄基(2，6-Cl₂Bzl)醚。另外，羟基可任选地经连接基连到固体载体而被保护。

胺基保护基例如为Fmoc(芴基甲氧羰基)、BOC(叔丁氧羰基)、三氟乙酰基、烯丙基氧羰基(alloc、AOC)、苄氧羰基(Z、Cbz)、经取代的苄氧羰基例如2-氯苄氧羰基(2-ClZ)、一甲氧三苯甲基(MMT)、二甲氧三苯甲基(DMT)、苯二甲酰基和9-(9-苯基)呫吨基(pixyl)。

羧基保护基例如为烯丙基酯类，甲基酯类，乙基酯类，2-氰基乙基酯类，三甲基硅烷基乙基酯类，苄基酯类(Obzl)，2-金刚烷基酯类(O-2-Ada)，环己基酯类(OcHex)，1，3-噁唑啉类，噁唑类，1，3-噁唑啶类，酰胺类或酰肼类。

巯基保护基例如为三苯甲基(Tr)、乙酰胺基甲基(acm)、三甲基乙酰胺基甲基(Tacm)、2，4，6-三甲氧苄基(Tmob)、叔丁基烃磺基(StBu)、9-芴基甲基(Fm)、3-硝基-2-吡啶基烃硫基(Nprs)和4-甲基苄基(Meb)。

此外，可能需要或期望保护任何包括在单体木-LNA中的核碱基，特别当单体木-LNA结合到本发明的寡聚物时尤其需要保护核碱基。本文中“经保护的核碱基”一词表示该核碱基带有本领域的技术人员众所周知的保护基(参考例如“Protocols for Oligonucleotides andAnalogs”，20期(Sudhir Agrawal编辑)，Humana出版社，1993年，Totowa，NJ；S.L.Beaucage和R.P.Iyer，四面体，1993，49，6123；S.L.Beaucage以及R.P.Iyer，四面体，1992，48，2223；E.Uhlmann和A.Peyman，Chem.Rev.，90，543)。范例有苯甲酰基、异丁酰基、叔丁基、叔丁氧羰基、4-氯-苄氧羰基、9-芴基甲基、9-芴基甲氧羰基、4-甲氧苯甲酰基、4-甲氧三苯甲基、任选取代的三唑基、对甲苯磺酰基、任选取代的磺酰基、异丙基、任选取代的脒类、任选取代的三苯甲基、苯氧乙酰基、任选取代的酰基、pixyl、四氢哌喃基、任选取代的硅烷基醚类和4-甲氧苄氧羰基。“Protocols for Oligonucleotides Conjugates”，分子生物学方法第26期(Sudhir Agrawal编辑)，Humana出版社，1993年，Totowa，NJ，第一章以及S.I.Beaucage和R.P.Iyer，四面体，1992，48，2223公开了其它适合例子。

在优选实施方案中，单体木-LNA的B基优选选自核碱基和经保护的核碱基。

在单体木-LNAs的实施方案中，Q和Q^*之一，优选为Q^*，表示选自Act-O-、Act-S-、Act-N(R^H)-、Act-O-CH₂-、Act-S-CH₂-、Act-N(R^H)-CH₂-的基团，以及Q和Q^*中的另一个，优选为Q，表示选自氢、叠氮基、卤素、氰基、硝基、羟基、Prot-o-、巯基、Prot-s-、、C_1-6-烷硫基、胺基、Prot-N(R^H)-、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔基、任选取代的C_2-6-炔氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基、配体、羧基、磺酰基、羟甲基、Prot-O-CH₂-、胺基甲基、Prot-N(R^H)-CH₂-、羧甲基、磺酰甲基，R^H选自氢和C_1-6-烷基。

在前述例中，Prot基表示-OH、-SH和-NH(R^H)的保护基。但考虑到需要有稳定且可逆的保护基，这种保护基选自如上定义的羟基保护基、巯基保护基以及胺基保护基。但优选-OH的保护基选自任选取代的三苯甲基如二甲氧三苯甲基(DMT)、一甲氧三苯甲基(MMT)和三苯甲基，以及9-(9-苯基)呫吨基(pixyl)，任选取代的四氢哌喃基(thp)(用于phosphoramidite寡核苷酸合成的另外的适合羟基保护基公开在Agrawal编辑Protocols for Oligonucleotides Conjugates，分子生物学方法，第26期，Humana出版社，Totowa，NJ(1994)以及寡核苷酸及类似物方案，20期，(Sudhir Agrawal编辑)，Humana出版社，1993，Totowa，NJ)或经保护的乙缩醛；-SH的保护基选自三苯甲基例如二甲氧三苯甲基(DMT)、一甲氧三苯甲基(MMT)和三苯甲基(Tr)，以及9-(9-苯基)呫吨基(pixyl)，任选取代的四氢哌喃基(thp)(phosphoramidite寡核苷酸合成的另外的适合巯基保护基也描述在Agrawal(参见上文)；以及-NH(R^H)的保护基选自三苯甲基例如二甲氧三苯甲基(DMT)、一甲氧三苯甲基(MMT)和三苯甲基，以及9-(9-苯基)呫吨基(pixyl)，任选取代的四氢哌喃基(thp)(phosphoramidite寡核苷酸合成的另外的适合胺基保护基也描述在Agrawal(参见上文)。

在前述实施方案中，以及如此处定义的任何单体木-LNAs中，Act表示-OH、-SH和-NH(R^H)的活化基。这种活化基选自例如任选取代的O-phosphoramidite、任选取代的O-磷酸三酯、任选取代的O-磷酸二酯、任选取代的H-膦酸酯以及任选取代的O-膦酸酯。

此处“phosphoramidite”一词表示式-P(OR^x)-N(R^y)₂基，其中R^x表示任选取代的烷基例如甲基、2-氰基乙基或苄基；以及各个R^y表示任选取代的烷基例如乙基或异丙基；或-N(R^y)₂形成吗啉基(-N(CH₂CH₂)₂O)。R^x优选表示2-氰基乙基，以及两个R^y优选为相同且表示异丙基。因此，特别相关的phosphoramidite为N，N-二异丙基-O-(2-氰基乙基)phosphoramidite。

须了解此处用于单一单体木-LNA或多个单体木-LNAs的保护基可经选择，以使木-LNA(s)结合于本发明的寡聚物时可进行官能基的同时脱保护或循序脱保护。后一种情况开启区域选择性导入一或多个“活性/官能”基的可能性，该“活性/官能”基例如DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，其中各个基团通过前述间隔基连接。

在优选实施方案中，Q选自氢、叠氮基、卤素、氰基、硝基、羟基、Prot-o-、巯基、Prot-s-、、C_1-6-烷硫基、胺基、Prot-N(R^H)-、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔基、任选取代的C_2-6-炔氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基、配体、羧基、磺酰基、羟甲基、Prot-O-CH₂-、胺基甲基、Prot-N(R^H)-CH₂-、羧甲基、磺酰甲基，其中Prot为-OH、-SH和-NH(R^H)的保护基，R^H选自氢和C_1-6-烷基；以及Q^*选自氢、叠氮基、卤素、氰基、硝基、羟基、Prot-o-、巯基、Prot-s-、、C_1-6-烷硫基、胺基、Prot-N(R^H)-、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔基、任选取代的C_2-6-炔氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基、配体、羧基、磺酰基，其中Act为-OH、-SH和-NH(R^H)的活化基，R^H选自氢和C_1-6-烷基。

通式II的单体木-LNAs作为结合于寡聚物的木-LNAs表示多种立体异构体。因此，前文对结合于寡聚物的木-LNAs所述立体化学变体相信也同等适用于单体木-LNAs的情况(但须注意P可用Q替换)。

在本发明的优选实施方案中，单体LNA具有通式IIa

其中各取代基定义如前。

此外，关于取代基、双自由基、R^*等的定义，前文对本发明的寡聚物所述的优选实施方案也适用于单体木-LNAs的情况。

在本发明的单体木-LNAs特别令人感兴趣的实施方案中，B表示核碱基，优选选自胸腺嘧啶、胞嘧啶、尿嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤的核碱基(特别为腺嘌呤和鸟嘌呤)，X为-O-，R^2*和R^4*共同表示选自-(CH₂)_0-1-O-(CH₂)_1-3-、-(CH₂)_0-1-S-(CH₂)_1-3-和-(CH₂)_0-1-N(R^N)-(CH₂)_1-3的双自由基，特别为-O-CH₂-、-S-CH₂-和-R^N-CH₂-，其中R^N选自氢和C_1-4-烷基，Q表示Prot-O-，Q^*表示Act-OH以及R^1*、R²、R^3*、R⁵和R^5*各自表示氢。本实施方案中，R^N也可选自DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体。

本发明的单体木-LNAs的更进一步特别令人感兴趣的实施方案中，B表示核碱基，优选选自胸腺嘧啶、胞嘧啶、尿嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤的核碱基(特别为腺嘌呤和鸟嘌呤)；X为-O-；R^2*和R^4*共同表示选自-(CH₂)_0-1-O-(CH₂)_1-3-、-(CH₂)_0-1-S-(CH₂)_1-3-和-(CH₂)_0-1-N(R^N)-(CH₂)_1-3的双自由基，特别为-O-CH₂-、-S-CH₂-和-R^N-CH₂-，其中R^N选自氢和C_1-4-烷基；Q选自羟基、巯基、C_1-6-烷硫基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基，任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔氧基、一磷酸根、二磷酸根和三磷酸根；Q^*选自氢、叠氮基、卤素、氰基、硝基、羟基、巯基、C_1-6-烷硫基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔基以及任选取代的C_2-6-炔氧基；R^3*选自氢、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基以及任选取代的C_2-6-炔基；以及R^1*、R²、R⁵和R^5*各自分别表示氢。R^N也选自DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体。

本发明的一方面提供多种用于固相和/或溶液相结合于寡聚物的木-LNAs衍生物。作为说明例，使用phosphoramidite法、磷酸三酯法和H-膦酸酯法，分别适用于结合(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷、(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(胞嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷、(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(尿嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷、(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(鸟嘌呤-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷，以及(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(腺嘌呤-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷的适当单体分别为(1S，3R，4R，7R)-7-(2-氰基乙氧(二异丙基胺基)亚膦氧基)-1-(4，4’-二甲氧三苯甲基氧甲基)-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷、(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-(4，4’-二甲氧三苯甲基氧甲基)-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷-7-O-(2-氯苯基磷酸酯)以及(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-(4，4’-二甲氧三苯甲基氧甲基)-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷-7-O-(H-膦酸酯)及3-(胞嘧啶-1-基)、3-(尿嘧啶-1-基)、3-(腺嘌呤-1-基)以及3-(鸟嘌呤-1-基)的类似物。此外，用亚甲基硫基、亚甲基胺基或1，2-亚乙基双自由基取代的单体的亚甲基氧双自由基类似物也预期构成本发明范围内特别令人感兴趣的变化。亚甲基硫基和亚甲基胺基类似物相信同样可用作亚甲基氧基类似物，因此对应于那些所述的结合(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷、(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(胞嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷、1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(尿嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷、(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(鸟嘌呤-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷，以及(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(腺嘌呤-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷的特定化学剂也应视为本发明范围内特别令人感兴趣的反应性单体。对于亚甲基胺基类似物，须注意仲胺可带有一个选自任选取代的C_1-6-烷基如甲基和苄基，任选取代的C_1-6-烷基羰基例如三氟乙酰基，任选取代的芳基羰基以及任选取代的杂芳基羰基的取代基。单体的制备

