壳聚糖来源于虾蟹外壳,是一种具有良好生物相容性和可生物降解性的生物阳离子聚合物,其独特的阳离子优势为其在环境治理、生物医用、组织工程、农业、食品工程等领域找到了广阔的应用舞台。然而,壳聚糖因不溶于水,往往需要通过化学改性去改善其溶解性,其中包括采用聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯亚胺（PEI）等对壳聚糖接枝改性,但易造成壳聚糖衍生材料的生物相容性随着取代度的增加而降低,或难降解等负面影响;并且有可能屏蔽壳聚糖主链的阳离子基团,从而降低其表面电荷。相比之下,仅仅基于壳聚糖链段而没有引入其他人工合成嵌段的自支化壳聚糖,可以在改善性能的同时保持优良的生物安全性,有着巨大的应用潜力。本论文针对支化壳聚糖应用于环境治理与医药传递领域开展了研究探索。基于目前藻华治理中存在安全性不高、步骤繁琐不易操作等问题,本论文以自支链化壳聚糖（SBC）负载经聚乙二醇（PEG）包封的过氧化钙（Ca O2）,制备了一种兼具絮凝与气浮功能的支链化壳聚糖复合物（Self-Branched Chitosan/Ca O2@PEG,缩写为SBC/CP）,用于简便彻底去除藻类污染。该复合材料不仅可以捕集、絮凝藻类,还可以通过借助新生的气泡将絮团漂浮到水面,从而快速便捷实现藻类的移除。实验结果表明,在藻类泛滥水体中投加20 mg/L SBC/CP,2小时后分离效率超过98.84%。需注意的是,除了对藻类起到絮凝和漂浮的作用之外,该材料还可以通过增加水中溶解氧、减少水中总磷的方式来改善水质。采用斑马鱼作为动物模型的安全性试验结果证实,SBC/CP与氯化铁,聚合氯化铝和聚丙烯酰胺相比,表现出更加优异的生物安全性。总体而言,该复合材料具有去除藻类及改善水质的优异性能,有望成为操作简便和生态友好的处理藻华新手段。在药物控释领域,具有阳离子聚合物特性的壳聚糖衍生物常常用于负载和传递DNA、RNA等基因药物。普通的直链壳聚糖通过改性转变成支化壳聚糖后,原来的单链扩展为阳离子网状结构,能显著提升低分子量的RNA的转染率。针对治疗急性髓系白血病的方式中容易产生多药耐药、药物负载及递送系统安全性低的问题,我们设计了一种具有高度生物相容性的多重响应纳米递送系统,该系统以纳米金/支化壳聚糖/透明质酸（Au/SBC/HA）三种生物安全性高的材料为载体,通过药物结晶及静电结合的方式共转运疏水药物羟基喜树碱（HCPT）和RNA类药物si GLUT1,用于安全、精确、高效治疗多药耐药AML。其中,系统采用亲疏水反向结晶的方式负载药物,可通过控制HCPT的含量来调整药物结晶层的粒径,从而合理控制药物的负载量,使其更适合用于药物输送和实现药物的高效摄取,进而解决了化疗药物溶解性差的问题;与此同时,以纳米金/支化壳聚糖/透明质酸（Au/SBC/HA）为载体共转运HCPT和si GLUT1的体系,可通过高渗透长滞留效应（EPR效应）、p H效应、CD44信号受体结合的三重靶向效果精确治疗AML;值得注意的是,该系统共转运si GLUT1与药物,抑制耐药AML的高糖酵解并增强耐药AML细胞化疗敏感性作用,逆转耐药AML的MDR,实现良好的抗癌疗效。因此,这种通过简单结晶的方式调控药物负载、以Au/SBC/HA为载体共转运药物/RNA的系统,避免使用复杂的载体和药物接枝体系,并为精确、高效、安全治疗AML等耐药性疾病提供了新的尝试方法。