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2002年，全球应用了先进的药物控释技术的药物医药产品的总产值为380亿美元，预计在接下来的5年内，药物控释产品的总产值将以每年28％的速度增长，到2007年，应用了药物控释技术的产品将占总医药销售的39％。高分子纳米微粒在药物控释方面有着巨大的应用前景。在本文中，我们选用了一种经FDA认可的“食品级”高分子——海藻酸(Alginate)为主要原料，通过两种不同的方法制备了粒径分别为180nm和90nm的纳米微粒。整个制备过程简单方便，完全在水相中进行，没有使用任何表面活性剂或者有机溶剂。这就使得制得的纳米微粒没有污染，非常适合用作药物载体。
首先，我们通过过硫酸钾(K2S2O8)在70℃下海藻酸钠溶液中的分解释放出质子使得海藻酸钠分子链逐步质子化，发生收缩，形成胶束。当过硫酸钾所能释放出的质子总量与海藻酸钠分子链上的羧酸根总数之比为0.6：1，海藻酸钠的浓度为0.25％(w/w)，海藻酸钠胶束在溶液的pH值为3.4时，达到最小值180nm。但这些胶束在热力学上并不稳定，室温下静止放置会逐步自组装成的空心球并进而最终组装成空心管。为了避免这种自组装的发生，我们通过把海藻酸钠胶束表面的羧酸根部分交联的方法制备了稳定的、能够长期保存的纳米微粒。这些纳米微粒具有pH敏感性，能够在pH5-8之间发生从核壳结构的纳米球与空心球的互变。这部分工作无论在理论上还是在应有上都有着十分重要的意义：
1.我们首次通过pH变化，来诱导一种由两个pKa相近的单元无规组成的聚电解质在水溶液中自组装成纳米微粒，这为纳米微粒的合成提供了新的途径。
2.我们从热力学的角度对未交联海藻酸纳米微粒自组装成空心球、空心管进行了研究，提出了表面的电荷密度的增加是这种转变的驱动力。通过增加表面电荷密度，可以提高体系的热力学稳定性。
3.我们通过交联的方法得到了一种随pH值改变可以发生实心球和空心球之间的互变的交联海藻酸微粒，其转变的pH在5-8之间。而人体的血液或体液的pH在7.35-7.45之间。这种奇特的转变行为使得其在药物缓释上面有着很好的应用潜力。
另一方面，我们通过海藻酸钠与N，N二乙基甲基丙烯酸乙胺酯DEA单体先形成高分子-单体复合物胶束(PMC)，然后引发DEA单体的聚合，制备了ALG-PDEA纳米微粒，并对聚合反应的机理进行了探讨。并研究了不同pH值对所生成的纳米微粒的形貌的影响，和在一个pH6.7下的自组装。主要工作包括以下几个方面：
1.对不同pH值下海藻酸钠与DEA单体复合形成胶束进行了研究。并且通过计算和实验证明：只有当海藻酸钠与DEA单体都处于高度电离的情况下，才能形成这种PMC胶束。在这种胶束中，胶束的壳层由带负电荷的海藻酸钠链段所组成，而核由海藻酸钠与DEA的复合物所组成。并且这种核壳结构随着pH的升高变得越来越明显。
2.以过硫酸钾为引发剂，在完全水性的条件下，通过引发胶束内DEA单体的聚合，在pH4.2时制备了尺寸小于100nm的具有空心结构的ALG-PDEA纳米微粒。并且研究了不同的pH值对胶束内DEA聚合生成的纳米微粒形貌的影响，分析了造成这种影响的原因。由于海藻酸和PDEA都具有生物相容性，因而用这种方法合成的纳米微粒在药物控释方面有着广泛的应用前景。
3.对生成的聚合物纳米微粒的稳定性进行了研究，发现在pH6.7情况下生成的纳米微粒如果延长聚合时间会自组装成树枝状结构，并提出了ALG-PDEA复合物壳层的电荷不均匀是提供这种生长方向性的原因的假说。