在优选实施方案中，含有2’-O，4’-C-桥亚甲基的木-LNA是由下述步骤合成：

早期已经报告木-构型核苷的合成(Rosemeyer，H.；Seela，F.Helv.Chem.Acta 1991，74，748；Rosemeyer，H.；Krecmerova，M.；Seela，F.Helv.Chem.Acta 1991，74，2054；Seela，F.；Wrner，Rosemeyer，H.Helv.Chem.Acta 1994，77，883；Seela，F.；Heckel，M.；Rosemeyer，H.Helv.Chem.Acta 1996，79，1451)以及多个4’-C-羟甲基核苷(R.D.Youssefyeh，J.P.H.Verhevden和J.G.Moffatt，J.Org.Chem.，1979，44，1301；G.H.Jones，M.Taniguchi，D.Tegg和J.G.Moffatt，J.Org.Chem.，1979，44，1309；C.O-Yang，H.Y.Wu，E.B.Fraser-Smith以及K.A.M.Walker，四面体函件，1992，33，37；H.Thrane，J.Fensholdt，M.Regner和J.Wengel，四面体，1995，51，10389；K.D.Nielsen，F.Kirpekar，P.Roepstorff和J.Wengel，Bioorg.Med.Chem.，1995，3，1493)。但未曾报告4’-C-羟甲基木-核苷以及对应2’-O，4’-C-亚甲基木-LNA的实例。为了举例说明2’-O，4’-C-亚甲基木-LNA的合成，发明人选用始于4’-C-羟甲基呋喃糖衍生物1的策略(Tam，T.F.，Fraser-Ried，B.，Can.J.Chem.，1979，57，2818)。苄基化、乙酰分解、以及乙酰基化提供木-呋喃糖3、木-呋喃糖3为核苷偶合的关键中间物。使用硅烷化胞嘧啶进行立体选择性反应获得化合物4，化合物4经脱乙酰化而获得核苷三醇5。甲苯磺化反应接着为4，4’-二甲氧三苯甲基保护，获得经5’-O-4，4’-二甲氧三苯甲基保护的核苷衍生物7。碱性诱生环闭合，获得双环核苷衍生物8。同时进行脱苄化以及脱三甲基化反应获得脱去保护的双环核苷类似物9，类似物9被转变成5’-O-4，4’-二甲氧三苯甲基经保护的类似物10，以及随后转成phosphoramidite衍生物11，用于进行寡核苷酸的合成。实施例使用的偶合方法仅为本领域的技术人员显而易见的数种可能方法之一。

始于预先形成的核苷的策略也是可能的。至于另一种可能策略例如将预先环化的呋喃糖衍生物与不同的核碱基衍生物偶合。这种策略还允许制备对应α-核苷类似物。结合这种α-木-LNA核苷可使用标准寡聚合技术获得α-木-LNA寡聚物。此外，使用已经活化可进行环闭合(例如通过在4’-C-羟甲基包含甲烷磺酰基或甲苯磺酰基)的4’-C-羟甲基-呋喃糖进行核苷偶合的合成策略是另一种合成木-LNA寡聚物的可能的策略。

化学或酶催化转移糖化反应或适当核苷的醛酮异构化是另一种可能的合成策略。这种及其它相关合成策略允许合成包含其它核碱基或核碱基类似物的木-LNAs以及α-木-LNA寡聚物。

所述实例仅用于说明本发明的步骤和实例。合成的化合物结构可使用1DNMR证实。

本发明的另外的实施方案提供含有不同大小和不同化学结构式的环的双环核苷。由所述方法，有机合成领域的技术人员显然知道使用类似步骤可环化其它核苷，也可环化含有不同C支链的核苷。有关不同化学组合物的环，显然使用有机化学领域已经明确建立的类似步骤及其它步骤可得，例如范例氧基类似物的硫和胺基类似物的合成可使用亲核取代反应达成。另外，在环化前转化C-2’周围的立体化学以及使用甲苯磺化活化形成的2’-β-OH，接着在C-2’进行亲核取代，可提供预定双环2’-硫-或2’-胺基-木-LNA核苷。

用于胺基木-LNA类似物，对于经控制的线型寡聚合反应，需要2’-胺基官能基的保护。这种保护可使用标准胺基保护技术例如使用Fmoc、三氟乙酰基或BOC达成。另外，在核苷转化以及寡聚合期间可保留N-烷基(例如苄基、甲基、乙基、丙基或官能化烷基)。

使用前述标准反应(DMT保护以及亚磷酸化反应)可制备适当经保护的胞嘧啶、鸟嘌呤和腺嘌呤木-LNA类似物以进行寡聚合反应。寡聚物的制备

本发明的线型-、支链-(M.Grotli和B.S.Sproat，J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，1995，495；R.H.E.Hudson和M.J.Damha，J.Am.Chem.Soc.，1993，115，2119；M.Van Baren，G.V.Petersen，K.Rasmussen，G.Brandenburg，J.Wengel和F.Kirpekar，四面体，1995，51，8491)和环状-(G.Prakash及E.T.Kool，J.Am.Chem.Soc.，1992，114，3523)寡核苷酸和聚核苷酸可使用有机化学领域技术人员众所周知的核酸化学聚合技术制造。使用phosphoramidite化学(S.L.Beaucage及R.P.Iyer，四面体，1993，49，6123；S.L.Beaucage和R.P.Iyer，四面体，1992，48，2223)，但例如也可使用H-膦酸酯化学、磷酸三酯化学或酶催化合成。phosphoramidite方法的标准偶合条件略微改动，使用吡啶盐酸盐来替代1H-四唑作为寡核苷酸合成期间活化核苷phosphoramidite的高度有效化学剂以及延长偶合时间至10至30分钟。

在合成所需顺序后，脱保护并从固体载体裂解(使用浓氨的甲醇溶液在室温下经12小时由固体载体裂解并脱保护)，随后使用市售可处理滤筒进行反相纯化(包括脱三苯甲基化反应)，获得最终寡聚物制品。另外，可使用可处理反相HPLC和/或由乙醇或丁醇沉淀进行木-LNA寡核苷酸的纯化。使用毛细凝胶电泳来证实合成的寡核苷酸类似物纯度及组成。但纯度及组成也可使用反相HPLC以及MALDI-MS证实。

一般而言，本发明提供此处定义的木-LNAs以制备木-LNA改性寡核苷酸。须了解，木-LNA改性寡核苷酸包含常见核苷(换言之天然核苷例如核糖核苷和/或脱氧核糖核苷)以及与通式II定义不同的经改性的核苷。

此外，其上具有固定的任选经保护的核碱基以及任选地5’-OH经保护的LNA的、用于LNA改性寡核苷酸合成的固体载体材料特别令人感兴趣，其中LNA单体含括于3’端。在这种情况下，固体载体材料优选为CPG，例如方便(商业)易得CPG材料，在该材料上，3’官能化且任选地核碱基经保护以及任选地5’-OH经保护的LNA使用特定材料供货商所述的条件连接。例如可使用BioGenex Universial CPG载体(美国BioGenex)，5’-OH保护基例如为DMT基。由于适用于所讨论的CPG材料的条件，故选用3’官能基。应用

本发明公开了出乎意料的发现：木-LNAs衍生物当结合在部分改性寡核苷酸时，比较未经改性寡核苷酸，可降低这种改性寡核苷酸对互补DNA和RNA的亲和力。但当结合到完全木-LNA改性寡核苷酸时，观察到互补ssDNA和ssRNA的杂交性能剧增。依据应用而定，使用完全改性木-LNA寡核苷酸可使标准寡核苷酸亲和力大增而不损害特异性(寡核苷酸大小恒定)或特异性大增而不损害亲和力(寡核苷酸大小减小)。

也相信木-LNA改性寡核苷酸除了杂交性能大增外，也显示多种其它正常DNA和RNA寡核苷酸有用的物理化学性能。其优点包括溶解度绝佳、LNA改性寡核苷酸类似未改性寡核苷酸对氯化钠和氯化四甲基铵等盐类的反应、LNA改性寡核苷酸作为多种聚合酶变种的前体的能力、LNA寡核苷酸作为使用热稳定性DNA聚合酶作目标扩增反应的前体的能力、LNA改性寡核苷酸可作为T4多核苷酸激酶的基质的能力、生物素化的LNAs对序列特定捕获PCR扩增基因到抗生蛋白链菌素涂层固体表面的能力、固定LNA改性寡核苷酸到特定捕获扩增基因序列的能力，以及极为重要的LNA改性寡核苷酸通过链侵入特定靶标双链DNA序列的能力。因此，对于本领域的技术人员而言，这些新型核苷类似物在治疗、诊断及分子生物学中对于改善一般以寡核苷酸为基础的技术的性能来说，是非常有用的工具。

本发明的目的在于提供本发明的单体木-LNAs，其可使用寡核酸合成领域的技术人员众所周知的步骤和设备结合于寡核苷酸。

本发明的另一目的在于提供完全或部分木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)，可以以顺序特定方式杂交到互补寡核苷酸而形成具有比由未改性寡核苷酸形成的对应复合物更高亲和力的双显性组合或三显性组合。

本发明的另一目的在于使用完全木-LNA改性寡核苷酸以获得寡核苷酸特异性的增高而不损害亲和力。

本发明的另一目的在于提供包含木-LNAs、正常核苷及其它核苷类似物的完全或部分改性寡核苷酸。

本发明的另一目的在于探讨木-LNAs的高度亲和力以形成具有极端亲和力的完全改性寡核苷酸，其可由“链置换”结合到dsDNA分子的目标序列。

本发明的又一目的在于提供不同类别木-LNAs，其当结合于寡核苷酸时对互补核苷的亲和力不同。因此，例如可使用具有经变更的氢键结合的可能的衍生物取代正常核碱基G，A，T，C和U来获得。

本发明的另一目的在于提供比其未经改性的等同部分对核酸具有更高抗性的木-LNA改性寡核苷酸。

本发明的另一目的在于提供可补充RNAseH的木-LNA改性寡核苷酸。

本发明另外的目的在于提供可作为DNA和RNA聚合酶基质的木-LNAs，由此使类似物结合于生长中的核酸链或作为链终结剂。

本发明的又一目的在于提供可作为治疗剂的木-LNAs。多种治疗性核苷类似物范例是已知的，此处公开的核苷类似物的相似衍生物可使用参考文献已知步骤合成(E.De Clereq，J.Med.Chem.1995，38，2491；P.Herdewijn和E.De Clereq：Classical Antiviral Agents and Design ofNew Antiviral Agents.In：A Textbook of Durg Design and Development；Eds.P.Krogsgarrd-Larsen，T.Liljefors and U.Madsen；HarwoodAcademic Publishers，Amsterdam，1996年，425页；I.K.Larsen：AnticancerAgents.In：Textbook of Durg Design and Development；Eds.P.Krogsgarrd-Larsen，T.Liljefors and U.Madsen；Harwood AcademicPublishers，Amsterdam，1996年，460页)。

已经证实双链RNA具有抗病毒活性和肿瘤抑制活性(Sharp等人，Eur.J.Biochem，1995，230(1)：97-103，Lengyel-P.等人，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.，1993，90(13)：5893-5以及Laurent-Crawford等人，AIDS Res.Hum.Retroviruses，1992，8(2)；285-90)。可能双链LNAs具有类似治疗活性双链RNAs的效果，因此这种双链LNAs可作为治疗用药。

用于此处的“天然核酸”一词表示最广义的核酸，例如存在于任何来源或病毒完整细胞的核酸、或由这种来源由化学或物理手段释放出核酸、或由这种主要来源通过扩增而衍生得的核酸。天然核酸可为单链、双链或部分双链，可为相对纯的核酸或不同核酸的混合物。也可为包含其它核酸及其它细胞成分的粗制生物样品的成分。另外，“合成核酸”一词表示任一种由化学合成制备的核酸。

本发明也提供木-LNA改性寡核苷酸在基于核酸的治疗、诊断及分子生物学中的应用。木-LNA改性寡核苷酸可用于天然或合成核酸的检测、识别、捕获、特征描述、定量以及分段，以及作为在活体内以及试管内转译和转录的阻滞剂。多种情况下，优选将多种分子连接到木-LNA改性寡核苷酸。这种分子可连接到寡核苷酸的任一端，或可连接在一或多个内部位置。另外，可透过连接于5’-或3’-端的间隔基而连接到寡核苷酸。这种分子的代表性基团为DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体。通常使用其分子标识未经改性DNA和RNA寡核苷酸的方法也可用以标识木-LNA改性寡核苷酸。同理，用以检测经标识寡核苷酸的方法通常也适用于对应的经标识的木-LNA改性寡核苷酸。治疗

