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刺激响应性高分子具有可以随外界环境变化而发生改变的物理或化学性质，在功能性材料的设计和应用方面获得广泛应用。本论文基于具有温度、pH、CO2/N2响应性的单体N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)和具有温度、盐响应性的两性离子单体甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)，设计制备了一系列具有多重响应特性的聚合物和水凝胶，探究聚合物溶液性质、表面活性和乳化性能与单体组成、温度、pH、CO2/N2鼓泡和盐浓度的关系，探究水凝胶的温度、pH和盐浓度敏感的“溶胀-消溶胀”行为。另外，聚两性离子PSBMA具有优异的生物相容性，PDMAEMA-b-PSBMA可作为一种具有低细胞毒性和高转染效率的基因载体。本文的内容分为以下五个部分: (1)合成了一系列基于低临界溶解温度(LCST)型单体DMAEMA和高临界溶解温度(UCST)型单体SBMA的无规或嵌段聚合物，其溶液性质与嵌段排列方式和嵌段组成有关。PDMAEMA和PSBMA均聚物分别具有LCST和UCST温敏相转变行为;嵌段共聚物PDMAEMA-b-PSBMA同时具有UCST和LCST，且受嵌段比和环境刺激调控;无规共聚物PDMAEMA-co-PSBMA未表现出LCST型相转变，而PSBMA含量最大的无规共聚物表现出pH敏感的UCST型相转变。将PDMAEMA与疏水单体叔丁基酯(tBA)共聚得到的PDMAEMA-b-PtBA具有LCST型温敏相转变和溶剂响应性，将PDMAEMA嵌段季铵化得到的(PDMAEMA-co-PSBMA)-b-PtBA失去响应性。 (2)嵌段共聚物PDMAEMA-b-PSBMA在水中具有“精神分裂的”双温敏性聚集行为，在UCST以下和LCST以上聚合物分别形成“PSBMA核PDMAEMA壳”和“PDMAEMA核PSBMA壳”的胶束，在UCST和LCST之间聚合物为单分子溶解状态。PDMAEMA-b-PSBMA水溶液的UCST和LCST受嵌段组成、pH、CO2/N2和盐离子多重因素影响。随PDMAEMA摩尔含量的增大，UCST和LCST均降低;随pH增大LCST降低，而酸或碱的加入都会使UCST降低;随NaCl浓度增大，聚合物的UCST显著降低而LCST略有升高;通入CO2也可使溶液pH降低而拓宽共聚物的溶解温度范围，且可以通过通入N2恢复溶液pH和聚合物溶液状态，而加入NaOH会引起盐的积累引入盐效应。 (3)嵌段聚合物PDMAEMA-b-PSBMA具有表面活性，使水的表面张力降至41mN·m-1，可以用来稳定甲苯和水两相得到“水包油”乳液。聚合物浓度的增大会使乳液类型反转，油水比例的增大使乳液体积增大而不改变乳液类型。 聚合物稳定的乳液对温度、pH和盐浓度具有敏感性。随温度升高，聚合物的表面张力表现出“略有增大-急剧减小-缓慢减小”三阶段的变化，转变点分别与UCST和LCST对应。在UCST以下和LCST以上，聚合物的温敏聚集导致界面吸附量减少，所得乳液液滴较大。CO2鼓泡和HCl滴定可以使PDMAEMA-b-PSBMA稳定的乳液破乳，交替通入CO2/N2可以实现可逆的“破乳-乳化”循环，而反复加入HCl/NaOH会引入盐效应使乳液不能重新形成。盐浓度对PDMAEMA-b-PSBMA表面张力的影响受界面镜像电荷、聚合物聚集状态、PDMAEMA的聚电解质效应和PSBMA的反聚电解质效应共同影响。PDMAEMA16-b-PSBMA30和PDMAEMA30-b-PSBMA60的表面张力随盐浓度增大而减小，并在低盐浓度下存在极小值。PDMAEMA30-b-PSBMA60的zeta电位在低盐浓度下接近于零，聚合物的乳化能力消失。 (4)PDMAEMA在生理条件下为阳离子聚合物，可以与DNA静电结合，起到保护并运载DNA的作用。将PDMAEMA、PDMAEMA-b-PSBMA和PSBMA用作基因载体，探究PSBMA对PDMAEMA转染效果的影响。随聚合物量的增大，网络状DNA分子先后呈现碎片状、线状和棒状构型，并在聚合物远远过量时形成适合细胞内吞的球形纳米颗粒。在较高N/P比下，电中性聚两性离子PSBMA上的季铵离子也可以将DNA压缩为纳米颗粒，但其压缩效率比聚阳离子PDMAEMA嵌段低。PSBMA可以显著降低基因载体的细胞毒性，增大基因转染效率。 (5)P(DMAEMA-SS-SBMA)共聚水凝胶同时具有UCST和LCST温敏体积转变行为，且UCST和LCST随DMAEMA含量的增大而降低。两种温敏性体积转变分别是由PSBMA间静电缔合和PDMAEMA间疏水作用导致的，UCST导致的收缩结构相对亲水，可以实现持续性的药物释放;LCST导致的收缩结构较为疏水，可以使药物的释放快速“关闭”。另外，pH敏感的溶胀行为对药物释放没有明显作用，而在GSH中凝胶的降解可以导致快速的药物释放。