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壳聚糖（CS）是自然界中广泛存在的带正电天然碱性多糖。因其良好的抗菌性、生物相容性和生物降解性,在食品,化妆品,生物医学和生物工程等领域有良好的应用前景。但因其分子内和分子间存在的大量氢键,结晶度高,只溶于某些酸性溶液,不溶于中碱性水溶液和绝大部分有机溶液,不能满足其在中性或生理环境条件的使用要求,极大限制了其使用范围。因此,提升CS的水溶性和抗菌活性,保持甚至提升其生物相容性,是研究和开发壳聚糖衍生物亟待解决的关键问题,对这一问题的研究具有重要的科学意义和社会经济价值。本论文设计合成了四种反应性抗菌改性助剂,以溴辛烷/溴癸烷/溴代十二烷、N,N-二甲基乙醇胺（DMEA）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）等为原料,合成了三种不同链长的新型端异氰酸酯的季铵盐（NCO-Cn-QAS,n=8,10,12）;以1,3-丙磺酸内酯（1,3-PS）、DMEA、IPDI等为原料制备出反应性的端异氰酸酯磺酸甜菜碱（NCO-Betaine）。采用化学改性方法将抗菌助剂化学键合到CS骨架的C2-NH2和C6-OH上,制备得氨基位(C2-NH2)和羟基位（C6-OH）季铵盐改性的壳聚糖衍生物（N-QCS）和（O-QCS）,以及季铵盐和两性离子双重改性的壳聚糖(N-QBCS和O-C10-QBCS)等十种壳聚糖衍生物。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁氢谱（1H-NMR）和X射线衍射（XRD）表征了其分子结构和结晶度情况,用紫外-可见分光光谱仪（UV-vis）、Zetasizer电位仪和全自动生长曲线仪和酶标仪等,系统化比较研究了其溶解性能,抗菌活性和细胞毒性与分子结构之间的构效关系。通过紫外-可见分光光度计（UV-vis）和研究了各种CS衍生物的水溶性和在不同pH条件下的溶解度,实验表明季铵盐和两性离子改性的CS衍生物,其水溶性均有不同程度的提升,特别是在中性和弱碱性条件下的溶解性,拓宽其了水溶性的pH范围,并且溶解度随取代度的增大而增加。采用全自动生长曲线仪比较研究了所得CS衍生物对革兰氏阴性的菌大肠杆菌（E.coli）和革兰氏阳性的菌金黄色葡萄球菌（S.aureus）的最低抑菌浓度值（MIC）,并研究了其对E.coli和S.aureus的抗菌动力学。结果表明季铵盐改性后的CS衍生物对E.coli和S.aureus的抗菌活性相对于CS都有不同程度的提高,且对S.aureus的抗菌活性优于其对E.coli的。在最佳取代度范围内,抗菌活性随季铵盐取代度的增大而提升,超过最佳取代度后,则其抗菌活性轻微下降,其中在N-QCS体系中N-C12-QCS呈现出更优抗菌活性,其对E.coli和S.aureus的MIC值分别为400μg/mL和80μg/mL;在O-QCS体系中O-C10-QCS呈现更佳的抗菌活性,其对E.coli和S.aureus的MIC值分别为250μg/mL和120μg/mL。抗菌动力学研究显示抗菌时程随抗菌剂取代度和浓度的增大而延长。将NCO-Betaine引入到季铵化CS中后,N-QBCS仍具有较好的抗菌活性,而O-C10-QBaCSb体系抗菌活性大幅降低,说明两性离子的引入同样可以调控双重改性CS衍生物的抗菌活性。细胞毒性实验表明,相对于未改性的CS,季铵化CS呈现出一定的细胞毒性,而将NCO-Betaine引入后,能有效降低季铵化CS的细胞毒性,提升双重改性CS衍生物的生物相容性。