“链置换”一词表示一种方法，其中寡核苷酸结合至双链DNA或RNA的互补目标序列，从而由该目标链置换出另一链。

本发明的一方面，在以“抗原”法为基础的新型医药的发展中，开发可以进行“链置换”的木-LNA改性寡核苷酸。与可以制造三链的寡核苷酸相比，这种“链置换”的寡核苷酸允许在dsDNA中任何序列被靶标以及可存在于生理离子强度与pH下。

“链置换”寡核苷酸也优选用于反信息手段，用于分子内氢键造成的RNA目标序列无法接近的情况。这种分子内结构可能出现于mRNAs，当试图通过反信息手段“关闭”mRNA的转译时将造成重大问题。

其它类型的细胞性RNAs例如tRNAs、rRNAs、snRNAs和scRNAs包含对其功能而言相当重要的分子内结构。这种高度结构化RNAs类型未编码蛋白质反而(以RNA/蛋白质颗粒形式)参与分子功能，例如mRNA切片、聚腺苷化、转译、编辑、染色体及完整性的维持等。由于其高级结构妨碍或甚至阻碍正常寡核苷酸有效杂交，故这种类型的RNAs到目前为止并未引起人们用作反信息目标的兴趣。

使用高度亲和力木-LNA单体将有助于构成具有足够热稳定性而可有效杂交到目标RNAs的反信息探针。因此在优选实施方案中，木-LNA对寡核苷酸提供足够亲和力让其杂交至这种RNA类型，因此调整发现RNAs出现于其中的粒子的定性和/或定量功能。

某些情况下优选向下调节基因表达，而在另外一些情况下，优选活化基因表达。如Mollegarrd等人(Mollegarrd，N.E.；Buchardt，O.；Egholm，M.；Nielsen，P.E.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.1994，91，3892)所述，可”链置换”的寡聚物可作为RNA转录活化剂。在本发明的一方面，可”链置换”的LNAs用以活化具有治疗潜力的基因。

在若干病毒感染和癌症化学治疗上，证实核苷和核苷类似物有效。木-LNA核苷可用作这种基于核苷的药物。

多种类型的双链RNAs抑制若干类型癌症的生长。涉及完全木-LNA改性寡核苷酸的双显性组合具有用作这种双链药物的潜力。

本发明还涉及一种药用组合物，包含如上定义的药用活性木-LNA改性寡核苷酸或与药用可接受载体结合的药用活性木-LNA单体。

这种组合物适合口服、肠外(静脉、腹内)、肌肉、直肠、鼻内、经皮、经阴道、经颊、经眼或经肺脏投药形式，优选为口服形式；这种组合物可以以本领域技术人员公知的方式制备，例如综述于“Remington’s Pharmaceutical Sciences”，第17版，Alfenso R.Gennaro(编辑)，Mark Publishing Company，Easton，PA，U.S.A.，1985年和更新版本，以及综述于“Drugs and the Pharmaceutical Science”系列Marcel Dekker单行本中的方法。诊断

已经开发若干诊断和分子生物步骤，利用不同种寡核苷酸嵌板同步分析目标核酸是否存在有多种可能的突变。通常地，寡核苷酸以预定样式固定于固体载体，由其杂交的固体载体位置显示目标核酸的特定突变。成功地使用不同寡核苷酸的核酸分析的先决要件为其在单一应用杂交条件下对其特定目标序列都具有特异性。由于标准寡核苷酸对其互补目标序列具有亲和力和特异性主要取决于其序列和大小，因而，到目前为止仍难以满足该项标准。

因此，在优选实施方案中，木-LNA用作提高探针亲和力和/或特异性的手段，以及用作平衡不同种寡核苷酸对其互补序列的亲和力的手段。如此处公开的，这种亲和力调节例如可使用载有类似核碱基的木-LNA置换寡核苷酸中选定的核苷完成。

在另一优选实施方案中，木-LNA改性寡核苷酸的高度亲和力和特异性在天然或合成核酸的序列特异性捕获和纯化方面进行研究。一方面，天然或合成核酸接触固定于固体表面的木-LNA改性寡核苷酸。这种情况下杂交与捕获同时发生。被捕获的核酸例如可由本领域众所周知的多种方法直接在表面检测、特征描述、定量或扩增；或可在进行特征描述或扩增前，通过将已经被固定的改性寡核苷酸和被捕获的核酸置于去杂交条件下例如由加热或使用低离子强度缓冲液处理，而从表面脱离。

固体载体可选自多种聚合物料例如CPG(控制孔隙的玻璃)、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚乙烯，它可呈多种形式例如管、微滴定板、棒、珠、过滤器等形式。经木-LNA改性的寡核苷酸可由多种常用于固定寡核苷酸的化学或光化学方法、或通过非共价偶合例如经生物素化的木-LNA改性寡核苷酸连接到固定抗生蛋白链菌素而经过5’或3’端(或透过连接到5’或3’端的连接基末端)固定于固体载体。将经过木-LNA改性寡核苷酸固定于不同固体载体的优选方法为使用光化学活性蒽醌共价连接到经改性的寡核苷酸(任选地透过连接基)的5’或3’端(描述于WO 96/31557)。因此，本发明也提供一种载有LNA改性寡核苷酸的表面。

在另一方面，经木-LNA改性的寡核苷酸载有共价连接到5’或3’端的配体。在这种情况下，经木-LNA改性寡核苷酸在溶液中接触天然或合成核酸，随后形成的杂交体被捕获到载有可特异性结合配体的分子的固体载体上。

在另一方面，可进行“链置换”的经木-LNA改性寡核苷酸无需经事先变性用以捕获天然及合成核酸。这种改性寡核苷酸特别适用于由于稳定分子内结构的快速形成造成的难以或无法通过正常寡核苷酸接近目标序列。包含这种结构的核酸例如为rRNA、tRNA、snRNA和scRNA。

在另一优选实施方案中，设计具有高度特异性目的的经木-LNA改性寡核苷酸用作为决定核酸序列的前体，以及用于数种众所周知扩增反应如PCR反应作为前体。如此处所示，经木-LNA改性寡核苷酸设计决定是否维持指数性或线性目标扩增。扩增反应产物通过多种可用于正常DNA前体产生的扩增产物分析方法来分析。在经木-LNA改性寡核苷酸前体设计成可维持线性扩增时，所得的扩增基因将带有单链端，可不经变性被互补探针锁定末端。这种末端例如可用于通过其它连接到固体表面的互补经木-LNA改性寡核苷酸捕获扩增基因。

在另一方面，可“链置换”的木-LNA改性寡核苷酸用作线性或指数性扩增反应中的前体。使用这种寡核苷酸预期可通过在扩增反应后期与扩增基因有效再杂交竞争而提高整体扩增基因产率。Demers等人(核酸研究1995年，23期，3050-3055页)公开使用高度亲和力非可伸长寡聚物作为提高PCR反应总产量的手段。相信通过在PCR反应后期阶段干扰扩增基因的再杂交而让寡聚物得到这种效果。预期在3’端阻滞的经木-LNA改性寡核苷酸可提供相同优势。阻塞3’端也可以多种方式得到，例如使用氢或磷酸根交换3’羟基得到。这种3’经阻滞的木-LNA改性寡核苷酸也可以类似Yu等人(生物技术，1997，23，714-716)所述方式用以选择性扩增有密切关系的核酸序列。

近年来，已经发明可用于快速检测由目标扩增反应产生的扩增基因的新型探针类型。这种类型探针称作“分子信号”。这种探针合成为部分自行互补寡核苷酸，在一端包含萤光基团，而在另一端包含淬熄分子。当在溶液中游离时，探针折叠成为发夹结构(由自行互补区所引导)，这样，使淬熄基充分接近萤光基团，从而可淬熄萤光信号。当探针杂交到目标核酸时，发夹形状打开，从而让萤光基团与淬熄基团分开而发出萤光信号。

另一类探针定名为“Taqman探针”。Taqman探针也包含一个萤光基团与一个淬熄分子。但与分子信号相反，淬熄基淬熄来自萤光基团的萤光信号的能力在探针杂交至其目标序列后仍然维持。取而代之，由聚合酶的5’核酸外切酶活性(引发由位于Taqman探针结合位置5’位置的前体开始合成)作用而以物理方式由探针卸下淬熄基或萤光基团杂交后产生萤光信号。

对目标位置的高度亲和力是两种探针的主要特色，所以，这种探针倾向于相当大(通常30至40mers)。结果，在制造高品质探针时可能遭遇严重问题。因此，在优选实施方案中，LNA用以改良生产以及随后通过缩小尺寸同时维持要求的亲和力而改善Taqman探针和分子信号效能。

在另一方面，木-LNA用以构成新亲和对(完全或部分改性寡核苷酸)。亲和常数容易在宽范围内调整，可设计和合成大量亲和对。亲和对的一部分可由标准方法连接到感兴趣的分子(例如蛋白质、扩增基因、酶、多醣、抗体、半抗原、肽、PNA等)，而亲和对的另一部分例如连接到固体载体例如珠、膜、微滴定板、棒、管等。固体载体可选自宽范围的聚合物料例如聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚乙烯。亲和对可用于选择性分离、纯化、捕获以及检测前述多种目标分子。

通过与另一个互补木-LNA寡核苷酸(完全或部分改性)相互作用捕获木-LNA-标记分子的原理可用于形成无限多的新型亲和对。

在另一优选实施方案中，在用于原位杂交的探针探头的结构中研究了经过木-LNA改性的寡核苷酸的高度亲和力和特异性。例如木-LNA可用于缩小传统DNA探针大小，同时维持要求的亲和力，由此提高探针动力学及其穿透试样检体的能力。

在另一优选实施方案中，欲用于反信息治疗的经木-LNA改性的寡核苷酸设计用于高亲和力以及补充RNAseH的能力。这通过具有木-LNA的片段侧面攻击未改性的中心DNA片段得到。

本发明还提供一种分离、纯化、扩增、检测、识别定量或捕获天然或合成核酸的试剂盒，该试剂盒包含一个反应主体以及一或多个如此处定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)。经木-LNA改性寡核苷酸优选固定在反应主体上。

本发明提供一种分离、纯化、扩增、检测、识别定量或捕获天然或合成核酸的试剂盒，该试剂盒包含一个反应主体以及一或多个此处定义的木-LNAs。木-LNAs优选固定在反应主体(例如使用前述固定技术)上。

对于本发明的试剂盒，反应主体优选为固体载体材料，例如选自硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯烯、聚乙烯、聚乙二醇对苯二甲酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基咯啶酮、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯基氯，优选为聚苯乙烯和聚碳酸酯。反应主体可呈样品管、小瓶、切片、薄片、薄膜、珠粒、丸粒、圆盘、板、环、柱、网、过滤器、托盘、微滴定板、杆或叶片杆形式。

试剂盒通常伴随有书面说明书来说明试剂盒的最佳使用条件。实验综论

当使用无水溶剂时，反应在氮气气氛下进行。利用硅胶60(0.040-0.063mm)在玻璃管柱中进行柱层析法。使用硫酸钠干燥有机相后，进行过滤。使用60-80℃蒸馏范围的石油醚。化学移位值δ相对于四甲基硅烷作为内部基准(¹H及¹³C NMR)以及相对于85％磷酸(³¹PNMR)以ppm表示。微量分析在The Microanalytical Laboratory，Department of Chemistry，University of Copenhagen进行。

下面结合图1-2和表1-2进行具体说明。

木-LNA单体的制备

实施例15-O-苯甲酰基-4-C-苯甲酰氧甲基-3-O-苄基-1，2-O-异亚丙基-α-D-葡萄糖呋喃糖(2)

