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以鱿鱼软骨甲壳素(β-甲壳素)为起始原料,与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)反应,制取中间体O-季铵盐化甲壳素;O-季铵盐化甲壳素经经浓碱脱乙酰制备脱乙酰度(DD)为100%的O-季铵盐化壳聚糖;O-季铵盐化壳聚糖与癸醛发生希夫碱反应后用硼氢化钠还原得到N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖。通过莫尔滴定法、元素分析、FTIR、1H NMR等表征中间体O-季铵盐化甲壳素、O-季铵盐化壳聚糖及终产物N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖的结构,TGA表征N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖的热性能。探究O-季铵盐化甲壳素、O-季铵盐化壳聚糖、N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖的制备条件。初步开展N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖作为药物载体和基因载体的应用研究。采用β-甲壳素与CTA反应制备O-季铵盐化甲壳素,通过研究反应温度、物料比(β-甲壳素与CTA的摩尔比)和碱种类(Li OH、Na OH、KOH)对产物季铵盐取代度(DSQ)的影响,发现采用质量百分比浓度为40%的KOH溶液碱化,在反应温度为60℃、物料比为1:7时,O-季铵盐化甲壳素DSQ最高,为104%。通过3次浓碱脱乙酰反应,制备了DD为100%的O-季铵盐化壳聚糖,每次反应温度为50℃、Na OH质量百分比浓度为34%、反应时间为1 h。采用癸醛对O-季铵盐化壳聚糖进行癸烷反应制备N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖。通过正交实验发现,癸醛的用量对产物烷基化程度(DSA)的影响最大,反应温度次之,反应时间影响最小。N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖的DSA随癸醛的用量增加先急剧增加后趋于平缓;随反应温度的升高,产物DSA先增大最后达到平衡;随反应时间增加,产物DSA先增加再趋于平缓;与传统加热方式相比,微波加热反应时间短、操作简便。70℃下,癸醛与O-季铵盐化壳聚糖的物料比为6:1,微波加热反应30 min,产物DSA可达到85%。N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖的热分解温度高于121℃,适用于高温湿热灭菌。开展N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖包封与释放扑热息痛(PCTM)和维生素B12的试验研究。结果表明:药物包封率随药物投放量先增加而增大;当药物与N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖的投料比率为3:5,达到了载药微球的载药极限。随N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖DSA的增加,PCTM和维生素B12载药量与包封率均增加;DSA为67%的N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖,其对PCTM的载药量达到51%,包封率为83%,其对维生素B12的载药量达到47%,包封率为80%。空白N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖微粒的粒径为200~350 nm,而包封维生素B12后大部分载药微粒的粒径增加至300~700 nm,表明虽然有少量疏水药物分子聚集在载体外部,但是大多数药物分子基本被疏水作用包封在载体内部。PCTM和维生素B12在磷酸盐缓冲溶液中的释放共分三阶段,2 h内为突释阶段,药物迅速释放,这可能源自载药微粒外部的疏水药物分子聚集体,DSA为21%的载体所制备载药微粒药物释放量分别为53%和67%,DSA为63%的载体所制备载药微粒药物释放量为35%和43%;2~6 h为缓释阶段,药物均速释放;6~9 h为平释阶段,10 h时药物释放完全。DSA为62%载体所制备的载PCTM微粒药物释放动力学符合Logistic和Weibull模型,为S型释放。开展N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖的细胞毒性测试和作为p EGFP基因载体转染人胚肾细胞HEK 293的试验研究。结果表明:DSQ为12%和DSQ为55%的胞存活率分别为63%和51%,而PEI在200μg/m L时细胞全部死亡,表明N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖的细胞毒性低于PEI。壳聚糖的季铵盐化可以提高壳聚糖的正电性,增加与DNA和细胞膜的相互作用,但当N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖的DSQ大于36%时,强正电性会限制DNA的解吸附,降低转染效果。DSQ为36%的N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖与DNA在N:P为8:1时,转染效率最好;N:P为20:1时转染效率较低。在N:P为8:1时,非病毒载体的标准对照PEI(25KDa)转染HEK 293细胞的荧光强度为1.0×107 RLU/mg protein,Lipofectamine 2000为1.0×1011 RLU/mg protein,而DSQ为36%的N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖为1.8×108 RLU/mg protein,优于PEI,但是低于Lipofectamine 2000。N-癸烷-O-季铵盐化壳聚糖有望成为新型的非病毒基因载体。