聚合物的独特性能为药物传递系统做出了重要贡献,为治疗大分子和基因的传递提供了一个出色的平台。聚（β-氨基）酯（PβAE）作为高效和可生物降解的阳离子聚合物载体,正在受到广泛关注。它们被认为是病毒载体的最有效的替代品,因为其具有亲水性、自组装的纳米粒处方以及出色的转染性能。PβAEs表现出动态的动力学特征和可调控的电荷密度,这可以通过将其与不同的功能共轭库结合起来进行调控。平行筛选策略是合成不同成分和结构的PβAEs的有效方法,可以满足靶向传递的多种要求。这些有趣的特性使PβAEs具有定制的治疗功能,如良好的封装能力、高稳定性和刺激响应性释放。非病毒载体尤其是聚合物的转染效率在很大程度上受理化性质的制约。在开发阳离子聚合物载体时,理化性质（如分子量和配方决定因素）是需要优化的重要参数。降低阳离子聚合物的分子量将导致对浓缩核酸的保护降低,并导致细胞摄取减少,进而导致转染效率降低。为了开发一种能够实现最大程度基因转染的高效载体,需要更详细地了解Pβ3AE-pDNA复合物的形成及其大小/电荷、胶体稳定性、与血液成分的相互作用和聚集性。在这种情况下,我们首先尝试在不改变化学成分的情况下控制PβAE的分子量,以增强基因转染。我们研究了各种关键配方决定因素的重要性,以提高聚β-氨基酯（PβAEs）作为安全和潜在纳米载体的可重复性和效率。在文献报道的各种PβAEs中,已证明其具有最多样化的DNA递送特性,因此本研究选择了 PβAE-447来说明PβAEs的详细合成及其在制备DNA载体纳米颗粒中的应用。PβAE-447因其较高的转染活性而成为研究最多、最有前途的PβAE之一。最初,我们应用两种合成策略在不改变其化学成分的情况下构建了分子量变体PβAE-447库,然后评估其作为基因载体的效用。在一种方法中,聚合物的形态随着反应温度的调节而改变,并在低温下获得了低粘性聚合物。在第二种方法中,在广泛的单体比范围内,以1:1的单体化学计量比获得了高分子量PβAE-447,而当进料比例偏离统一时,分子量下降。在合成过程中,通过调整二丙烯酸酯和胺类单体之间的比例,可以有效地控制分子量而不是结构。基于PβAE-447的纳米颗粒（NPs）的直径为145.85±31.55nm,Zeta电位为11.28±1.72mV。与PEI相比,高分子量配制的纳米粒子显示了更高的基因表达水平和较低的细胞毒性。结果表明,优化分子量可以作为修饰功能的一般方法,并有助于设计具有显著增强基因转染特性的非病毒载体。然后对高分子量PβAE-447进行了进一步的表征,旨在确定配方过程中一些关键参数的影响。首先,在开始制备纳米颗粒之前,对高分子量PβAE-447的水溶性、溶胀能力、质子缓冲能力和细胞毒性进行了表征。有趣的是,在100μg/mL浓度下,该聚合物比聚乙烯亚胺（PEI）（18%）具有更高的细胞存活率（高于80%）。PβAE-447与质粒DNA（pDNA）复合生成流体动力半径为184nm的纳米载体（Zeta电位为+7.42mV）用于细胞转染。用PEG化和冻干的PβAE-447/DNA复合物转染三种不同的细胞系（HEK-293、BEAS-2B 和 A549）。PEG 化的 P β AE-447 纳米颗粒在 HEK-293、BEAS-2B 和 A549细胞系中的转染效率分别为51%、66%和22%。而冻干的P β AE-447纳米颗粒在HEK-293、BEAS-2B和A549的转染效率分别为49%、67%和21%。PEG化和冻干的P β AE-447纳米颗粒比PEI的转染效率更高。与其他细胞系相比,对A549细胞（高于66%）显示出最高的转染效率。创新工程的纳米结构处于纳米生物技术和纳米医学的前沿。精细的合成、理化性质的表征以及材料表面的生物或化学基团的表现,使量身定做的纳米结构适合于许多生物医学的应用。在材料合成之后,详细的颗粒表征是最重要的,因为材料的理化性质可能对其生物特性有重大影响。在过去,有许多研究是为了了解PβAEs的结构或优化以制备具有所需特性的纳米粒子。然而,这些研究集中在单一变量上,例如控制释放,而实际上,基于PβAE的纳米复合物面临着广泛的生物物理化学相互作用。这项研究的结果表明,纳米医学的未来取决于具有可控理化性质的纳米材料的合理设计,以可预测的方式控制其与生物系统的相互作用。同时,各种纳米材料的疗效主要受其成分的影响,然而,对于阳离子纳米材料,额外的理化性质,如尺寸、Zeta电位、表面化学、分散介质和团聚能力,在决定其性能方面起着至关重要的作用。这项研究探索了有价值的信息,即定制的PβAE-447纳米颗粒表现出更好的相互作用,对水环境不敏感性和优越的功能性。总之,这些结果表明,详细和彻底地了解纳米与生物的相互作用,对于确定各种纳米材料的有利的物理化学特性是必要的。