在3-O-苄基-4-C-羟甲基-1，2-异亚丙基-α-D-葡萄糖呋喃糖(1)26(25.0克，0.096摩尔)的无水吡啶(60立方厘米)的搅拌冰溶液内加入苯甲酰氯(4.1立方厘米，0.035摩尔)。在室温下搅拌4小时后，反应混合物冷却至0℃，加水(50立方厘米)，混合物使用二氯甲烷(100立方厘米×3)萃取。合并有机相，用碳酸氢钠饱和水溶液(30立方厘米×3)和盐水(20立方厘米×3)洗涤，干燥(硫酸钠)，并在减压下蒸发至干。残余物由硅胶柱层析法纯化，首先使用石油醚/二氯甲烷(1∶1，v/v)，然后使用二氯甲烷/甲醇(99∶1，v/v)作为洗提剂，在减压下蒸发去除溶剂后获得呋喃糖2(7.50克，90％)，呈黄色油。δ_H(CDCl₃)8.02-7.23(15H，m)，6.08(1H，d，J4.2)，4.81-4.50(7H，m)，4.22(1H，d，J1.0)，1.59(3H，s)，1.37(3H，s)。δ_C(CDCl₃)166.1，165.8，136.7，133.1，133.0，129.9，129.7，129.6，129.5，128.5，128.4，128.3，128.0，127.9，113.3，105.4，86.4，85.1，83.8，72.3，64.3，63.8，27.0，26.4。FAB-MS m/z521[M+H]⁺。实测值(％)C，69.1；H，5.9；C₃₀H₃₂O₈要求值C，69.2；H，6.2。

实施例25-O-苯甲酰基-4-C-苯甲酰氧甲基-3-O-苄基-1，2-二-O-乙酰基-D-葡萄糖呋喃糖(3)

呋喃糖2(7.40克，0.014摩尔)的80％乙酸(60立方厘米)溶液在90℃下搅拌9小时。混合物在减压下蒸发至干，残余物与甲苯(10立方厘米×3)共同蒸发，溶解于无水吡啶(80立方厘米)。加入乙酐(5.5立方厘米)，溶液在室温下搅拌46小时。混合物在减压下蒸发至干，残余物与甲苯(10立方厘米×3)共同蒸发并溶解于二氯甲烷(150立方厘米)。溶液使用饱和碳酸氢钠水溶液(30立方厘米×3)和盐水(30立方厘米×3)洗涤，干燥(硫酸钠)并在减压下浓缩。残余物由硅胶柱层析法纯化，首先使用石油醚/二氯甲烷(1∶1，v/v)，然后使用二氯甲烷/甲醇(99∶1，v/v)作为洗提剂，在减压下蒸发去除溶剂后获得α，β异构体混合物3(α∶β＝3∶1，7.33克，92％)，呈澄清油。该油不经进一步纯化即用于下一步骤。δ_c(CDCl₃)169.4，169.0，165.8，165.6，137.0，133.2，133.1，133.0，129.6，129.5，129.2，128.3，127.8，127.7，127.4，99.4，92.3，87.0，83.2，82.2，80.7，77.4，76.9，76.3，73.2，72.4，20.9，20.8，20.6，20.3，FAB-MS m/z 562[M]⁺。实施例31-(2-O-乙酰基-5-O-苯甲酰基-4-C-苯甲酰氧甲基-3-O-苄基-β-D-木糖呋喃糖基)胸腺嘧啶(4)

在α，β异构体混合物3(7.26克，0.013摩尔)和胸腺嘧啶(3.25克，0.028摩尔)的无水乙睛(80立方厘米)搅拌悬浮液内加入N，O-双(三甲基硅烷基)乙酰胺(19.1立方厘米，0.077摩尔)。反应混合物在60℃下搅拌1小时，然后冷却至0℃。以10分钟时间逐滴加入三氟甲烷磺酸三甲基硅烷基酯(4.1立方厘米，0.023摩尔)，随后混合物回流加热22小时。冷却至室温后，加入碳酸氢钠饱和水溶液(30立方厘米)，使用二氯甲烷(100立方厘米×3)进行萃取。合并有机相，用碳酸氢钠饱和水溶液(30立方厘米×3)及盐水(50立方厘米×3)洗涤，干燥(硫酸钠)，在减压下浓缩。残余物使用二氯甲烷/甲醇(0.5-2.0％甲醇，v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷4(6.88克，85％)，呈白色固体物质。δ_H(CDCl₃)8.97(1H，br s)，8.04-7.23(16H，m)，6.37(1H，d，J3.6)，5.42(1H，t，J3.1)，4.89-4.56(6H，m)，4.22(1H，d，J2.6)，2.13(3H，s)，1.74(1H，d，J0.8)。δ_C(CDCl₃)169.9，166.0，165.7，163.4，150.4，136.2，135.2，133.5，133.4，129.8，129.7，129.6，129.5，129.0，128.6，128.4，128.2，112.0，87.4，86.0，81.3，80.3，72.6，63.1，62.9，20.8，12.3。FAB-MS m/z 629[M+H]⁺。实测值(％)C，64.4；H，4.9；N，4.4；C₃₄H₃₂N₂O₁₀，0.25H₂O要求值C，64.5；H，5.1；N，4.4。

实施例41-(3-O-苄基-4-C-羟甲基-β-D-木糖呋喃糖基)胸腺嘧啶(5)

在核苷4(9.00克，0.014摩尔)的甲醇(130立方厘米)溶液中，搅拌下加入甲氧化钠(3.87克，0.0716摩尔)。反应混合物在室温下搅拌4小时，然后用稀盐酸中和。混合物在减压下蒸发至干，接着使用甲苯(15立方厘米×3)共同蒸发。残余物使用二氯甲烷/甲醇(4-15％甲醇，v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷三醇5(4.82克，89％)，呈白色固体物质。δ_H(CD₃OD)7.89(1H，d，J1.2)，7.40-7.24(5H，m)，5.97(1H，d，J 6.2)，4.83-4.65(2H，m)，4.53(1H，t，J6.2)，4.21(1H，d，J6.2)，3.84(1H，d，J 12.0)，3.63(1H，d，J 12.0)，3.59(2H，d，J 2.6)，1.82(1H，d，J 1.1)。δ_C(CD₃OD)164.4，150.9，137.5，136.6，127.5，127.0，126.9，109.8，86.7，86.4，82.8，78.0，72.1，62.3，61.1，10.5(CH₃)，FAB-MS m/z 379[M+H]⁺。实测值(％)C，56.2；H，6.0；N，7.0；C₁₈H₂₂N₂O₇，0.25 H₂O要求值C，56.5；H，5.9；N，7.3。

实施例51-(3-O-苄基-4-C-(对甲苯磺酰氧甲基)-β-D-木糖呋喃糖基)胸腺嘧啶(6)

在核苷5(7.25克，0.0192摩尔)的无水吡啶(20立方厘米)和二氯甲烷(70立方厘米)溶液中，在-30℃下以1.5小时时间逐滴加入溶解于二氯甲烷(8立方厘米)的对甲苯磺酰氯(4.38克，0.023摩尔)。温度升高至0℃，保持2小时，此时在-20℃加入附加量的对甲苯磺酰氯(1.80克，0.0094摩尔)，混合物在-20℃下搅拌12小时。这时再加入对甲苯磺酰氯(0.736克，3.86毫摩尔)，在-20℃下搅拌24小时。反应混合物用二氯甲烷(75立方厘米)和水(75立方厘米)稀释，使用二氯甲烷(75立方厘米×3)进行萃取。合并有机相，用碳酸氢钠饱和水溶液(30立方厘米×3)和盐水(40立方厘米×3)洗涤。水相用乙酸乙酯(30立方厘米×3)萃取，萃取物与二氯甲烷萃取物合并，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇(1.5-3.5％甲醇，v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷6(3.56克，35％)，呈白色固体物质。δ_H(CDCI₃)10.23(1H，s)7.78-7.26(10H，m)，5.84(1H，d，J5.5)，4.84(1H，d，J11.5)，4.59(1H，d，J11.5)，4.53(1H，t，J5.5)，4.19(1H，d，J5.6)，4.09(1H，3，J10.6)，4.03(1H，d，J10.6)，3.85(1H，d，J12.4)，3.67(1H，d，J12.4)，2.39(3H，s)，1.78(1H，d，J0.6)。δ_C(CDCI₃)164.1，151.5，145.3，137.0，136.2，132.3，130.0，128.6，128.2，128.0，111.0，88.5，85.4，83.8，79.8，73.2，69.4，63.0，21.6，12.5.。FAB-MS m/z 533[M+H]⁺，实测值(％)C，56.7；H，5.4；N，4.9；C₂₅H₂₈N₂O₉S，要求值C，56.4；H，5.3；N，5.2。

实施例61-(3-O-苄基-5-O-(4，4’-二甲氧三苯甲基)-4-C-(对甲苯磺酰氧甲基)-β-D-木糖呋喃糖基)胸腺嘧啶(7)

在核苷6(3.65克，6.88毫摩尔)的无水吡啶(25立方厘米)溶液内加入N，N-(二甲基胺基)吡啶(0.84克，6.81毫摩尔)和4，4’-二甲氧三苯甲基氯(3.5克，13.2毫摩尔)，混合物在室温下搅拌23小时。加入附加量N，N-(二甲基胺基)吡啶(0.250克，2.06毫摩尔)和4，4’-二甲氧三苯甲基氯(0.700克，2.06毫摩尔)，在室温下持续搅拌36小时。加入冰冷水(50立方厘米)，反应混合物用二氯甲烷(150立方厘米)稀释。有机相经分离，用碳酸氢钠饱和水溶液(25立方厘米×3)和盐水(40立方厘米×3)洗涤，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇/吡啶(0.75-1.5％甲醇；0.5％吡啶，v/v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷7(4.28克，75％)，呈白色固体物质。δ_H(CDCI₃)9.40(1H，s)，7.72-6.68(23H，m)，5.77(1H，d，J4.2)，4.86(1H，d，J 11.3)，4.49-4.43(2H，m)，4.23-4.12(3H，m)，3.76(3H，s)，3.75(3H，s)，3.45(1H，d，J10.2)，3.17(1H，d，J 10.2)，2.37(3H，s)，1.44(1H，s)。δ_C(CDCI₃)163.7，158.5，151.0，144.9，144.4，137.1，135.8，135.2，135.0，132.5，130.1，129.8，128.3，128.0，127.8，127.7，126.9，113.1，110.0，90.2，87.1，86.4，83.3，79.9，72.9，68.7，62.2，55.2，21.6，12.0。FAB-MS m/z835[M+H]⁺，实测值(％)C，66.0；H，5.7；N，3.3；C₄₆H₄₆N₂O₁₁S，要求值C，66.1；H，5.5；N，3.4。

实施例7(1R，3R，4R，7R)-7-苄氧基-1-[4，4’-二甲氧三苯甲基氧甲基]-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷(8)

在核苷7(4.22克，5.06毫摩尔)的无水DMF(25立方厘米)溶液内在0℃下加入60％氢化钠的矿物油悬浮液(w/w，0.607克，15.7毫摩尔，用20分钟时间分成4份添加)，反应混合物在室温下搅拌25小时，冷却到0℃，用二氯甲烷/吡啶(100立方厘米，99.5∶0.5，v/v)稀释。加入饱和碳酸氢钠水溶液(120立方厘米)，此时使用二氯甲烷(75立方厘米×2)进行萃取。合并有机相，用饱和碳酸氢钠水溶液(60立方厘米×3)和盐水(40立方厘米×3)洗涤，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇/吡啶(0.15-1.5％甲醇；0.5％吡啶，v/v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷8(3.2克，96％)，呈白色固体物质。δ_H(CDCI₃)13.24(1H，s，NH)，7.70-7.19(19H，m，Bn，DMT，6-H)，6.15(1H，s，1’-H)，4.98(1H，s，2’-H)，4.55(1H，d，J11.2，Bn)，4.42(1H，d，J11.2，Bn)，4.40(1H，s，3’-H)，4.34(1H，d，J8.0，1”-H_a)，4.17(1H，d，J8.0，1”-H_b)，3.94(2H，s，5’-H)，3.67(3H，s，OCH₃)，3.64(3H，s，OCH₃)，1.75(1H，d，J0.7，CH₃)，。δ_C(CDCl₃)165.0(C-4)，159.2，151.5，145.5，137.4，136.6，136.0，130.6，128.7，128.6，128.4，128.3，127.3，113.8，108.1，89.3，88.6，86.7，80.6，77.0，73.8，73.0，59.8，55.2，12.7。FAB-MS m/z 663[M+H]⁺。实测值(％)C，70.4；H，5.8；N，4.0；C₃₉H₃₈N₂O₈，要求值C，70.7；H，5.7；N，4.2。

