目前,基因治疗作为一项重要的医疗技术,已经逐渐地被广泛接受。基因治疗不同于一般的医疗手段,它立足于基因水平,是一种针对性很强、效果很好、微创性的医疗方法,尤其是对由于基因缺陷或者基因链段缺失等基因问题所引发的病症。基因治疗出现于1967年,此后一直以相当快的速度进行发展。鉴于它明显的优势和广阔的应用前景,也受到科学界越来越多的关注和重视。目前基因治疗最主要的途径是将完整的目的基因,通过基因运输过程,带入特定细胞中,从而补全缺失的或者取代有缺陷部分的基因片段,并进行后续正常的转染过程,达到治疗疾病的目的。而在这样的整个基因治疗中,最重要的也是最能决定治疗效果的步骤,就是如何把目的基因带进细胞体内,而这也是基因治疗的难点。目前公认最合适的基因运输手段,是通过基因载体。因此,能否获得理想的基因载体,关系着基因治疗的应用效果,以及未来基因治疗的前景。本文的主要研究方向,就是制备理想的基因载体。基因治疗传统的载体是病毒,以及阳离子脂质体或阳离子聚合物。尽管这些材料转染效率高,但细胞毒性也很大,无法真正应用于临床的基因治疗。而自然界的多糖壳聚糖生物相容性好,对细胞无毒,完全可以用作基因载体,然而,壳聚糖的转染效率太低。本论文以制备理想的基因载体为目的,通过常用壳聚糖的改性,赋予壳聚糖特定功能,提升壳聚糖的转染效率。内容包括：制备壳聚糖核壳结构进行基因缓释；采用改性的壳聚糖制备功能性核壳结构纳米粒子,用于基因转染；采用60Co丫-射线辐射裂解法对壳聚糖大分子进行裂解,制备低分子量且转染效率高的壳聚糖；采用辐射接枝法制备电荷密度大的接枝聚苯乙烯膦盐的壳聚糖。主要研究内容及成果如下：一、首先通过壳聚糖化学改性,制备巯基化烷基化壳聚糖(TACS)以及羟丁基壳聚糖(HBC),然后利用电荷吸附,让TACS吸附基因质粒,形成核粒子,再把HBC包裹在核粒子表面,制备壳聚糖核壳结构复合粒子。透射电子显微镜(TEM)研究表明,核壳粒子的粒径约为120 nm。而且,粒子对细胞几乎没有毒性,细胞存活率在95%以上。同时,HEK 293T和Hela细胞体外缓释以及转染实验表明,该核壳结构粒子可以有效达到缓释的目的,转染效率也比较高,达到了38.99%。二、利用聚乙二醇(PEG)对HBC进行进一步修饰,获得EG-HBC,然后将EG-HBC包裹在吸附了基因质粒的TACS核粒子表面,形成了TACS@EG-HBC核壳结构复合粒子。通过纳米颗粒分析仪检测,TACS@EG-HBC粒径约为200 nm。之后,通过一系列的Hela细胞体外转染和缓释实验,以及与TACS核粒子和TACS@HBC对比,证实了TACS@EG-HBC良好的缓释功能和转染能力。最后,在KM小鼠的体内实验中,验证了TACS@EG-HBC转染效果可以持续到60天,并且体内的转染效果很好。三、利用60Co γ-射线辐射裂解法,对壳聚糖溶液进行辐照,制备了低分子量的壳聚糖。通过改变吸收剂量,控制壳聚糖的分子量。乌氏粘度法测定表明,壳聚糖的分子量随吸收剂量增大而降低,当吸收剂量从0到50 kGy变化时,分子量从35万降低到5万左右。动态光散射研究表明,辐照后的壳聚糖负载基因形成的粒子,其zeta电势和粒径都随着吸收剂量的增大而减小。Hela细胞转染实验、荧光显微镜观测以及流式细胞测定结果都表明,转染效率有所提升,从4.76%最多提高到了11.1%。四、采用辐射接枝技术,将苯乙烯膦盐接枝在壳聚糖上,制备出壳聚糖接枝聚苯乙烯膦盐的接枝物(CS-P)。13C-NMR表征显示,苯环与P原子同时出现在壳聚糖上,证明CS-P的成功制备。热重分析(TG)分析得到接枝率为2.51%。DLS研究结果表明,改性后的壳聚糖形成的粒子的zeta电势要比未改性的高很多。细胞毒性实验表明,接枝物对细胞无毒,Hela细胞存活率达到93.1±1.61%。同时Hela细胞的体外转染实验表明,基因转染效率得到了较大提升,从4.59%提高到了32.8%。