硫代磷酸酯（PS）键将硫原子取代寡核苷酸磷酸盐骨架中的氧原子。这种修饰使核苷酸间键抗核酸酶降解。硫代磷酸键可以在寡核苷酸5'-或3'-末端的最后3-5个核苷酸之间引入，以抑制核酸外切酶降解。在整个寡核苷酸中加入硫代磷酸键也有助于减少内切酶的攻击。