实施例8(1S，3R，4R，7R)-7-羟基-1-羟甲基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷(9)

核苷8(3.09克，4.66毫摩尔)溶解在甲醇(40立方厘米)中，并加入10％钯/碳(悬浮于3克甲醇(20立方厘米))。混合物在氢气气氛下除气并搅拌。经26小时后，混合物经过滤(硅胶，用二氯甲烷/甲醇(700立方厘米；1∶3，v/v)洗涤)，滤液浓缩到最初容积的25％。重复过滤后，滤液在减压下蒸发至干，残余物经硅胶柱层析，使用二氯甲烷/甲醇(5-12％甲醇，v/v)作为洗提剂，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷9(1.03克，82％)，呈白色固体物质。δ_H(CD₃OD)7.73(1H，d，J1.1，6-H)，5.56(1H，s，1’-H)，4.32(1H，d，J2.2，2’-H)，4.21(1H，d，J2.2，3’-H)，4.06(1H，d，J8.2，1”-H_a)，4.01(2H，2，5’-H)，3.86(1H，d，J8.2，1”-H_b)，1.85(1H，d，J1.1.，CH3)。δC(CD₃OD)166.8，139.4，108.4，91.0，90.3，79.6，4.5，70.0，59.0，12.6。FAB-MS m/z271[M+H]⁺。实测值(％)C，47.8；H，5.5；N，9.5；C₁₁H₁₄N₂O₆，0.5H₂O要求值C，47.3；H，5.4；N，10.0。

实施例9(1R，3R，4R，7R)-1-(4，4’-二甲氧三苯甲基氧甲基)-7-羟基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷(10)

在核苷9(0.500克，1.85毫摩尔)的无水吡啶(10立方厘米)溶液中，搅拌下加入4，4’-二甲氧三苯甲基氯(0.941克，2.78毫摩尔)，混合物在室温下搅拌25小时，随后又加入4，4’-二甲基三苯甲基氯(0.062克，0.18毫摩尔)，在室温又持续搅拌21小时。加入饱和碳酸氢钠水溶液(50立方厘米)，使用二氯甲烷(3×25立方厘米)进行萃取。合并有机相，用饱和碳酸氢钠水溶液(3×20立方厘米)和盐水(3×25立方厘米)洗涤，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇/吡啶(1-4％甲醇；0.5％啶，v/v/v)作为洗提剂，由硅胶柱层析法纯化，获得核苷10(0.53克，50％)，在减压下蒸发去除溶剂后获得白色固体物质(0.307克，28.9％)。δ_H(CDCl₃)9.30(1H，s，NH)，7.69(1H，d，J1.1，6-H)，7.46-(6.84(13H，m，DMT)，5.74(1H，s，1’-H)，4.60(1H，d，J2.0，3’-H)，3.91(2H，s，5’-H)，3.80(6H，s，OCH₃)，3.68(1H，d，J 10.6，1”-H_a)，3.61(1H，d，J 10.6，1”-H_b)，1.79(1H，d，J 1.1，CH₃)，δ_C(C₅H₅N)165.2，159.3，151.7，145.8，137.6，136.4，136.2，130.7，128.7，128.4，127.4，124.3，113.8，107.6，90.6，86.9，86.9，79.0，74.3，61.2，55.2，13.0(CH₃)，FAB-MS m/z 573[M+H]⁺.实测值(％)C，66.6；H，5.7；N，4.7；C₃₂H₃₂N₂O₈，0.25H₂O要求值C，66.6；H，5.7；N，4.9.

实施例10(1S，3R，4R，7R)-7-(2-氰基乙氧(二异丙基胺基)亚膦酰氧基)-1-(4，4’-二甲氧-三苯甲基氧甲基)-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2，5-二氧杂双环[2.2.1]庚烷(11)

在核苷10(0.487克，0.851毫摩尔)的无水二氯甲烷(10立方厘米)溶液内，在搅拌下加入N，N-二异丙基乙基胺(0.600立方厘米，3.41毫摩尔)和2-氰基乙基N，N-二异丙基磷酰胺基次氯酸盐(0.230立方厘米，1.02毫摩尔)，混合物在室温下搅拌21小时。加入附加量N，N-二异丙基乙基胺(0.150立方厘米，0.851毫摩尔)和2-氰基乙基N，N-二异丙基磷酰胺基次氯酸盐(0.100立方厘米，0.426毫摩尔)，在室温持续搅拌22小时。冷却反应混合物至0℃后，加入饱和碳酸氢钠水溶液(10立方厘米)，使用二氯甲烷(3×15立方厘米)进行萃取。合并有机相，用饱和碳酸氢钠水溶液(3×15立方厘米)和盐水(3×15立方厘米)洗涤，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇/吡啶(0.5-1.0％甲醇，0.5％吡啶，v/v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得粗制amidite，呈黄色油。残余物溶解在无水二氯甲烷(2立方厘米)，将此溶液逐滴添加入激烈搅拌中的石油醚(60-80℃，30立方厘米，-30℃)，在过滤及干燥后获得amidite11(0.354克，51％)，呈白色固体物质。δ_P(CD₃CN)154.0，151.8.LNA寡核苷酸的制备

实施例11未经改性寡核苷酸以及包含式X木-LNA的寡核苷酸的合成

木-LNA和对比寡核苷酸在Biosearch 8750 DNA合成仪制备。amidite11的偶合由“手工偶合”进行(在注射器内预先混合amidite和活化剂的乙腈溶液；然后在整个偶合时间每分钟冲洗管柱反应器两次；CPG固体载体)。在最优化的实验中，木-LNA寡聚物5’-XT₆使用amidite11以及作为活化剂的1H-四唑(0.26 M，10分钟偶合：15％产率；30分钟偶合：31％产率)、4，5-二氰基咪唑(0.27 M；30分钟偶合：71％产率)或吡啶盐酸盐(0.27 M；30分钟偶合：约100％产率)合成。木-LNAs的合成使用吡啶盐酸盐作为活化剂完成(10-30分钟偶合时间；amidite11的逐步偶合产率为86-95％)。在5’-X₁₃T合成期间，在加上任何未经反应的5’-羟官能基作为端基前添加两次amidite/活化剂溶液。未经改性的2’-脱氧核苷2-氰基乙基N，N-二异丙基phosphoramidite使用合成仪的标准DNA步骤偶合，但偶合紧接在X单体之后，偶合根据合成仪的RNA步骤进行。在序列完成后，使用浓氨的甲醇溶液(32％(w/w)，室温12小时)将5’-O-DMT-ON寡核苷酸脱保护，随后进行反相纯化(市售可处理滤筒(Cruachem)；步骤包括脱三苯甲基化反应)获得寡聚物终产物。但对仅包含一种X单体的未经改性寡核苷酸和木-LNA而言，5’-O-DMT基在序列完成后于合成仪上立即去除。随后使用浓氨的甲醇溶液(32％(w/w)，12小时，55℃)处理，乙醇沉淀获得产物寡聚物。使用毛细凝胶电泳法分析合成的木-LNAs的纯度。此外，使用区域异构3’-O-DMT-5’-O-亚磷酸化amidite合成序列3’-X₁₀ ^5’-^5’C-3’。杂交资料

实施例12包含单体X的寡核苷酸的热稳定性

经木-LNA改性寡核苷酸的热稳定性使用配备有热调节Peltier组件的分光光度计测定。1毫升杂交混合物使用介质盐缓冲溶液(10mMNa₂HPO₄，pH7.0，100 mM NaCl，0.1mN EDTA)和等摩尔(1μM或1.5μM)量不同的经木-LNA改性寡核苷酸及其互补DNA或RNA寡核苷酸制备。制备使用未改性的完全相同的杂交混合物作为对比。记录在260nm的吸光度，同时温度由10℃以线性方式升高到90℃(1℃/分钟)。获得熔点(Tm值)为第一衍生物熔化曲线的峰值(+/-1℃)。表1概述了该结果(木-LNAs用粗线标识)。图1说明使用的单体木-LNAs。

由表1可知结合单一木-LNA单体X到寡核苷酸序列(A)，或多个木-LNAs X与未改性单体(B)，使得用互补单链DNA及RNA形成的双显性组合的热稳定性显着降低。出乎意外地，连续结合单体X到寡核苷酸序列，获得完全改性木-LNA寡核苷酸D，显示用互补DNA及RNA形成的双显性组合的热稳定性显着增高。观察到的D的极强杂交性能，指示使用经木-LNA改性的寡核苷酸的核酸的高度亲和力靶标，要求木-LNA单体连续伸长。这个事实反映了木糖构型单体具有相对于天然核糖-NAs，在C-3’周围的立体化学转化的结构特征。在复合体D：F以及D：G双链方向性对应未经改性的双显性组合可为反向平行或平行。2’-O，5’-C-亚甲基LAN单体的制备。

实施例136-O-苯甲酰基-3，5-二-O-苄基-1，2-二-O-异亚丙基-α-D-异构糖呋喃糖(13)

在呋喃糖12(4.60克，11.1毫摩尔)的无水DMF(20立方厘米)溶液内，在搅拌下于0℃加入60％氢化钠的矿物油悬浮液(w/w，0.67克，16.7毫摩尔，以20分钟时间分成4份添加)。搅拌30分钟后加入苄基溴(1.99立方厘米，16.7毫摩尔)，在室温下持续搅拌2小时。混合物冷却至0℃，加水(30立方厘米)，使用二氯甲烷(50立方厘米×3)进行萃取。合并有机相，用饱和碳酸氢钠水溶液(30立方厘米×3)和盐水(20立方厘米×3)洗涤，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用乙酸乙酯/石油醚(1∶9，v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得呋喃糖13，呈黄色油(5.0克，90％)。该油不经进一步纯化即用于下一步骤。δ_H(CDCl₃)7.99(2H，m)，7.58-7.21(13H，m)，5.77(1H，d，J3.6)，4.77-4.00(10H，m)，1.59(3H，s)，1.35(3H，s)。δ_C(CDCl₃)166.24，138.4，137.41，133.0，130.1，129.7，128.4，128.3，128.2，128.1，127.9，127.8，127.7，127.5，113.1，102.2，79.2，77.6，76.5.76.3，73.7，72.2，64.3，27.0，26.6。FAB-MSm/z 505[M+H]⁺。

实施例146-O-苯甲酰基-1，2-二-O-乙酰基-3，5-二-O-苄基-D-异构糖呋喃糖(14)

呋喃糖13(5.00克，9.92毫摩尔)的80％乙酸(75立方厘米)溶液在80℃下搅拌10小时。在减压下去除溶剂，残余物与甲苯(10立方厘米×3)共同蒸发，溶解于无水吡啶(30立方厘米)和二氯甲烷(30立方厘米)的混合物。加入乙酐(5.0立方厘米)溶液，在室温下搅拌20小时。混合物在减压下蒸发，残余物溶解于二氯甲烷(150立方厘米)，用饱和碳酸氢钠水溶液(60立方厘米)和盐水(30立方厘米)洗涤，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用石油醚/二氯甲烷(1∶1，v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得异构物混合物14，呈澄清油(4.50克，74％)。该油不经进一步纯化即用于下一步骤。δ_C(CDCl₃)169.9，169.2，166.8，166.2，138.6，137.0，133.2，133.1，133.0，129.9，129.7，128.5，128.4，128.3，128.2，128.1，128.0，127.9，127.8，127.7，127.6，127.5，127.4，98.6，94.3，84.7，82.3，82.0，77.7，76.5，76.4，76.3，74.7，74.1，73.9，73.3，73.1，72.8，71.8，70.0，63.8，63.2，21.2，20.8，20.8，20.6。FAB-MS m/z 547[M+H]⁺。

