处理完成 综述：核酸启发的含磷聚合物

本文综述了受核酸结构启发的含磷聚合物研究进展，涵盖异核酸(XNA)、非核苷酸寡磷酸盐及杂化大分子架构。通过借鉴核酸的序列定义特性、精确合成方法和功能多样性，为聚合物科学发展提供了新方向，在生物医学和可持续材料领域展现出广阔前景。

　　

核酸启发的含磷聚合物

脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)是自然界中最重要的大分子，作为所有已知生命形式的蓝图。尽管它们在分子复制(如基因复制)和模板化大分子合成(如转录和翻译)方面具有高度复杂的功能，但本质上是以磷酸二酯键连接的序列定义型含磷聚合物。

异核酸(Xeno-nucleic acids, XNAs)

异核酸(XNA)是指通过修饰天然核酸的三个基本组成部分(呋喃糖、磷酸二酯骨架和碱基)而开发的人工类似物。XNA的设计旨在扩展遗传字母表、增强稳定性和赋予独特功能。例如，己糖核酸(HNA)、苏糖核酸(TNA)、乙二醇核酸(GNA)和环己烯基核酸(CeNA)等。这些XNA在生物技术和治疗应用中显示出巨大潜力。

非核苷酸寡磷酸盐

现代寡核苷酸合成依赖于固相磷酸酰胺化学。这一技术不仅推动了核酸生物技术的发展，还启发了非核苷酸寡磷酸盐的创造。通过使用磷酸三酯单元作为构建模块，研究人员能够合成具有特定序列的聚合物，其结构显著偏离天然核酸。这种方法为创建具有定制功能的新材料提供了途径。

基于核酸支架的精确聚合物架构

随着可控聚合的进步，许多研究开始探索合成聚合物与核酸的界面。例如，通过可控自由基聚合从DNA链末端接枝合成聚合物形成嵌段共聚物；将DNA刷附着到合成聚合物主链上生成DNA瓶刷聚合物；以及用DNA修饰聚合物纳米粒子表面等。这些杂化材料结合了合成聚合物的可调性质和核酸的独特功能。

通过环 opening 聚合合成的DNA类似物

从聚合角度看，许多含磷聚合物——如聚膦酸盐、聚磷酸盐和聚膦酰胺——都是通过环 opening 聚合(ROP)合成的。环状烷基磷酸酯的ROP由伯醇引发，最早在1970年代被研究。近年来，这一领域因内酯聚合的进步而加速发展，为合成类DNA聚合物提供了新策略。

RNA启发的可持续聚合物开发

尽管DNA和RNA结构相似，但它们表现出明显不同的性质。最显著的区别在于稳定性：在没有(核糖)核酸酶的情况下，DNA的半衰期约为数百年，而RNA降解速度快约10万倍。这种对比在功能上至关重要。作为长期遗传信息载体，DNA必须高度稳定以维持基因组完整性；而RNA的不稳定性则使其适合短期信号传递。

结论与未来展望

本文讨论的所有研究都有一个共同点：灵感来源于核酸的结构、合成或功能。自Crick、Franklin、Watson和Wilkins阐明DNA双螺旋结构以来的72年里，这一发现持续激发着跨学科创新。未来的研究方向包括提高合成效率、拓展功能多样性以及加强跨学科合作等。