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壳聚糖是一种天然的阳离子聚合物,其毒性较低,并具有生物降解性、生物相容性以及较高的阳离子电势,是一种优良的非病毒基因载体材料。然而,壳聚糖在生理pH条件下溶解性较差,这限制了它的进一步应用,通过选择特定结构的分子对壳聚糖进行改性,不但能改善其溶解性,还有望提高其转染效率。本论文以壳聚糖为原料,通过对其进行多重修饰,得到了三类多重修饰的壳聚糖基因载体,并使用红外、核磁、X射线粉末衍射等测试方法表征了这三类壳聚糖衍生物的结构,研究了壳聚糖衍生物在293T等细胞中的细胞毒性与体外转染效率。具体内容如下：(1)制备了三种不同聚乙二醇取代度的季铵化壳聚糖(PHTAC, PEG取代度DP分别为9%、13%、27%),通过琼脂糖凝胶电泳实验、zeta电位及粒径测试、细胞毒性实验、荧光素酶质粒转染实验评价了PHTAC/DNA复合物的相关性质及体外转染效率。结果显示PHTAC具有良好的DNA结合能力,可形成200nm左右的复合物粒子。不同PEG取代度的PHTAC的毒性均低于季铵化壳聚糖(HTAC),并且DP越高,毒性越小。N/P=25、DP为9%的PHTAC-1的转染效率最高,是HTAC最佳转染效率(N/P=20)的5.3倍。(2)制备了三种不同精氨酸取代度的季铵化壳聚糖(Arg-HTAC, Arg取代度DA分别为5.2%、9.4%、13.0%),研究了Arg-HTAC的DNA结合能力、复合物表面电势、粒子尺寸、细胞毒性及体外转染效率。结果表明Arg-HTAC可与DNA良好结合,形成200-300nm的粒子。其毒性较低,在浓度小于等于100μg/mL时细胞存活率均在82%(HepG2细胞)或95%(293T细胞)以上。N/P=25、DA为13.0%的Arg-HTAC-3转染效率最高,为HTAC最佳转染效率(N/P=25)的27倍,与PEI25kDa转染效果相近。(3)制备了精氨酸修饰的聚乙烯亚胺壳聚糖(CS-PEI-Arg),考察了CS-PEI-Arg的DNA结合能力、复合物的尺寸与表面电势、细胞毒性与体外转染效率。结果显示CS-PEI-Arg能充分结合DNA,形成尺寸小于200nm的粒子。与CS-PEI和PEI相比,CS-PEI-Arg的毒性不但明显降低,而且转染效率更高。CS-PEI-Arg的最佳转染效率(N/P=50)分别是CS-PEI (N/P=20)、PEI (N/P=10)最佳转染效率的2.3倍和4.2倍。