实施例151-(2-O-乙酰基-6-O-苯甲酰基-3，5-二-O-苄基-β-D-异构糖呋喃糖基)胸腺嘧啶(15)

在糖类α，β异构物混合物14(4.50克，8.21毫摩尔)和胸腺嘧啶(1.55克，12.31毫摩尔)的无水乙腈(50立方厘米)溶液的悬浮液内，在搅拌下加入N，O-双(三甲基硅烷基)-乙酰胺(12.2立方厘米，49.3毫摩尔)。反应混合物于60℃搅拌1小时然后冷却至0℃。以10分钟时间逐滴加入三氟甲烷磺酸三甲基硅烷基酯(2.97立方厘米，16.4毫摩尔)，混合物回流加热2小时。让反应混合物冷却至室温，在减压下缩小容积达50％。冷却至0℃后加入碳酸氢钠饱和水溶液(100立方厘米)，用二氯甲烷(2×50立方厘米)进行萃取。合并有机相，用盐水(50立方厘米)洗涤，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇(99.5∶0.5，v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷15，呈白色固体物质(4.06克，81％)。δ_H(CDCl₃)8.74(1H，br s)，8.01(2H，m)，7.61-7.11(14H，m)，6.09(1H，d，J5.3)，5.32(1H，m)，4.86(1H，d，J11.7)，4.65(1H，d，J11.7)，4.55-4.10(7H，m)，2.10(3H，s)，1.59(3H，s)。δ_C(CDCl₃)170.0，166.1，166.0，163.4，150.2，137.4，137.0，137.5，133.3，129.7，128.6，128.5，128.1，128.0，127.9，127.7，127.3，126.9，111.7，87.6，82.6，76.7，75.3，73.7，73.1，73.0，63.3，20.7，12.0。FAB-MS m/z 615[M+H]⁺。实测值(％)C，66.4；H，5.6；N，4.4；C₃₄H₃₄N₂O₉要求值C，66.4；H，5.6；N，4.6。

实施例161-(3，5-二-O-苄基-β-D-异构糖呋喃糖基)胸腺嘧啶(16)

在核苷15(3.00克，4.88毫摩尔)的甲醇(50立方厘米)溶液内在搅拌下加入甲氧化钠(0.79克，4.7毫摩尔)。反应混合物在室温下搅拌14小时，随后用稀盐酸(5立方厘米)中和，此时加入冰冷水(50立方厘米)。所得混合物使用乙酸乙酯(3×100立方厘米)萃取，合并有机相，在减压下蒸发至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇(98.5∶1.5，v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷16，呈白色固体物质(2.00克，88％)。δ_H(CDCl₃)9.39(1H，br s)，7.38-7.15(11H，m)，5.80(1H，d，J4.6)，4.80-3.55(10H，m)，1.59(3H，s)。δ_C(CDCl₃)163.7，150.8，137.7，136.8，136.3，128.7，128.4，128.2，128.0，127.3，111.4，90.4，82.7，78.8，76.5，72.9，72.5，72.4，60.7，12.0。FAB-MS m/z 469[M+H]⁺。实测值(％)C，64.4；H，6.1；N，5.5；C₂₅H₂₈N₂O₇要求值C，64.1；H，6.0；N，6.0。

实施例171-(3，5-二-O-苄基-2，6-二-O-(对甲苯磺酰基)-β-D-异构糖呋喃糖基)胸腺嘧啶(17)

在核苷16(0.60克，1.28毫摩尔)的二氯甲烷(70立方厘米)溶液内，在搅拌下于室温加入4-N，N-(二甲基胺基)吡啶(0.63克，5.12毫摩尔)和对甲苯磺酰氯(0.73克，3.84毫摩尔)。搅拌3小时后加入冰冷水(50立方厘米)，使用二氯甲烷(3×75立方厘米)进行萃取。合并有机相，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇(99.5∶0.5，v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷17呈，白色固体物质(0.71克，71％)。δ_H(CDCl₃)8.83(1H，br s)，7.73-7.12(18H，m)，6.58(1H，d，J1.2)，5.88(1H，d，J6.9)，5.0(1H，m)，4.73-3.82(9H，m)，2.40(3H，s)，2.35(3H，s)，1.48(3H，d，J0.9)。δ_C(CDCl₃)163.1，149.8，145.8，145.2，137.1，137.0，135.6，132.4，132.3，130.0，128.7，128.5，128.3，128.1，128.0，127.8，127.2，111.4，86.9，83.1，77.7，75.3，73.1，72.5，67.4，21.7，11.9。FAB-MS m/z 777[M+H]⁺。实测值(％)C，60.6；H，5.2；N，3.5；C₃₉H₄₀N₂O₁₁S₂要求值C，60.3；H，5.2；N，3.6。

实施例18(1S，4R，5R，7R，8R)-4，8-二苄基氧-7-(胸腺嘧啶-1-基)-2，6-二氧杂双环[3.2.1]辛烷(18)

于核苷17(0.63克，0.81毫摩尔)的乙醇和水的混合溶液(40立方厘米，1∶1，v/v)内，在搅拌下于室温加入氢氧化钠水溶液(1M，7立方厘米)。结果所得混合物回流加热16小时，然后加入稀盐酸(10立方厘米)中和。混合物容积缩小至50％，使用二氯甲烷(50立方厘米×3)进行萃取。合并有机相，干燥(硫酸钠)，在减压下蒸发至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇(99∶1，v/v)作为洗提剂由硅胶柱层析法纯化，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷18，呈白色固体物质(0.40克，93％)。δ_H(CDCl₃)8.69(1H，br s)，7.90(1H，d，J 1.1)，7.39-7.25(10H，m)，5.85(1H，d，J2.2)，4.78-4.47(6H，m)，3.87-3.38(4H，m)，1.87(3H，s)。δ_C(CDCl₃)163.9，149.9，137.3，137.1，136.8，128.6，128.5，128.2，128.1，127.8，127.7，109.4，88.6，79.9，79.7，74.5，73.5，71.4，70.8，65.0，12.5。FAB-MS m/z 451[M+H]⁺。实测值(％)C，66.3；H，5.7；N，6.1；C₂₅H₂₆N₂O₆要求值C，66.7；H，5.8；N，6.2。

实施例19(1S，4R，5R，7R，8R)-4，8-二羟基-7-(胸腺嘧啶-1-基)-2，6-二氧杂双环[3.2.1]辛烷(19)

核苷18(0.27克，0.60毫摩尔)溶解于绝对乙醇(20立方厘米)，加入20％氢氧化钯/碳(0.25克)。混合物在氢气气氛下除气及置换。搅拌26小时后过滤(硅胶，使用甲醇400立方厘米洗涤)去除催化剂，滤液在减压下浓缩至干。残余物使用二氯甲烷/甲醇(94∶6，v/v)作为洗提剂进行硅胶柱层析，在减压下蒸发去除溶剂后获得核苷19，呈白色固体物质(0.16克，98％)。δ_H(CDCl₃)8.06(1H，d，J1.2，6-H)，5.57(1H，d，J2.3，1’-H)，4.5(1H，m，2’-H)，4.42(1H，s，4’-H)，4.03(1H，m，3’-H)，3.93-3.80(2H，m，5’-H，6’-H_a)，3.21(1H，m，6’-H_b)，1.91(3H，d，J1.2，CH₃)。δ_C(CDCl₃)166.8(C-4)，152.0(C-2)，139.4(C-6)，110.2(C-5)，90.2(C-1’)，87.3(C-4’)，77.0(C-2’)，74.7(C-3’)，68.5(C-5’)，67.4(C-6’)，12.5(CH₃)。FAB-MS m/z 271[M+H]⁺。

实施例20(1S，4R，5S，7R，8R)-4-(4，4’-二甲氧三苯甲基氧)-8-羟-7-(胸腺嘧啶-1-基)-2，6-二氧杂双环[3.2.1]辛烷(20)

为了将核苷19结合于寡核苷酸，利用大致如前文所述由核苷9经5’-O-DMT衍生物10合成amidite11的标准条件，合成phosphoramidite衍生物21。因此，与DMTCl和DMAP的二氯甲烷溶液反应后，与DMTCl反应，获得5’-O-DMT-(20)和3’-O-DMT经保护的化合物的混合物(分别以16％和17％产率分离)。

实施例21(1 S，4R，5S，7R，8R)-8-(2-氰基乙氧(二异丙基胺基)亚膦酰氧)-4-(4，4’-二甲氧三苯甲基氧)-7-(胸腺嘧啶-1-基)-2，6-二氧杂双环[3.2.1]辛烷(21)

5’-O-DMT区域异构物20由标准亚磷酸化反应(参见前文有关11的合成；参考图2)转成’-O-磷酸亚膦盐酸盐衍生物21，51％产率。δ_P(CD₃CN)150.0，148.9。

以类似方式将3’-O-DMT区域异构物转化为5’-O-亚磷酸化衍生物。δP(CD₃CN)150.0，148.8。经LNA改性寡核苷酸的制备

实施例22含2’-O-5’-C-亚甲基键单体Y的寡核苷酸的合成

含2’-O，5’-C-亚甲基键单体Y的寡核苷酸使用前文对木-LNA所述寡聚合、脱阻滞、及纯化方法制备。Amidite 21或3’-O-DMT区域异构物amidite与未经改性的amidite合并使用。Amidite 21、区域异构物以及未经改性的amidite合并产率高于95％。杂交资料

实施例23包含单体Y的寡核苷酸的热稳定性

2’-O，5’-C-亚甲基-LNA改性寡核苷酸的热稳定性如前述测定。

由表2可知，结合单一2’-O，5’-C-亚甲基-LNA单体Y至寡核苷酸序列(H)，或接续引入4个Y单体(I)，导致使用互补单链DNA和RNA形成的双显性组合的热稳定性显着降低。表1：

序列^a Tm(℃)^b Tm(℃)^C
序列^a Tm(℃)^b Tm(℃)^C				5’-T₇XT₆	(A)	19	24
5’-T₃(XT)₄T₃	(B)	无Tm	9	5’-T₇XT₆	(A)	19	24
5’-T₃(XT)₄T₃	(B)	无Tm	9	5’-T₅X₄T₅	(C)	21	15
5’-X₉T	(D’)	48	57	5’-T₅X₄T₅	(C)	21	15
5’-X₉T	(D’)	48	57	5’-X₁₃T	(D)	71	未测定
5’-T₁₀	(E’)	24/20	18	5’-X₁₃T	(D)	71	未测定
5’-T₁₀	(E’)	24/20	18	5’-T₁₄	(E)	31	29

^aX＝衍生自phosphoramidite 11的单体^b与5’-d-A₁₄复合^c与5’-rA₁₄复合表2：

序列^a Tm(℃)^b Tm(℃)^C
序列^a Tm(℃)^b Tm(℃)^C				5’-T₇YT₆	(H)	21	21
5’-T₅Y₄T₅	(I)	无Tm	无Tm	5’-T₇YT₆	(H)	21	21
5’-T₅Y₄T₅	(I)	无Tm	无Tm	5’-T₁₄	(E)	31	29

^aY＝衍生自phosphoramidite 21的单体^b与5’-d-A₁₄复合^c与5’-d-A₁₄复合

Claims

1.一种寡聚物，其包含至少一种通式1的核苷类似物其中X选自-O-、-S-、-N(R^N*)-、-C(R⁶R^6*)-；

B选自氢、羟基、任选取代的C_1-4烷氧基、任选取代的C_1-4烷基、任选取代的C_1-4酰氧基、核碱基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体；

