DNA聚合酶链式反应（PCR）自诞生以来以其操作简便、灵敏性强的特点迅速引起关注。其在基因工程、基因诊断以及疾病检测方面发挥着重要作用。PCR技术一个发展方向是对长片段DNA的扩增。长片段PCR以其扩增片段长为特点,但是目前的扩增长度无法完整扩增生物体内的基因。长片段PCR反应持续时间更长,因此对反应底物的热稳定要求更高。目前,几种商业性的DNA聚合酶已满足热稳定性要求,但是反应中dNTP的热稳定性一直被忽略,因此开发新型热稳定dNTP类似物有重要研究意义。研究发现dNTP末端磷酸上的两个羟基是其不稳定的主要原因,考虑到末端磷酸基团远离DNA聚合酶的催化中心,对酶反应活性影响较小,本文设计合成多个dNTP末端磷酸修饰物,以期在增强其热稳定性的同时使其可以被DNA聚合酶识别利用,用于长片段PCR扩增。本文主要研究内容如下:1)综合考虑化合物的热稳定性和对DNA聚合酶反应速率的影响,本文将dNTP末端磷酸上的一个羟基替换为氨基,合成磷酰胺类化合物。我们尝试了多种合成方法,成功合成dATP-NH2、dTTP-NH2、dCTP-NH2、dGTP-NH2四个目标化合物,并找到了产率相对较高的合成路径,产率为40%-60%。2)我们通过模拟PCR环境,验证了其热稳定性。75℃恒温孵育48 h后,dATP-NH2剩余69%,而dATP仅有15%剩余,表明其热稳定性较天然dNTP有大幅度提升。在研究热稳定性的同时分析二者水解产物,发现水解化合物皆为dADP和dAMP,且在整个实验过程中dADP所占比例都比dAMP高,表明dNTP水解是从末端磷酸开始,逐个脱落磷酸基团。3)以dNTP-NH2为原料,利用不同的DNA聚合酶进行扩增,均得到目标扩增产物。证明合成的化合物可以被多种DNA聚合酶识别利用;利用合成的化合物探究PCR延伸时间对目的基因扩增量影响,证实随着延伸时间增长,目的基因扩增量增加,表明以dNTP-NH2为底物,可以通过增长延伸时间弥补酶反应效率略低的问题。4)用dNTP-NH2为底物进行PCR反应,成功扩增出1 kb、3 kb和6kb和10 kb片段,说明dNTP-NH2不仅可以用于常规PCR,还可以用于长片段PCR反应。在长片段扩增（6kb）中利用不同DNA聚合酶均成功扩增出目的基因,表明dNTP-NH2在长片段扩增中应用前景较广。综上,本文合成的dNTP-NH2,热稳定性明显提升,可以被多种DNA聚合酶识别且在PCR扩增中表现良好,表明dNTP-NH2在长片段扩增中具有广泛的应用前景。