PEI有两种不同的结构类型：支链型和直线型。支链型PEI其分子形态呈高度分支化，与带负电的DNA之间的静电作用力比和直线型PEI之间的作用力强得多，能够更大程度地缩聚DNA，使复合物粒径尺寸更小，从而更容易进入细胞，这样就提高了PEI的基因转染效率。实际上，研究表明：支链型PEI 在特定细胞系中转染效率高于直线型PEI[27]，这个也证明了化合物的结构对其性质的重要影响。高分子量PEI 显示出较高的基因转染效率，但因其结构中存在大量正电荷且在体内无法降解性，这致使细胞膜变得不稳定，因而表现出了较大的细胞毒性，限制了它的应用，低分子量PEI( 低于2 kDa) 毒性低，但其基因转染效率也随之降低[28]

PEI最重要的性质是它带有高密度的阳离子，正因为如此，PEI在很宽的pH值范围内能有较好的缓冲能力，PEI亦有不同的分子量，如800Da，2、25、50、70、800kDa。1995年以来，人们着眼于PEI在基因转染方面的应用，而目前线性PEI已经被开发成商品化的基因转染试剂（e.g.ExGen500, jetPEI）[29]。

1.4  阳离子聚合物载体的转染效率

影响阳离子聚合物载体的转染效率的主要因素有：阳离子聚合物的结构、聚合物/pDNA形成的复合物的大小和跨膜能力的强弱、聚合物与DNA的比率(N/P) 、载体所带正电荷的多少，即压缩凝聚DNA的能力、转染的细胞类型、DNA进入内涵体或细胞核的效率和阳离子聚合物的稳定性等。阳离子聚合物的稳定性越好,基因进入细胞质和细胞核的效率越高,则转染效率也越高[30] 。研究表明阳离子聚合物与DNA的电荷比是影响转染效率的非常重要因素,当电荷比在2 :1～4 :1 范围内转染效率最佳[31]。

1.5  阳离子聚合物载体的毒性

阳离子聚合物带来的细胞毒性至少有两种类型：由游离聚合物导致的急毒性和由阳离子聚合物/pDNA络合物导致的慢毒性。在阳离子聚合物如PLL 和PEI 对膜的破坏方面的细胞毒性已经有过一些研究。一般来说，阳离子聚合物的细胞毒性作用的后果是在质膜上由于强烈的静电相互作用，细胞表面上的聚合物聚集，使之不稳定，进而使其中细胞膜功能受损，其破坏程度由乳糖脱氢酶的泄漏情况来评价。分子量是一个影响PEI细胞毒性的主要因素，与高分子量PEI相比，低分子量PEI产生的细胞毒性较低。文献综述

1.6  基于PEI的基因运载体的设计

PEI的转染效率随着其分子量的增大而增加，但遗憾的是细胞毒性也会随之增加。使用可降解交联剂将低毒但是没有转染效果的低分子量PEI拼接成可降解的高分子量PEI，已经获得了较高的转染效率。因为多羟基化合物衍生聚合物载体具有良好的靶向性，较少的生物排异反应，同时其细胞毒性较低，因而作为一种高效安全的非病毒型基因运载体而备受瞩目。Wong等合成了一种PEI-壳聚糖基因运载体[32]。Yemin Lin等人在一系列研究中,用小胺类化合物和单糖类D-葡萄糖二酸二甲酯等交联合成了多种单糖类PEI聚合物，并对其性能的影响因素做了细致的分析[33]。于是我们打算在前人工作的基础上，改造某些单糖类交联剂，以进一步探讨单糖类交联剂交联PEI形成的阳离子聚合物作为基因运载体的转染效率和细胞毒性的相关性状。

1.7  研究内容

基于上述认识，本论文主要研究内容如下：

（1） 合成可生物降解的且水溶性好的酯类交联剂α,β-二羟基琥珀酸二乙酯（L-DET），并改造成己二烯酒石酸二胺（L-TAD，新交联剂）交联剂。

（2） 采用新制备的的交联剂，交联bPEI800和bPEI2000两种PEI单体，得到两组PEI衍生物的聚合物，并初步评价影响聚合物转染效率及毒性的影响因素。