P表示核苷间键连接到后一单体的基团位置，或5’端基，这种核苷间键或5’端基任选地包括取代基R⁵或同等可用的取代基R^5*；

P^*表示键连接到前一单体的核苷间键或3’端基；

R^2*和R^4*表示由1-4个选自-C(R^aR^b)-、-C(R^a)＝C(R^a)-、-C(R^a)＝N-、-O-、-Si(R^a)₂-、-S-、-SO₂-、-N(R^a)-和＞C＝Z的基团/原子组成的双自由基，其中Z选自-O-、-S-和-N(R^a)-，R^a和R^b各自分别选自氢、任选取代的C_1-12-烷基、任选取代的C_2-12-烯基、任选取代的C_2-12-炔基、羟基、C_1-12-烷氧基、C_2-12-烯氧基、羧基、C_1-12-烷氧羰基、C_1-12-烷基羰基、甲酰基、芳基、芳氧-羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧-羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、胺基、一和二(C_1-6-烷基)胺基、胺基甲酰基、一和二(C_1-6-烷基)-胺基-羰基、胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、一和二(C_1-6-烷基)胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、C_1-6-烷基羰基胺基、胺基甲酰胺基、C_1-6-烷酰氧基、磺酰基、C_1-6-烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫烷基、C_1-6-烷硫基、卤素、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，其中芳基和杂芳基可任选地被取代，两个成对取代基R^a和R^b可共同表示任选取代的亚甲基(＝CH₂)；

取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*当存在时各自分别选自氢、任选取代的C_1-12-烷基、任选取代的C_2-12-烯基、任选取代的C_2-12-炔基、羟基、C_1-12-烷氧基、C_2-12-烯氧基、羧基、C_1-12-烷氧羰基、C_1-12-烷基羰基、甲酰基、芳基、芳氧-羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧-羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、胺基、一和二(C_1-6-烷基)胺基、胺基甲酰基、一和二(C_1-6-烷基)-胺基-羰基、胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、一和二(C_1-6-烷基)胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、C_1-6-烷基羰基胺基、胺基甲酰胺基、C_1-6-烷酰氧基、磺酰基、C_1-6-烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫烷基、C_1-6-烷硫基、卤素、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基及配体，其中芳基和杂芳基可任选地被取代，两个成对取代基共同表示氧基、硫基、亚胺基或任选取代的亚甲基，或共同形成一个由1-5个碳原子的亚烷基链组成的螺旋双自由基，该亚烷基链任选地由一个或多个杂原子/基团中断和/或终断，该杂原子/基团选自-O-、-S-和-(NR^N)-，其中R^N选自氢和C_1-4-烷基，两个毗邻(非成对)取代基表示形成双键的加成键；R^N*当存在时选自氢和C_1-4-烷基；

和它们的碱性盐和酸加成盐。

2.如权利要求1的寡聚物，包含1-10,000个通式I木-LNA(s)和0-10,000个选自天然核苷和核苷类似物的核苷，条件为核苷数目与木-LNA(s)数目之和至少为2，优选至少为3，例如在2-15,000范围。

3.如权利要求2的寡聚物，其中至少一个木-LNA包含核碱基作为取代基B。

4.如权利要求2的寡聚物，其中寡核苷酸包含至少7，优选至少9，特别至少11，尤其至少13个接续木-LNA单体。

5.如权利要求2的寡聚物，其中全部寡聚物的核苷单体都是木-LNA。

6.如权利要求1-5中任一项的寡聚物，其中木-LNA(s)具有下式Ia的结构其中P、P^*、B、X、R^1*、R²、R^2*、R^3*、R^4*、R⁵和R^5*如权利要求1中的定义。

7.如权利要求1-6中任一项的寡聚物，其中X选自-(CR⁶R^6*)-、-O-、-S-和-N(R^N*)-，优选为-O-、-S-和-N(R^N*)-，特别为-O-。

8.如权利要求1-7中任一项的寡聚物，其中R^2*和R^4*构成的双自由基选自-(CR^*R^*)_r-Y-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-Y-(CR^*R^*)_s-Y-、-Y-(CR^*R^*)_r+s-Y-、-Y-(CR^*R^*)_r-Y-(CR^*R^*)_r+s-、-(CR^*R^*)_r+s-、-Y-、-Y-Y-、其中各个Y分别选自-O-、-S-、-Si(R^*)₂-、N(R^*)-、＞C＝O、-C(＝O)-N(R^*)-和-N(R^*)-C(＝O)-，其中各个R^*分别选自氢、卤素、叠氮基、氰基、硝基、羟基、巯基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体和/或两个毗邻(非成对)R^*共同表示双键；r和s各自为0-4，条件为r+s之和为1-4。

9.如权利要求8的寡聚物，其中该双自由基选自-Y-、-(CR^*R^*)_r+s-、-(CR^*R^*)_r-Y-(CR^*R^*)_s-和-Y-(CR^*R^*)_r+s-Y-，其中r和s各自为0-3，条件为r+s之和为1-4。

10.如权利要求9的寡聚物，其中该双自由基选自-O-、-S-、_s-N(R^*)-、-(CR^*R^*)_r+s+1-、-(CR^*R^*)_r-O-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-S-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-N(R^*)-(CR^*R^*)_s-、-O-(CR^*R^*)_r+s-O-、-S-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-、-S-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-S-和-S-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-；其中r及s各自为0-3，条件为r+s之和为1-4，其中X选自-O-、-S-和-N(R^H)-，其中R^H表示氢或C_1-4烷基。

11.如权利要求10的寡聚物，其中X为O，R²选自氢、羟基以及任选取代的C_1-6烷氧基，R^1*、R^3*、R⁵和R^5*表示氢。

12.如权利要求11的寡聚物，其中该双自由基选自-O-、-(CH₂)_0-1-O-(CH₂)_1-3-、-(CH₂)_0-1-S-(CH₂)_1-3-和-(CH₂)_0-1-N(R^N)-(CH₂)_1-3-。

13.如权利要求12的寡聚物，其中该双自由基选自-O-CH₂-、-S-CH₂-和-N(R^N)-CH₂-。

14.如权利要求11-13中任一项的寡聚物，其中该B选自核碱基。

15.如权利要求14的寡聚物，其中该寡聚物包含至少一个木-LNA，其中B选自腺嘌呤和鸟嘌呤，以及至少一个木-LNA，其中B选自胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶。

16.如权利要求8的寡聚物，其中该双自由基为-(CH₂)_2-4-。

17.如权利要求8-10中任一项的寡聚物，其中一个R^*选自氢、羟基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，以及其余取代基R^*都为氢。

18.如权利要求17的寡聚物，其中至少一个木-LNA的双自由基的R^*基选自DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体。

19.如权利要求1-18中任一项的寡聚物，其中木-LNA(s)的任何核苷间键选自2至4个，优选3个基团/原子组成的键，该基团/原子选自-CH₂-、-O-、-S-、-NR^H-、＞C＝0、＞C＝NR^H、＞C＝S、Si(R”)₂-、-SO-、-S(O)₂-、-P(O)₂、-P(O，S)-、-P(S)₂-、-PO(R”)-、-PO(OCH₃)-和-PO(NHR^H)-，其中R^H选自氢和C_1-4烷基，R”选自C_1-6烷基和苯基。

20.如权利要求19的寡聚物，其中木-LNA(s)的任何核苷间键选自-CH₂-CH₂-CH₂-、-CH₂-CO-CH₂-、-CH₂-CHOH-CH₂-、-O-CH₂-O-、-O-CH₂-CH₂-、-O-CH₂-CH＝、-CH₂-CH₂-O-、-NR^H-CH₂-CH₂-、-CH₂-CH₂-NR^H-、-CH₂-NR^H-CH₂-、-O-CH₂-CH₂-NR^H-、-NR^H-CO-O-、-NR^H-CO-NR^H-、-NR^H-CS-NR^H-、-NR^H-C(＝NR^H)-NR^H-、-NR^H-CO-CH₂-NR^H-、-O-CO-O-、-O-CO-CH₂-O-、-O-CH₂-CO-O-、-CH₂-CO-NR^H-、-O-CO-NR^H-、-NR^H-CO-CH₂-、-O-CH₂-CO-NR^H-、-O-CH₂-CH₂-NR^H-、-CH＝N-O-、-CH₂-NR^H-O-、-CH₂-O-N＝、-CH₂-O-NR^H-、-CO-NR^H-CH₂-、-CH₂-NR^H-O-、-CH₂-NR^H-CO-、-O-NR^H-CH₂-、-O-NR^H-、-O-CH₂-S-、-S-CH₂-O-、-CH₂-CH₂-S-、-O-CH₂-CH₂-S-、-S-CH₂-CH＝、-S-CH₂-CH₂-、-S-CH₂-CH₂-O-、-S-CH₂-CH₂-S-、-CH₂-S-CH₂-、-CH₂-SO-CH₂-、-CH₂-SO₂-CH₂-、-O-SO-O-、-O-S(O)₂-O-、-O-S(O)₂-CH₂-、-O-S(O)₂-NR^H-、-NR^H-S(O)₂-CH₂-、-O-S(O)₂-CH₂-、-O-P(O)₂-O-、-O-P(O，S)-O-、-O-P(S)₂-O-、-S-P(O)₂-O-、-S-P(O，S)-O-、-S-P(S)₂-O-、-O-P(O)₂-S-、-O-P(O，S)-S-、-O-P(S)₂-S-、-S-P(O)₂-S-、-S-P(O，S)-S-、-S-P(S)₂-S-、-O-PO(R”)-O-、-O-PO(OCH₃)-O-、-O-PO(BH₃)-O-、-O-PO(NHR^N)-O-、-O-P(O)₂-NR^H-、-NR^H-P(O)₂-O-、-O-P(O，NR^H)-O-和-O-Si(R”)₂-O-。

21.如权利要求20的寡聚物，其中木-LNA(s)间的核苷间键选自-CH₂-CO-NR^H-、-CH₂-NR^H-O-、-S-CH₂-O-、-O-P(O)₂-O-、-O-P(O，S)-O-、-O-P(S)₂-O-、-NR^H-P(O)₂-O-、-O-P(O，NR^H)-O-、-O-PO(R”)-O-、-O-PO(CH₃)-O-和-O-PO(NHR^N)-O-，其中R^H选自氢和C_1-4烷基，R”选自C_1-6烷基和苯基。

22.如权利要求1-21中任一项的寡聚物，其中木-LNA(s)的各个取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*当存在时分别选自氢、任选取代的C_1-6烷基、任选取代的C_2-6烯基、羟基、C_1-6烷氧基、C_2-6烯氧基、羧基、C_1-6烷氧羰基、C_1-6烷基羰基、甲酰基、胺基、一和二(C_1-6烷基)胺基、胺基甲酰基、一和二(C_1-6烷基)-胺基-羰基、C_1-6烷基羰基胺基、甲酰胺基、叠氮基、C_1-6烷酰氧基、磺酰基、硫烷基、C_1-6烷硫基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体以及卤素，其中两个邻近取代基共同表示氧基，R^N*当存在且不涉及双自由基时选自氢和C_1-4烷基。

23.如权利要求1-22中任一项的寡聚物，其中X选自-O-、-S-和-NR^N*，木-LNA(s)的取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*当存在时各自表示氢。

24.如权利要求1-23中任一项的寡聚物，其中P是选自氢、羟基、任选取代的C_1-6烷基、任选取代的C_1-6烷氧基、任选取代的C_1-6烷基羰氧基、任选取代的芳氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根和-W-A’的5’端基；其中W选自-O-、-S-和-N(R^H)-，其中R^H选自氢和C_1-6烷基；A’选自DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体。

25.如权利要求1-24中任一项的寡聚物，其中P^*是选自氢、羟基、任选取代的C_1-6烷氧基、任选取代的C_1-6烷基羰氧基、任选取代的芳氧基以及-W-A’的3’端基；其中W选自-O-、-S-和-N(R^H)-，其中R^H选自氢和C_1-6烷基；A’选自DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体。

26.如权利要求1-25中任一项的寡聚物，具有下式V：

G-[Nu-L]_n(0)-{[木-LNA-L]_m(q)-[Nu-L]_n(q)}_q-G^* V其中q为1-50；n(0)，...n(q)各自分别为0-10000；m(1)，...m(q)各自分别为1-10000；条件为n(0)，...n(q)与m(1)，...m(q)之和为2-15000；G表示5’端基；各个Nu分别表示选自天然核苷和核苷类似物的核苷；各个木-LNA分别表示核苷类似物；各个L分别表示选自Nu和木-LNA的两个基团间的核苷间键，或L连同G^*表示3’端基；和各个木-LNA-L分别表示通式I核苷类似物。

