超支化聚合物的独特结构和优异性能,使得其在超分子化学、药物运输、基因治疗和生物成像等众多领域具有潜在的应用价值,倍受研究者关注。在过去十年中,超支化聚合物的设计合成及应用方面的研究都取得了重大进展。目前基于现有的研究成果,发展多功能超支化聚合物,挖掘超支化聚合物的新性能,拓宽超支化聚合物的应用,成为该领域未来的重要发展方向。本文以超支化聚酰胺-胺为基础,通过功能性单体设计和化学修饰等方法赋予超支化聚酰胺-胺多功能性,并研究了其在自组装及基因运输中的应用。具体内容主要包括如下几个方面：1.通过N,N’-胱胺双丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺与1-(2-胺乙基)哌嗪的Michael加成聚合制备了含有二硫键的超支化聚酰胺-胺。该聚合物具有还原响应性,水溶性好,毒性低和缓冲能力强等优点,而且能发射很强的荧光。由于独特的结构,超支化聚酰胺-胺能很容易的与质粒DNA自组装成纳米环,而相应的线性聚酰胺-胺只能与质粒DNA组装成纳米颗粒。通过AFM对纳米环的结构进行了表征,对自组装机理进行了验证,并研究了超支化聚酰胺-胺的化学结构、分子量以及制备条件对自组装的影响。另外研究发现该纳米环也具有还原响应性、生物相容性好且能发荧光等多种功能。2.在前面聚合物的合成中,我们发现通过N,N’-胱胺双丙烯酰胺与1-(2-胺乙基)哌嗪的Michael加成聚合制备的含有二硫键的超支化聚酰胺-胺能通过分子间的二硫键交换反应发生自交联。研究发现分子间的二硫键交换反应只能在聚合物为固态时或高浓度的溶液中发生。进一步通过单体选择,利用N,N-二甲基二亚丙基三胺与N,N’-胱胺双丙烯酰胺Michael加成聚合制备另一类含有二硫键的超支化聚酰胺-胺。由于引入了具有温度响应性的N,N-二甲基胺基,该类超支化聚酰胺-胺具有温度响应性。这样直接升高聚合物水溶液温度到最低临界温度(LCST)以上时,聚合物会首先自组装成纳米颗粒,而在纳米颗粒中,聚合物分子处于聚集状态,很快发生分子间的二硫键交换反应而自交联,能很容易的制备出纳米／微凝胶。研究发现这种热诱导自组装-自交联法制备纳米/微凝胶非常简单方便,而且制备的凝胶尺寸可控,同时具有还原响应性和pH响应性,生物相容性好,在药物运输中有着潜在的应用。3.通过N,N’-亚甲基双丙烯酰胺与1-(2-胺乙基)哌嗪在摩尔比为2时的Michael加成聚合反应制备了末端含有双键的超支化聚酰胺-胺,进一步通过巯基葡萄糖与双键的巯基-烯点击反应一锅法制备了具有糖基化壳的超支化聚酰胺-胺。研究发现糖基化反应迅速、高效,在较短的时间内就能100%反应,且制备出的糖基化超支化聚酰胺-胺能发射很强的荧光。4.利用Michael加成反应制备了一类具有还原和pH双重响应性的聚酰胺-胺基因载体。研究发现pH响应性的缩酮键在内涵体环境下的迅速降解,能增加内涵体的渗透压,从而扰乱内涵体,帮助聚合物/DNA复合物从内涵体中逃脱；同时具有还原响应性的二硫键在细胞质中还原物质的作用下降解,能实现DNA的智能释放,使得该类双重响应性聚酰胺-胺的转染效率远高于单响应性或非响应性的聚酰胺-胺。而且双重响应性聚酰胺-胺的毒性更低,生物相容性更好,是一类很好的基因运输载体。