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阳离子聚合物是一类非常重要的功能高分子，由于其优异的凝聚和传递DNA的能力，可以作为优异的非病毒基因载体。而在目前合成的阳离子聚合物中，聚乙烯亚胺(PEI)是最有效的聚合物载体之一。基于此，本论文结合近年来倍受关注的可控自由基聚合、点击化学(Click Chemistry)、阳离子开环聚合等，制备了具有多种拓扑结构的PEI基聚合物，其分子链的结构包括二嵌段线型聚合物、接枝型聚合物和环型聚合物等。另一方面，大量的文献报道了新型阳离子聚合物的合成、应用，关于其组装动力学的研究却少之又少。然而，这方面的研究成果对开发新的离子型聚合物体系，扩大其应用范围方面都有十分重要的指导意义。本文利用生物物理领域成熟的停流光谱分析技术(Stopped-flow)，分析了不同条件下对该大分子动力学过程的影响。并将研究范围扩大，继续分析有序聚集体的组装和形成动力学。具体来说，本论文的工作包括以下几个方面：1.制备聚乙烯亚胺-g-聚乙二醇接枝共聚物(PEI-g-PEG)。利用六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)与聚乙二醇单甲醚(mPEG)反应得到mPEG-NCO，随后与PEI反应，制得不同分子量的接枝共聚物，利用核磁共振(1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等进行表征。2.制备聚乙二醇-b-聚乙烯亚胺二嵌段共聚物(PEG-b-PEI)。用聚乙二醇单甲醚(mPEG)和对甲苯磺酰氯反应合成出大分子引发剂聚乙二醇单甲醚对甲苯磺酸酯(mPEG-OTs)，然后引发2-乙基-2-噁唑啉单体阳离子开环聚合，然后在酸性条件下水解制备PEG-b-PEI，并利用NMR和GPC等进行表征。3.采用阳离子开环聚合与点击化学相结合的方法制备环形聚乙烯亚胺均聚物(cyclic-PEI)。利用对甲苯磺酸丙炔酯作为引发剂引发2-乙基-2-噁唑啉(EtOZ)进行阳离子开环聚合，得到含有端炔基的聚(2-乙基-2-噁唑啉)(-alkyne PEOZ)均聚物，接着使用2-溴异丁酰溴和NaN3的两步反应将端羟基改性为端叠氮，再在极稀的溶液中反应制备出环形大分子，最后在酸性条件下水解制备环形的聚乙烯亚胺(cyclic-PEI)。利用FT-IR、NMR和GPC对这一转变过程进行了分析表征。4.利用停流光谱技术(stopped-flow)研究线性聚乙烯亚胺(linear-PEI)、支化聚乙烯亚胺(branch-PEI)和聚乙烯亚胺-g-聚乙二醇接枝共聚物(branch-PEI-g-PEG)在不同环境条件下与DNA络合动力学过程，并结合前人的研究基础分析载体的结构参数、络合过程和基因传递效率三者之间的内在关联性。5.聚离子复合物形成和解离动力学过程研究。将带有相反电荷的两种聚电解质样品混合，然后采用停流光谱技术，研究聚离子复合物(PIC)胶束形成和结构转变的动力学过程，结合动态/静态光散射技术等静态表征和分析结果，分析不同条件下静电络合动力学过程的特征弛豫时间和结构演化进程，研究混合条件(如组分浓度、混合比例和盐)等对络合/解离动力学进程的影响。6.温度诱导嵌段聚合物溶液-凝胶转变动力学研究。利用停流光谱散射光检测设备研究了二嵌段聚合物聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-b-聚甲基丙烯酸β-羟丙酯(PGMA-b-PHPMA)中，温度诱导溶液-凝胶(sol-gel)的可逆转变过程。