27.一种通式II核苷类似物(木-LNA)其中取代基B选自核碱基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体；

X选自-O-、-S-、-N(R^N*)-和-C(R⁶R^6*)-；

Q和Q^*分别选自氢、叠氮基、卤素、氰基、硝基、羟基、Prot-O-、Act-O、巯基、Prot-S-、Act-S-、C_1-6-烷硫基、胺基、Prot-N(R^H)-、Act-N(R^H)-、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔基、任选取代的C_2-6-炔氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基、配体、羧基、磺酰基、羟甲基、Prot-O-CH₂-、Act-O-CH₂-、胺基甲基、Prot-N(R^H)-CH₂-、Act-N(R^H)-CH₂-、羧甲基、磺酰甲基，其中Prot分别为-OH、-SH以及-NH(R^H)的保护基，Act分别为-OH、-SH以及-NH(R^H)的活化基，R^H选自氢及C_1-6-烷基；和

R^2*和R^4*一起表示双自由基，该双自由基选自-O-、-(CR^*R^*)_r+s+1-、-(CR^*R^*)_r-O-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-S-(CR^*R^*)_s-、-(CR^*R^*)_r-N(R^*)-(CR^*R^*)_s-、-O-(CR^*R^*)_r+s-O-、-S-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-O-、-O-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-、-S-(CR^*R^*)_r+s-S-、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)、-N(R^*)-(CR^*R^*)_r+s-S-和-S-(CR^*R^*)_r+s-N(R^*)-；

其中各个R^*分别选自氢、卤素、叠氮基、氰基、硝基、羟基、巯基、胺基、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体和/或两个毗邻(非成对)R^*可共同表示双键，以及r和s各自为0-3，条件为r+s之和为1-4；

取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*各自分别选自氢、任选取代的C_1-12-烷基、任选取代的C_2-12-烯基、任选取代的C_2-12-炔基、羟基、C_1-12-烷氧基、C_2-12-烯氧基、羧基、C_1-12-烷氧羰基、C_1-12-烷基羰基、甲酰基、芳基、芳氧-羰基、芳氧基、芳基羰基、杂芳基、杂芳氧-羰基、杂芳氧基、杂芳基羰基、胺基、一和二(C_1-6-烷基)胺基、胺基甲酰基、一和二(C_1-6-烷基)-胺基-羰基、胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、一和二(C_1-6-烷基)胺基-C_1-6-烷基-胺基羰基、C_1-6-烷基羰基胺基、胺基甲酰胺基、C_1-6-烷酰氧基、磺酰基、C_1-6-烷基磺酰氧基、硝基、叠氮基、硫烷基、C_1-6-烷硫基、卤素、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基和配体，其中芳基和杂芳基可任选地被取代，两个成对取代基共同表示氧基、硫基、亚胺基或任选取代的亚甲基，或共同形成一个由1-5个碳原子的亚烷基链组成的螺旋双自由基，亚烷基链任选地由一或多个杂原子/基团中断和/或终断，该杂原子/基团选自-O-、-S-和-(NR^N)-，其中R^N选自氢和C_1-4-烷基，两个毗邻(非成对)取代基表示形成双键的加成键；R^N*当存在且不涉及双自由基时选自氢和C_1-4-烷基；

和它们的碱性盐和酸加成盐；

条件为，任何在寡核苷酸合成条件下为反应性的化学基(包括任何核碱基)被任选的官能基保护。

28.如权利要求27的核苷类似物，其中B基选自核碱基和经官能基保护的核碱基。

29.如权利要求27-28中任一项的核苷类似物，其中X选自-O-、-S-和-N(R^N*)-。

30.如权利要求27-29中任一项的核苷类似物，其中取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*当存在时各自分别选自氢、任选取代的C_1-6烷基、任选取代的C_2-6烯基、羟基、C_1-6烷氧基、C_2-6烯氧基、羧基、C_1-6烷氧羰基、C_1-6烷基羰基、甲酰基、胺基、一和二(C_1-6烷基)胺基、胺基甲酰基一和二(C_1-6烷基)胺基羰基、C_1-6烷基羰基胺基、甲酰胺基、叠氮基、C_1-6烷酰氧基、磺酰基、硫烷基、C_1-6烷硫基、DNA嵌入体，光化学活性基，热化学活性基，螯合基，信息基，配体以及卤元子；其中两个邻近取代基共同表示氧基，R^N**当存在且不涉及双自由基时选自氢和C_1-4烷基，条件为羟基、胺基、一(C_1-6烷基)胺基、硫烷基及羧基都可任选地被保护。

31.如权利要求27-30中任一项的核苷类似物，取代基R^1*、R²、R^3*、R⁵、R^5*、R⁶和R^6*各自当存在时表示氢。

32.如权利要求27-31中任一项的核苷类似物，其中Q分别选自氢、叠氮基、卤素、氰基、硝基、羟基、Prot-O-、巯基、Prot-S-、C_1-6-烷硫基、胺基、Prot-N(R^H)-、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔基、任选取代的C_2-6-炔氧基、一磷酸根、二磷酸根、三磷酸根、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基、配体、羧基、磺酰基、羟甲基、Prot-O-CH₂-、胺基甲基、Prot-N(R^H)-CH₂-、羧甲基、磺酰甲基，其中Prot为-OH、-SH和-NH(R^H)的保护基，R^H选自氢和C_1-6-烷基；和

Q^*选自氢、叠氮基、卤素、氰基、硝基、羟基、Act-O-、巯基、Act-S-、C_1-6-烷硫基、胺基、Act-N(R^H)-、一或二(C_1-6-烷基)胺基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、任选取代的C_2-6-烯基、任选取代的C_2-6-烯氧基、任选取代的C_2-6-炔基、任选取代的C_2-6-炔氧基、DNA嵌入体、光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基、配体、羧基、磺酰基，其中Act为-OH、-SH和-NH(R^H)的活化基，R^H选自氢和C_1-6-烷基。

33.如权利要求27-32中任一项的核苷类似物，其中B呈“β-构型”。

34.如权利要求33的核苷类似物，其中X为O，R²选自氢、羟基以及任选取代的C_1-6烷氧基，R^1*、R³、R⁵和R^5*表示氢。

35.如权利要求37-34中的核苷类似物，其中该双自由基选自-O-、-(CH₂)_0-1-O-(CH₂)_1-3-、-(CH₂)_0-1-S-(CH₂)_1-3-和-(CH₂)_0-1-N(R^N)-(CH₂)_1-3-。

36.如权利要求35的核苷类似物，其中该双自由基选自-O-CH₂-、-S-CH₂-和-N(R^N)-CH₂-。

37.如权利要求34-36中任一项的核苷类似物，其中B选自核碱基。

38.如权利要求37的核苷类似物，其中B选自腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶。

39.如权利要求38的核苷类似物，其中双自由基为-(CH₂)_2-4-优选为-(CH₂)₂-。

40.如权利要求34-39中任一项的核苷类似物，其中一个R^*选自氢、羟基、任选取代的C_1-6-烷氧基、任选取代的C_1-6-烷基、DNA嵌入体，光化学活性基，热化学活性基，螯合基，信息基和配体，以及其余取代基R^*都为氢。

41.一种如权利要求27-40中任一项定义的木-LNA在制备如权利要求1-34中任一项的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)中的应用。

42.如权利要求41的应用，其中结合木-LNA可调节寡核苷酸用作核酸活性酶基质的能力。

43.一种如权利要求27-40中任一项定义的木-LNA在制备经木-LNA改性寡核苷酸与一种化合物的轭合物中的应用，该化合物选自蛋白质、扩增基因、酶、多醣类、抗体、半抗原、肽类和PNA。

44.一种由如权利要求1-26中任何一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)与一种化合物的轭合物，该化合物选自蛋白质、扩增基因、酶、多醣类、抗体、半抗原、肽类和PNA。

45.一种如权利要求27-40中任一项定义的木-LNA的应用，其作为核酸上活性酶的基质。

46.如权利要求45的应用，其中权利要求31中式II的取代基Q表示三磷酸根。

47.如权利要求45的应用，其中木-LNA作为DNA和RNA聚合酶的基质。

48.一种如权利要求27-40中任一项定义的木-LNA作为治疗剂的应用。

49.一种如权利要求27-40中任一项定义的木-LNA在诊断中的应用。

50.一种如权利要求27-40中任一项定义的一或多个木-LNA在构成固体表面中的应用，该固体表面上已经连接不同序列的经LNA改性的寡核苷酸。

51.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡聚物(核糖解酶)在目标核酸的序列特异性裂解中的应用。

52.一种如权利要求1-26项中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)在治疗中的应用，例如用作为反信息、反基因或基因活化治疗剂。

53.如权利要求52的应用，其中经木-LNA改性的寡核苷酸可补充RNAseH。

54.一种如权利要求1-26中任一项定义的经多于一种木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)的复合物在治疗中的应用，例如用作为反信息、反基因或基因活化治疗剂。

55.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)在治疗中作为调适剂(aptamer)的应用。

56.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)在诊断学中的应用，例如用于天然或合成核酸的分离、纯化、扩增、检测、识别、定量或捕获。

57.如权利要求56的应用，其中该寡核苷酸包含光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基或配体，其有助于寡核苷酸的直接或间接检测寡核苷酸或将寡核苷酸固定在固体载体上。

58.如权利要求57的应用，其中该光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基或配体包括间隔基(K)，该间隔基包含化学可裂解基。

59.如权利要求58的应用，其中该光化学活性基、热化学活性基、螯合基、信息基或配体经过寡核苷酸的LNA(s)中至少一个双自由基(即R”)连接。

60.如权利要求58的应用，其用于天然或合成双链或单链核酸如RNA或DNA的捕获和检测。

61.如权利要求57的应用，其用于天然双链或单链核酸例如RNA或DNA的纯化。

62.如权利要求57的应用，其用作原位杂交、Southern杂交、印迹杂交、反印迹杂交或Northern杂交中的探针。

63.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)的应用，其在分子诊断中作为调适剂。

64.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)的应用，其在RNA介导的催化过程中作为调适剂。

65.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)的应用，其在抗生素、药物、氨基酸、肽类、结构蛋白质、蛋白质受体、蛋白酶、醣类、多醣类、生物辅因子、核酸或三磷酸盐的特异性结合中作为调适剂。

66.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)的应用，其在通过立体特异性结合在外消旋混合物对映异构物的分离中作为调适剂。

67.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)的应用，其用于标识细胞。

68.如权利要求67的应用，其中该标识允许细胞与未加标识的细胞分离。

69.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)的应用，其用于活体内或试管内杂交至非蛋白质编码细胞RNAs例如tRNA、rRNA、snRNA和scRNA。

70.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)的应用，其用于建构一种包含一个萤光基团以及一个淬熄基的寡核苷酸，而其设置方式为寡核苷酸的杂交状态可与未结合寡核苷酸状态通过来自探针的萤光信号的增加予以区别。

71.一种如权利要求1-26中任一项定义的经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)的应用，其用于建构Taqman探针或分子信号。

72.一种用于天然或合成核酸分离、纯化、扩增、检测、识别、定量或捕获的试剂盒，其中该试剂盒包含一个反应主体以及如权利要求1-26中任一项定义的一种或多种经木-LNA改性寡核苷酸(寡聚物)。

73.如权利要求72的试剂盒，其中该经木-LNA改性的寡核苷酸被固定在该反应主体上。

74.一种用于天然或合成核酸分离、纯化、扩增、检测、识别、定量或捕获的试剂盒，其中该试剂盒包含一个反应主体以及如权利要求27-40中任一项定义的一种或多种木-LNA(s)。

75.如权利要求74项的试剂盒，其中该木-LNA(s)被固定在该反应主体上。